Thulium

Thulium
69 Tm
- ↑ Tm ↓ Md Tableau p??riodique erbium ← → thulium ytterbium
Apparence
gris argent??
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	thulium Tm, 69
Prononciation	/ θj U l Je ə m / -Əm de THEW
??l??ment Cat??gorie	lanthanides
Groupe, p??riode, bloc	n / a, 6, fa
Poids atomique standard	168,93421
Configuration ??lectronique	[ Xe ] 4f 13 6s 2 2, 8, 18, 31, 8, 2
Histoire
D??couverte	Par Teodor Cleve (1879)
Premier isolement	Par Teodor Cleve (1879)
Propri??t??s physiques
Phase	solide
Densit?? (?? proximit?? rt)	9,32 g ?? cm -3
Liquid densit?? au mp	8,56 g ?? cm -3
Point de fusion	1818 K , 1545 ?? C, 2813 ?? F
Point d'??bullition	2223 K, 1950 ?? C, 3542 ?? F
La chaleur de fusion	16,84 kJ ?? mol -1
Chaleur de vaporisation	247 kJ ?? mol -1
Capacit?? thermique molaire	27,03 J ?? mol -1 ?? K -1
La pression de vapeur
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ?? T (K) 1117 1235 1381 1570 (1821) (2217)
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	2, 3, 4 ( oxyde de base)
??lectron??gativit??	1,25 (??chelle de Pauling)
??nergies d'ionisation	1e: 596,7 kJ ?? mol -1
	2??me: 1160 kJ ?? mol -1
	3??me: 2285 kJ ?? mol -1
Rayon atomique	176 h
Rayon covalente	190 ?? 22 heures
Miscellan??es
Crystal structure	hexagonale compacte
Ordre magn??tique	paramagn??tique ?? 300 K
R??sistivit?? ??lectrique	( rt) (poly) 676 nΩ ?? m
Conductivit?? thermique	16,9 W ?? m -1 ?? K -1
Dilatation thermique	( rt) (poly) 13,3 um / (m ?? K)
Le module d'Young	74,0 GPa
Module de cisaillement	30,5 GPa
Module Bulk	44,5 GPa
Coefficient de Poisson	0,213
Duret?? Vickers	520 MPa
Duret?? Brinell	471 MPa
Num??ro de registre CAS	7440-30-4
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Isotopes de thulium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 167 Tm syn 9,25 d ε 0,748 167 Er 168 Tm syn 93,1 d ε 1,679 168 Er 169 Tm 100% 169 Tm est stable avec 100 neutrons 170 Tm syn 128,6 d β - 0,968 170 Yb 171 Tm syn 1,92 y β - 0,096 171 Yb

Thulium est un ??l??ment chimique qui a la Tm de symboles et de num??ro atomique 69. Thulium est la deuxi??me moins abondante des lanthanides ( promethium se trouve uniquement dans des traces sur la Terre). Ce est un facile ?? travailler le m??tal avec un ??clat gris argent?? brillant. Malgr?? son prix ??lev?? et la raret??, le thulium est utilis??e comme source de rayonnement portable Appareils ?? rayons X et dans lasers ?? l'??tat solide.

Propri??t??s

Propri??t??s physiques

Pur thulium m??tallique a un ??clat lumineux, argent??. Il est raisonnablement stable dans l'air, mais doit ??tre prot??g?? de l'humidit??. Le m??tal est mou, mall??able et ductile. Thulium est ferromagn??tique inf??rieure ?? 32 K, antiferromagn??tique entre 32 et 56 K, et paramagn??tique au-dessus de 56 K. liquide thulium est tr??s volatile.

Propri??t??s chimiques

Tulio m??tal ternit lentement ?? l'air et br??le facilement ?? 150 ?? C pour former thulium (III) de l'oxyde:

4 Tm + 3 O ₂ → 2 Tm ₂ O ₃

Thulium est assez ??lectropositive et r??agit lentement avec l'eau froide et assez rapidement avec de l'eau chaude pour former le thulium hydroxyde:

2 Tm (s) + 6 H ₂ O (l) → 2 Tm (OH) ₃ (aq) + 3 H ₂ (g)

Thulium r??agit avec tous les halog??nes. R??actions sont lentes ?? temp??rature ambiante, mais sont vigoureux dessus de 200 ?? C:

