Thulium ist ein chemisches Element, das das Symbol Tm und Atomnummer 69 hat. Thulium ist der zweite am wenigsten reichliche vom lanthanides (Promethium wird nur in Spur-Mengen auf der Erde gefunden). Es ist ein leicht bearbeitungsfähiges Metall mit einem hellsilberfarben-grauen Schimmer. Trotz seines hohen Preises und Seltenheit wird Thulium als die Strahlenquelle in tragbaren Röntgenstrahl-Geräten und in Halbleiterlasern verwendet.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Reines Thulium-Metall hat einen hellen, silberfarbenen Schimmer. Es ist in Luft vernünftig stabil, aber sollte vor der Feuchtigkeit geschützt werden. Das Metall ist weich, verformbar, und hämmerbar. Thulium ist unter 32 K eisenmagnetisch, zwischen 32 und 56 K antimagnetisch und über 56 K paramagnetisch. Flüssiges Thulium ist sehr flüchtig.

Chemische Eigenschaften

Thulium-Metall wird langsam in Luft trübe und brennt sogleich an 150 °C, um Thulium (III) Oxyd zu bilden:

:4 Tm + 3 O  2 TmO

Thulium ist ganz electropositive und reagiert langsam mit kaltem Wasser und ganz schnell mit heißem Wasser, um Thulium-Hydroxyd zu bilden:

:2 Tm (s) + 6 HO (l)  2 Tm (OH) (aq) + 3 H (g)

Thulium reagiert mit allen Halogenen. Reaktionen sind bei der Raumtemperatur langsam, aber sind über 200 °C kräftig:

:2 Tm (s) + 3 F (g)  2 TmF (s) (weißer)

:2 Tm (s) + 3 Kl. (g)  2 TmCl (s) (gelber)

:2 Tm (s) + 3 Br (g)  2 TmBr (s) (weißer)

:2 Tm (s) + 3 ich (g)  2 TmI (s) (gelber)

Thulium löst sich sogleich in verdünnter Schwefelsäure auf, um Lösungen zu bilden, die die blaßgrünen Ionen von Tm (III) enthalten, die als [Tm (OH)] Komplexe bestehen:

:2 Tm (s) + 3 HSO (aq)  2 Tm (aq) + 3 (aq) + 3 H (g)

Thulium reagiert mit verschiedenen metallischen und nichtmetallischen Elementen, die eine Reihe von binären Zusammensetzungen, einschließlich TmN, TmS, TmC, TmC, TmH, TmH, TmSi, TmGe, TmB, TmB und TmB bilden. In jenen Zusammensetzungen setzt Thulium-Ausstellungsstück-Wertigkeit +2, +3 und +4, jedoch fest, der +3 Staat ist am üblichsten, und nur dieser Staat ist in Lösungen von Tm beobachtet worden.

Isotope

Natürlich vorkommendes Thulium wird aus einem stabilem Isotop, Tm-169 (natürlicher 100-%-Überfluss) zusammengesetzt. Einunddreißig Radioisotope, sind mit dem stabilsten Wesen Tm-171 mit einer Halbwertzeit von 1.92 Jahren, Tm-170 mit einer Halbwertzeit von 128.6 Tagen, Tm-168 mit einer Halbwertzeit von 93.1 Tagen und Tm-167 mit einer Halbwertzeit von 9.25 Tagen charakterisiert worden. Alle restlichen radioaktiven Isotope haben Halbwertzeiten, die weniger als 64 Stunden sind, und die Mehrheit von diesen Halbwertzeiten hat, die weniger als 2 Minuten sind. Dieses Element hat auch 14 Meta-Staaten, mit dem stabilsten Wesen Tm-164m (t 5.1 Minuten), Tm-160m (t 74.5 Sekunden) und Tm-155m (t 45 Sekunden).

Die Isotope des Thuliums erstrecken sich im Atomgewicht von 145.966 u (Tm-146) zu 176.949 u (Tm-177). Die primäre Zerfall-Weise vor dem reichlichsten stabilen Isotop, Tm-169, ist Elektronfestnahme und die primäre Weise, nachdem Beta-Emission ist. Die primären Zerfall-Produkte vor Tm-169 sind Element 68 (Erbium) Isotope und die primären Produkte sind danach Element 70 (Ytterbium) Isotope.

Geschichte

Thulium wurde vom schwedischen Chemiker Pro Teodor Cleve 1879 durch das Suchen nach Unreinheiten in den Oxyden anderer seltener Erdelemente entdeckt (das war dieselbe Methode Carl Gustaf Mosander hat früher gepflegt, einige andere seltene Erdelemente zu entdecken). Angefangener Cleve durch das Entfernen von allen bekannten Verseuchungsstoffen von erbia (ErO). Nach der zusätzlichen Verarbeitung hat er zwei neue Substanzen erhalten; ein Braun und ein Grün. Die braune Substanz war das Oxyd des Element-Holmiums und wurde holmia von Cleve genannt, und die grüne Substanz war das Oxyd eines unbekannten Elements. Cleve hat das Oxyd thulia und sein Element-Thulium nach Thule, Skandinavien genannt.

