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Thulium



Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Thulium, Tm, 69
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig grau
Massenanteil an der Erdhülle 2 · 10-5 %
Atomar
Atommasse 168,93421 u
Atomradius (berechnet) 174,6 (222) pm
Kovalenter Radius pm
Van-der-Waals-Radius pm
Elektronenkonfiguration [Xe]4f136s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 31, 8, 2
1. Ionisierungsenergie 596,7 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1160 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2285 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen 1
Kristallstruktur Hexagonal
Dichte 9,321 g/cm3
Magnetismus
Schmelzpunkt 1818 K (1545 °C)
Siedepunkt 2220 K (1947 °C)
Molares Volumen 19,1 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 191 kJ/mol
Schmelzwärme 16,84 kJ/mol
Dampfdruck

?

Schallgeschwindigkeit m/s
Spezifische Wärmekapazität 160 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 1,5 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 16,8 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 2, 3
Oxide (Basizität) (schwach basisch)
Normalpotential -2,31 V (Tm3+ + 3e- → Tm)
Elektronegativität 1,25 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
167Tm

{syn.}

9,25 d ε 0,748 167Er
168Tm

{syn.}

93,1 d ε 0,257 168Er
169Tm

100 %

Stabil
170Tm

{syn.}

128,6 d β 0,314 170Yb
171Tm

{syn.}

63,6 h β 1,880 171Yb
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung

R- und S-Sätze R:
S:
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.


Thulium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Tm und der Ordnungszahl 69. Das Gruppe 3- und Periode-6-Element gehört zu den Lanthanoiden und wird den Metallen der Seltenen Erden zugeordnet.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Thulium (benannt nach Thule, der mythischen Insel am Rande der Welt) wurde 1879 von dem schwedischen Chemiker Per Teodor Cleve zusammen mit Holmium in Erbia (Erbiumoxid) entdeckt (siehe Geschichte des Holmiums).

Vorkommen

Natürlich kommt Thulium nur in Verbindungen vor. Thuliumhaltige Minerale geringer Konzentration sind :

  • Monazit (Ce,La,Th,Nd,Y)PO4 (Tm-Gehalt < 0,01%)
  • Gadolinit (Tm-Gehalt etwa 0,25%)

Gewinnung und Darstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Thuliumbegleiter wird das Oxid mit Lanthan zum metallischen Thulium reduziert. Anschließend wird das Thulium absublimiert.

Eigenschaften

Das silbergraue Metall der seltenen Erden ist sehr weich, gut dehnbar und schmiedbar.

 

In trockener Luft ist Thulium recht beständig, in feuchter Luft läuft es grau an. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum Sesquioxid.

\mathrm{4\,Tm + 3\,O_2 \rightarrow 2\,Tm_2O_3}

Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.

In seinen Verbindungen liegt es in der Oxidationsstufe +3 vor, die Tm3+-Kationen bilden in Wasser pastell-bläulich-grüne Lösungen.

Verwendung

Thulium ist sehr selten, neben einer minimalen Verwendung in Fernsehgeräten (zur Aktivierung der Leuchtstoffe auf der Bildschirmfläche) gibt es nur wenige kommerzielle Anwendungen:

  • Aus Nuklearreaktoren ausgelagertes 170Tm dient als Röntgenstrahlungsquelle (Gammastrahler in der Materialprüfung)
  • Thuliumdotiertes Yttriumtantalat oder Lanthanoxybromid (LaOBr) dient als Szintillator in Röntgenverstärkerfolien oder Leuchtschirmen in der Röntgentechnik
  • Thuliumdotiertes Calciumsulfat dient als Detektor in Personendosimetern zur Messung niedriger Strahlendosen
  • Thuliumkristalle können als aktives Medium in diodengepumpten Festkörperlasern (Wellenlänge 2 µm) mit einem Gesamtwirkungsgrad von bis zu 10 % bei maximal 60 W Lichtleistung verwendet werden.

Sicherheitshinweise

Thulium und Thuliumverbindungen sind als gering toxisch zu bewerten. Thuliumstäube sind feuer- und explosionsgefährlich.

Literatur

  • Guide to the Elements - Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1 (englisch)
 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Thulium aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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