Тулий

Тулий
← Эрбий | Иттербий →
69 Tm ↓ Md 69Tm
Внешний вид простого вещества
Мягкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Название, символ, номер	Тулий / Thulium (Tm), 69
Атомная масса (молярная масса)	168,93421(2) 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	1818 K
Температура кипения	2220 K
Уд. теплота испарения	232 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	27,0 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)
Номер CAS	7440-30-4

69	Тулий
Tm 168,9342
4f136s2

Ту́лий (лат. Thulium) — химический элемент. Обозначается символом Tm, атомный номер — 69, относится к группе лантаноидов. Простое вещество тулий представляет собой легко обрабатываемый металл серебристо-белого цвета.

История

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

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

Получение

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

${\mathsf {2TmF_{3}+3Ca\rightarrow 2Tm+3CaF_{2}}}$

Свойства

Растворы солей тулия окрашены в зелёный цвет.

${\ce {2Tm + 6H2O -> 2Tm(OH)3 + 3H2 ^}}$

Реагирует с кислотами

${\ce {Tm + 6HNO3 -> Tm(NO3)3 + 3NO2 ^ + 3H2O}}$

${\ce {2Tm + 6HCl -> 2TmCl3 + 3H2 ^}}$

Распространённость в природе

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

Изотопы

Основная статья: Изотопы тулия

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

Магнитные носители информации

Производство феррогранатов для получения ЦДМ (носители информации).

Лазерные материалы

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

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

Борат тулия применяется в атомной технике (специальные эмали).

Биологическая роль

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

Цены

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.

Ссылки

• Тулий на Webelements
• Тулий в Популярной библиотеке химических элементов

Литература

• Реми Г. Курс неорганической химии. — М.: Мир, 1966. — Т. 2. — 838 с.