Thulium war so selten, dass keiner der frühen Arbeiter genug davon hatte, um sich genug zu läutern, um wirklich die grüne Farbe zu sehen; sie mussten mit spektroskopisch dem Beobachten der Stärkung der zwei charakteristischen Absorptionsbänder zufrieden sein, weil Erbium progressiv entfernt wurde. Der erste Forscher, um fast reines Thulium zu erhalten, war Charles James, ein britischer Ausgebürgerter, der an einem in großem Umfang in der Universität von New Hampshire in Durham arbeitet. 1911 hat er seine Ergebnisse gemeldet, seine entdeckte Methode der bromate Bruchkristallisierung verwendet, die Reinigung zu tun. Er hat berühmt 15,000 "Operationen" gebraucht, um festzustellen, dass das Material homogen war.

Thulium-Oxyd der hohen Reinheit wurde zuerst gewerblich gegen Ende der 1950er Jahre infolge der Adoption der mit dem Ionaustauschtrennungstechnologie angeboten. Lindsay Chemische Abteilung von amerikanischem Potash & Chemical Corporation hat es in Rängen der 99-%- und 99.9-%-Reinheit angeboten. Der Preis pro Kilogramm hat zwischen 4,600 US$ und 13,300 $ in der Periode von 1959 bis 1998 für 99.9-%-Reinheit geschwungen, und es war im höchsten Maße für lanthanides hinter dem Lutetium zweit.

Ereignis und Produktion

Das Element wird in der Natur in der reinen Form nie gefunden, aber es wird in kleinen Mengen in Mineralen mit anderen seltenen Erden gefunden. Sein Überfluss in der Erdkruste ist 0.5 Mg/Kg. Thulium wird aus monazite (~0.007-%-Thulium) Erze hauptsächlich herausgezogen, die in Flusssanden durch den Ion-Austausch gefunden sind. Neuere Techniken des Ion-Austausches und lösenden Förderung haben zu leichterer Trennung der seltenen Erden geführt, die viel niedrigere Kosten für die Thulium-Produktion nachgegeben hat. Die Hauptquellen sind heute die Ion-Adsorptionstöne des südlichen Chinas. In diesen, wo ungefähr zwei Drittel des Gesamtselten-Erdinhalts Yttrium ist, ist Thulium ungefähr 0.5 % (oder über den gebundenen mit dem Lutetium für die Seltenheit). Der Blechkanister, durch die Verminderung seines Oxyds mit Lanthan-Metall oder durch die Kalzium-Verminderung eines geschlossenen Behälters isoliert werden. Keine der natürlichen Zusammensetzungen des Thuliums ist gewerblich wichtig.

Anwendungen

Trotz, selten und teuer zu sein, hat Thulium einige Anwendungen.

Laser

Chrom-Thulium des Holmiums dreifach lackierter YAG (Ho:Cr:Tm:YAG, oder Ho, Cr, Tm:YAG) ist ein aktives mittleres Lasermaterial mit der hohen Leistungsfähigkeit. Es faulenzt an 2097 nm und wird im Militär, der Medizin und der Meteorologie weit verwendet. Einzelnes Element Thulium-lackierter YAG (Tm:YAG) Laser funktioniert zwischen 1930 und 2040 nm. Die Wellenlänge von Thulium-basierten Lasern ist für oberflächlichen ablation des Gewebes mit der minimalen Koagulationstiefe in Luft oder in Wasser sehr effizient. Das macht Thulium-Laser attraktiv für die laserbasierte Chirurgie.

Röntgenstrahl-Quelle

Trotz seiner hohen Kosten verwenden tragbare Röntgenstrahl-Geräte Thulium, das in einem Kernreaktoren als eine Strahlenquelle bombardiert worden ist. Diese Quellen sind seit ungefähr einem Jahr als Werkzeuge in der medizinischen und Zahndiagnose verfügbar, sowie Defekte in unzugänglichen mechanischen und elektronischen Bestandteilen zu entdecken. Solche Quellen brauchen umfassenden Strahlenschutz - nur eine kleine Tasse der Leitung nicht.

Thulium 170 gewinnt Beliebtheit als eine Röntgenstrahl-Quelle für die Krebs-Behandlung über brachytherapy. Dieses Isotop hat eine Halbwertzeit von 128.6 Tagen und fünf Hauptemissionslinien der vergleichbaren Intensität (7.4, 51.354, 52.389, 59.4 und 84.253 keV).

Andere

Thulium ist in hohen Temperatursupraleitern ähnlich zu Yttrium verwendet worden. Thulium hat potenziell Nutzen in ferrites, keramische magnetische Materialien, die in der Mikrowellenausrüstung verwendet werden. Thulium ist auch dem Scandium ähnlich, in dem es im Kreisbogen verwendet wird, der sich für sein ungewöhnliches Spektrum, in diesem Fall, seine grünen Emissionslinien entzündet, die durch andere Elemente nicht bedeckt werden.

Biologische Rolle und Vorsichtsmaßnahmen

Thulium hat keine bekannte biologische Rolle, obwohl es bemerkt worden ist, dass es Metabolismus stimuliert. Auflösbare Thulium-Salze werden als ein bisschen toxisch, wenn genommen, in großen Beträgen betrachtet, aber die unlöslichen Salze sind nichttoxisch. Thulium wird durch Pflanzenwurzeln in keinem Ausmaß aufgenommen und kommt so in die menschliche Nahrungsmittelkette nicht. Gemüsepflanzen enthalten normalerweise nur ein Milligramm des Thuliums pro Tonne (trockenes Gewicht).

Siehe auch

Außenverbindungen

• WebElements.com - Thulium (auch verwendet als eine Verweisung)
• Es ist - Thulium elementar