Thulium

ominaisuudet
Yleisesti
Nimi , symboli , atominumero Thulium, Tm, 69
Elementtiluokka Lantanoidit
Ryhmä , jakso , lohko La , 6 , f
Katso hopeanharmaa
CAS-numero 7440-30-4
EY-numero 231-140-2
ECHA: n tietokortti 100.028.309
Massaosuus maan verhosta 0,19 ppm
Atomi
Atomimassa 168,934218 (6) et ai
Atomisäde (laskettu) 175 (222) pm
Kovalenttinen säde 190 pm
Elektronikonfiguraatio [ Xe ] 4 f 13 6 s 2
1. Ionisointienergia 6..18431 (6) eV ≈ 596.7 kJ / mol
2. Ionisointienergia 12.065 (20) eV ≈ 1 164.1 kJ / mol
3. Ionisointienergia 23.66 (3) eV ≈ 2 280 kJ / mol
4. Ionisointienergia 42.41 (4) eV ≈ 4 090 kJ / mol
5. Ionisointienergia 65.4 (3) eV ≈ 6 310 kJ / mol
Fyysisesti
Fyysinen tila tiukasti
Kristallirakenne kuusikulmainen
tiheys 9,318 g / cm 3 (25 ° C )
magnetismi paramagneettinen ( Χ m = 0,017)
Sulamispiste 1818 K (1545 ° C)
kiehumispiste 2223 K (1950 ° C)
Molaarinen tilavuus 19,1 · 10 −6 m 3 · mol −1
Haihdutuslämpö 247 kJ / mol
Fuusiolämpö 16,8 kJ mol -1
Sähkönjohtavuus 1,477 · 10 6 A · V −1 · m −1
Lämmönjohtokyky 16,8 W m −1 K −1
Kemiallisesti
Hapetustilat 2, 3 , 4
Normaali potentiaali −2,32 V (Tm 3+ + 3 e - → Tm)
Elektronegatiivisuus 1,25 ( Pauling-asteikko )
Isotoopit
isotooppi NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP
167 Tm {syn.} 9,25 pv e 0,748 167 hän
168 Tm {syn.} 93,1 d e 0,257 168 hän
169 Tm 100  % Vakaa
170 Tm {syn.} 128,6 pv β - 0,314 170 Yb
171 Tm {syn.} 1,92 a β - 1,880 171 Yb
Katso muut isotoopit isotooppiluettelosta
turvallisuusohjeet
GHS-vaaramerkinnät

jauhe

02 - Helposti / erittäin helposti syttyvä 07 - Varoitus

vaara

H- ja P-lauseet H: 228-319-335
P: 210-261-305 + 351 + 338
Mahdollisuuksien mukaan ja tapana käytetään SI-yksiköitä .
Ellei toisin mainita, annetut tiedot koskevat vakio-olosuhteita .

Thulium on kemiallinen alkuaine, jolla on elementtisymboli Tm ja atominumero 69. Jaksollisessa taulukossa se on lantanoidien ryhmässä ja on siksi myös yksi harvoista maametalleista .

historia

Thulium löydettiin yksityiskohtaisempien tutkimusten yhteydessä gadoliniitista ja siitä eristettävistä alkuaineista. Carl Gustav Mosander ja muut alun perin onnistunut erottamalla gadoliniitti osaksi kasviperäisten maa ( erbium oksidi ), terbine maa ( terbium oksidi ) ja yttrium maa ( yttriumoksidia ). Perinnöllinen maa pian osoittautui olevan seos samoin, kun ytterbium voitiin erottaa ensin Jean Charles Galissard de Marignac , sitten skandium mukaan Lars Fredrik Nilson .

Vuonna 1879 Per Teodor Cleve, vertaamalla erbiumin ja ytterbiumin erottamisen yhteydessä syntyneiden eri näytteiden absorptiospektrejä , havaitsi, että nämä sisälsivät tiettyjä erivahvuusabsorptiovyöhykkeitä , ts. Että lisäelementit on sisällytettävä. Hän tunnisti kaksi elementtiä, jotka hän nimitti holmiumiksi ja thuliumiksi. Thuliumin tyypillinen absorptiokaista oli 684 nm, nimi thulium valittiin Skandinaviasta peräisin olevan vanhan nimen mukaan . Vaikka Jacques-Louis Soret oli löytänyt, hän löysi tiumin ja holmiumin imeytymisnauhat ennen Cleveä (nimeltään "X") vain yksi uusi Holmiumia vastaava elementti.

