Тулий

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
69 ЭрбийТулийИттербий
Tm

Md
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Полоний Астат Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперниций Унунтрий Флеровий Унунпентий Ливерморий Унунсептий УнуноктийПериодическая система элементов
69Tm
Hexagonal.svg
Electron shell 069 Thulium.svg
Внешний вид простого вещества
Тулий
Мягкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Имя, символ, номер

Тулий / Thulium (Tm), 69

Атомная масса
(молярная масса)

168,93421(2)[1] а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Xe] 4f13 6s2

Радиус атома

177 пм

Химические свойства
Ковалентный радиус

156 пм

Радиус иона

(+3e) 87 пм

Электроотрицательность

1,25 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Tm←Tm3+ -2,32 В
Tm←Tm2+ -2,3 В

Степени окисления

3, 2

Энергия ионизации
(первый электрон)

589,0 (6,10) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

9,321 г/см³

Температура плавления

1 818 K

Температура кипения

2 220 K

Теплота испарения

232 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

27,0[2] Дж/(K·моль)

Молярный объём

18,1 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

гексагональная

Параметры решётки

a=3,540 c=5.56 Å

Отношение c/a

1,570

Прочие характеристики
Теплопроводность

(300 K) (16,9) Вт/(м·К)

69
Тулий
Tm
168,934
4f136s2

Ту́лий (лат. Thulium) — химический элемент побочной подгруппы третьей группы шестого периода периодической системы химических элементов. Обозначается символом Tm, атомный номер — 69, относится к группе лантаноидов. Простое вещество тулий (CAS-номер 7440-30-4) представляет собой легко обрабатываемый металл серебристо-белого цвета.

История[править | править исходный текст]

Тулий был открыт шведским химиком П. Т. Клеве в 1879 году при поиске примесей к оксиду эрбия Er2O3. Этот же метод ранее позволил К. Г. Мосандеру открыть другие редкоземельные элементы. При выделении примесей Клеве получил два окисла — коричневый оксид гольмия и зелёный оксид тулия. В 1911 году Т. У. Ричардс получил элемент в чистом виде и измерил его атомный вес.

Происхождение названия[править | править исходный текст]

Выделив оксид неизвестного элемента, П. Т. Клеве дал ему название Thulium в честь расположенного на севере Европы легендарного острова Туле (др.-греч. Θούλη, лат. Thule).

Получение[править | править исходный текст]

Металлический тулий получают металлотермическим восстановлением трифторида тулия при помощи металлического кальция:

2TmF_3 + 3Ca \rightarrow 2Tm + 3CaF_2

Свойства[править | править исходный текст]

Распространённость в природе[править | править исходный текст]

Тулий является редким элементом, его содержание в земной коре 2,7 ·10−5 масс. %, в морской воде — 10−7 мг/литр[2]. Наряду с другими редкоземельными элементами тулий присутствует в таких минералах как ксенотим, эвксенит, монацит, лопарит и некоторых других.

Изотопы[править | править исходный текст]

Изотоп тулий-170 применяется для изготовления портативных рентгеновских установок медицинского назначения, а также в металлодефектоскопии. Сравнительно недавно он предложен в качестве топлива в радиоизотопных источниках энергии.

Применение[править | править исходный текст]

Магнитные носители информации[править | править исходный текст]

Производство феррогранатов для получения ЦДМ (носители информации).

Лазерные материалы[править | править исходный текст]

Ионы тулия применяются для генерации инфракрасного излучения с длиной волны — 1,91 мкм. Кроме того пары металлического тулия используются для возбуждения лазерного излучения с перестраиваемой длиной волны (частотой).

Термоэлектрические материалы[править | править исходный текст]

Монотеллурид тулия обладает очень высокой термо-э.д.с (700 мкВ/К), и кпд термоэлектропреобразователей, изготовленных на его основе, очень высок (при снижении цены на тулий его применение в производстве термоэлементов резко возрастет). Кроме того, теллурид тулия применяется для регулирования полупроводниковых свойств теллурида свинца (модификатор).

Ядерная энергетика[править | править исходный текст]

Борат тулия применяется в атомной технике (специальные эмали).

Биологическая роль[править | править исходный текст]

Тулий не играет никакой биологической роли, хотя известно, что он стимулирует обмен веществ[3]. Растворимые соли тулия являются малотоксичными, но нерастворимые соединения нетоксичны. Элемент практически не усваивается растениями и, следовательно, не может попасть в пищевую цепь[3]. Среднее содержание тулия в растениях составляет около 1 мг на тонну сухого веса[3].

Цены[править | править исходный текст]

Цена металлического тулия чистотой >99,9 % составляет примерно 2,2 тыс. долларов за 1 кг, цена оксида тулия чистотой 99,9 % — 1,1 тыс. долларов за 1 кг[4].

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. 1 2 Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999. — Т. 5. — С. 16.
  3. 1 2 3 John Emsley Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements. — US: Oxford University Press, 2001. — P. 442–443. — ISBN 0-19-850341-5
  4. Цены на тулий и его соединения

Ссылки[править | править исходный текст]