Thuliumin löytämisen jälkeen Cleve yritti saada puhdasta tiumiumoksidia vuonna 1880, mutta hän ei pystynyt erottamaan sitä täysin ytterbiumista ja siten määrittelemään vain likimääräisen atomimassan. Charles James esitteli puhdasta tiumiumoksidia ensimmäisen kerran vuonna 1911 15 000-kertaisen jakokiteytyksen avulla ja erottamalla bromaatit erbiumista, thuliumista ja ytterbiumista.

Elementaalituliumin saivat ensimmäisen kerran vuonna 1936 Wilhelm Klemm ja Heinrich Bommer . Ne on saatu metallin vähentämällä tulium (III) kloridi , jossa on kalium- 250 ° C: ssa Ne määrittelivät myös metallin kiderakenteen ja magneettiset ominaisuudet.

Tapahtuma

Tulium on harvinainen alkuaine maan päällä, sen runsaus on Manner kuori on noin 0,52  ppm . Epävakaan prometiumin lisäksi se on harvinaisin lantanoidi. Tulium on kuitenkin yleisempää kuin jodi tai hopea .

Alkuosa esiintyy yksinomaan eräiden harvinaisten maametallien mineraalikomponenttina, erityisesti raskaslantanoidien sisältämien ytterimaiden muodossa . Tapahtumasta riippuen monatsiitti sisältää 0,01–0,51% tuliumia, ksenotiimi jopa 0,9% alkuaineesta. Mineraaleja, joissa on pääkomponenttia thuliumia tai luonnollista alkuaineen thuliumia, ei tunneta.

Thulium on erittäin monimutkainen ja kallis tuottaa, mutta sitä käytetään vain hyvin pieninä määrinä. Siksi tuliumin saantia ei pidetä kriittisenä.

Uuttaminen ja esittely

Muiden thulium-kumppaneiden tarkan erotuksen jälkeen oksidi pelkistetään lantaanilla metalliseksi thuliumiksi. Tulium sublimoidaan sitten.

ominaisuudet

Thulium sublimoi dendriittisiä aineita

Fyysiset ominaisuudet

Harvinaisten maametallien hopeanharmaa metalli on erittäin pehmeää, taipuisa ja muokattavissa.

Kemialliset ominaisuudet

Thulium on melko stabiili kuivassa ilmassa, mutta muuttuu harmaaksi kosteassa ilmassa. Korkeammissa lämpötiloissa se palaa seskvioksidiksi .

Se reagoi veden kanssa muodostaen hydroksidin tuottaen vetyä . Mineraalihapoissa se liukenee muodostaen vetyä.

Sen yhdisteet ovat +3- hapetusasteessa , Tm 3+ -kationit muodostavat pastellinsinisenvihreitä liuoksia vedessä.

käyttää

Thulium on harvinaisin harvinainen maametalli, mutta on edelleen yleisempi maankuoressa kuin kulta tai platina . Lisäksi vähäinen käyttö televisiot (aktivoida fosforiin on näytön pinnalla ), on olemassa vain muutamia kaupallisia sovelluksia:

  • Ydinreaktorista uutettu 170 Tm toimii röntgenlähteenä ( gammasäteilijä materiaalien testauksessa)
  • Thuliumdotiertes yttrium tai lantaani (LaOBr) toimii tuikelevyn on X-ray vahvistusvarjostimia tai fluoresoiva näytöt X-ray-tekniikkaa
  • Tuliumia seostettua kalsiumsulfaattia käytetään detektorina henkilökohtaisissa annosmittareissa pienien säteilyannosten mittaamiseksi
  • Thulium-kiteitä voidaan käyttää aktiivisena väliaineena diodipumpuissa kiinteän olomuodon lasereissa (aallonpituus 2 um) kokonaishyötysuhteella jopa 10% enintään 60 W: n valoteholla.
  • Tuliumilla seostettua piidioksidilasia aktiivisena väliaineena kuitulasereissa (aallonpituus 2 um) käytettiin 53,2%: n hyötysuhteella teholla> 1000 W. Pulssin huipputehot ovat enintään 2 GW.
  • Sitä käytetään myös laserlaitteissa, jotka toimivat kirurgisina skalpellina (urologia, kivi- ja eturauhasen hoito)

turvallisuusohjeet

Tulium ja thuliumyhdisteet ovat hieman myrkyllisiä. Thulium-pölyt ovat syttyviä ja räjähtäviä.

linkkejä

nettilinkit

Commons : Thulium  - kokoelma kuvia, videoita ja äänitiedostoja
Wikisanakirja: Thulium  - selitykset merkityksille, sanan alkuperälle, synonyymeille, käännöksille

Yksittäiset todisteet

  1. ↑ Harry H.Binder: Kemiallisten alkuaineiden sanasto. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
  2. ↑ Ominaisuuksien arvot (tietoruutu) otetaan osoitteesta www.webelements.com (Thulium) , ellei toisin mainita .
  3. ↑ IUPAC-valiokunta isotooppisuudesta ja atomipainoista: 14 kemiallisen elementin vakiomalliset atomipainot tarkistettu. Julkaisussa: Chemistry International. 40, 2018, s.23 , doi : 10.1515 / ci-2018-0409 .
  4. ↑ b c d e Merkintä tuliumia vuonna Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. ja NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1) . Toim.: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ). Haettu 13. kesäkuuta 2020.
  5. ↑ b c d e Merkintä tuliumia klo WebElements, https://www.webelements.com , pääsee 13. kesäkuuta 2020 mennessä.
  6. ^ NN Greenwood, A. Earnshaw: Elementtien kemia. 1. painos. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9 , s.1579 .
  7. ↑ Robert C. Weast (toim.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9 , s. E-129 - E-145. Arvot perustuvat g / mol: een ja ilmoitetaan yksikköinä cgs. Tässä määritetty arvo on siitä laskettu SI-arvo ilman mittayksikköä.
  8. ↑ a b Yiming Zhang, Julian RG Evans, Shoufeng Yang: Korjatut arvot kiehumispisteille ja alkuaineiden höyrystymisen entalpioille käsikirjoissa. Julkaisussa: Journal of Chemical & Engineering Data . 56, 2011, s. 328-337, doi: 10.1021 / je1011086 .
  9. ↑ b esite Tulium, jauhe peräisin Sigma-Aldrich , pääsee 26. huhtikuuta, 2017 ( PDF ).
  10. ^ Per Teodor Cleve: Sur deux nouveaux -elementit kieltävät. Julkaisussa: Comptes rendus. 89, 1879, s. 478-481 ( digitoitu päällä Gallica ).
  11. ^ Per Teodor Cleve: Sur l'erbine. Julkaisussa: Comptes rendus. 89, 1879, s. 708-709 ( digitoitu päällä Gallica ).
  12. ^ Per Teodor Cleve: Sur le thulium. Julkaisussa: Comptes rendus. 91, 1880, s. 328-329 ( digitoitu päällä Gallica ).
  13. ↑ C. James: Thulium I. In: Journal of American Chemical Society. 33, 1911, s. 1332-1344, doi: 10.1021 / ja02221a007 .
  14. ↑ W. Klemm, H. Bommer: Harvinaisten maametallien metallien tuntemiseen. Julkaisussa: Journal of Inorganic and General Chemistry. 231, 1937, s. 138-171, doi: 10.1002 / zaac.19372310115 .
  15. ↑ David R. Lide (Toim.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. painos. (Internet-versio: 2010), CRC Press / Taylor ja Francis, Boca Raton, FL, geofysiikka, tähtitiede ja akustiikka; Elementtien runsaus maankuoressa ja meressä, s.14-18.
  16. ^ Ian McGill: Maapallon takaosat. Julkaisussa: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley-VCH, Weinheim 2005, doi: 10.1002 / 14356007.a22_607 .
  17. ↑ Harald Elsner: Kriittinen huoltotilanne raskaiden harvinaisten maametallien kanssa - vihreän teknologian kehitys vaarantuu? Julkaisussa: Commodity Top News. Nro 36, 2011. (pdf)
  18. ↑ Thomas Ehrenreich, Ryan Leveille, Imtiaz Majid, Kanishka Tankala, Glen Rines, Peter Moulton: 1 kW, All-Glass Tm: kuitulaser. SPIE Photonics West 2010: LASE Fiber Lasers VII: Technology, Systems, and Applications, Conference 7580, Session 16: Late-Breaking News, 28. tammikuuta 2010.
  19. ↑ https://www.effilas.de/content/dam/ilt/effilas/documents/NUKLEUS-PM-2-GW_student_award.pdf
  20. ↑ Hintermaier-Erhard, Gerd: Kaikki on kemiaa! : kemialliset alkuaineet ja miten niitä käytetään . München 2017, ISBN 978-3-8310-3339-3 .