2 Tm (s) + 3 F ₂ (g) → 2 TmF ₃ (s) (blanc)

2 Tm (s) + 3 _Cl2 (g) → 2 ₃ TMCL (s) (jaune)

2 Tm (s) + 3 Br ₂ (g) → 2 TmBr ₃ (s) (blanc)

2 Tm (s) + 3 I ₂ (g) → 2 TMI ₃ (s) (jaune)

Thulium se dissout facilement dans dilu??e de l'acide sulfurique pour former des solutions contenant du vert p??le Tm (III) des ions, qui existent comme [tm (OH _{2) 9]} ³⁺ complexes:

2 Tm (s) + 3 H ₂ SO ₄ (aq) → 2 Tm ³⁺ (aq) + 3 SO 2-
4 (aq) + 3 H ₂ (g)

Thulium r??agit avec divers ??l??ments m??talliques et non m??talliques formant une gamme de compos??s binaires, y compris le RGT, TMS, TMC _2, Tm ₂ C _3, TMH _2, TMH _3, TMSI _2, tmge _3, TMB _4, TMB ₆ et TMB ₁₂ . Dans ces compos??s, le thulium expositions valence indique 2, 3 et 4, cependant, l'??tat 3 est la plus courante et seulement cet ??tat a ??t?? observ?? dans les solutions Tm.

Isotopes

Naturellement thulium survenant est compos?? d'un stable isotope , ¹⁶⁹ Tm (100% abondance naturelle). Trente et un des radio-isotopes ont ??t?? caract??ris??s, avec le plus stable ??tant ¹⁷¹ Tm avec une demi-vie de 1,92 ans ¹⁷⁰ Tm avec une demi-vie de 128,6 jours, ¹⁶⁸ Tm avec une demi-vie de 93,1 jours, ¹⁶⁷ Tm et avec un demi vie de 9,25 jours. Tout le reste isotopes radioactifs ont des demi-vies qui sont moins de 64 heures, et la majorit?? d'entre eux ont des demi-vies qui sont moins de 2 minutes. Cet ??l??ment a aussi 14 ??tats m??ta, avec l'??tre le plus stable ^164m Tm (t _?? 5,1 minutes), ^160m Tm (t _?? 74,5 secondes) et ^155m Tm (t _?? 45 secondes).

Les isotopes de gamme de thulium dans poids atomique de 145,966 u ⁽¹⁴⁶ Tm) ?? 176,949 u ⁽¹⁷⁷ Tm). Le primaire mode de d??sint??gration avant l'isotope stable le plus abondant, ¹⁶⁹ Tm, est capture d'??lectrons, et le mode primaire apr??s est- ??missions beta. Le primaire produits de d??sint??gration avant ¹⁶⁹ Tm sont 68 ??l??ments ( erbium ) isotopes, et les produits primaires apr??s sont 70 ??l??ments ( ytterbium ) isotopes.

Histoire

Thulium ??tait d??couvert par le chimiste su??dois Par Teodor Cleve en 1879 par la recherche d'impuret??s dans le des oxydes d'autres ??l??ments de terres rares (ce est le m??me proc??d?? Carl Gustaf Mosander t??t utilis?? pour d??couvrir d'autres ??l??ments des terres rares). Cleve commenc?? par enlever tous les contaminants connus de oxyde d'erbium ( Er ₂ O _3). Apr??s un traitement suppl??mentaire, il a obtenu deux nouvelles substances; une brune et une verte. La substance marron est l'oxyde de l'??l??ment holmium et a ??t?? nomm?? Holmia par Cleve, et la substance a ??t?? le vert oxyde d'un ??l??ment inconnu. Cleve nomm?? l'oxyde Thulia et son ??l??ment le thulium apr??s Thule, Scandinavie.

Thulium ??tait si rare qu'aucun des premiers travailleurs avait assez de lui pour purifier suffisamment pour voir r??ellement la couleur verte; ils ont d?? se contenter de spectroscopie observant le renforcement des deux bandes d'absorption caract??ristiques, que l'erbium a ??t?? progressivement supprim??e. Le premier chercheur ?? obtenir pr??s de thulium pur ??tait Charles James, un expatri?? britannique travaillant sur une grande ??chelle ?? New Hampshire College ?? Durham. En 1911, il a rapport?? ses r??sultats, apr??s avoir utilis?? sa m??thode d??couverte de cristallisation fractionn??e bromate de faire la purification. Il avait besoin de 15 000 c??l??bre ??op??rations?? pour ??tablir que le mat??riau est homog??ne.

Haute puret?? de l'oxyde de thulium a d'abord ??t?? propos?? dans le commerce ?? la fin des ann??es 1950, ?? la suite de l'adoption de la technologie de s??paration par ??change d'ions. Chemical Division Lindsay of American Potash & Chemical Corporation a offert dans les grades de 99% et 99,9% de puret??. Le prix par kilogramme a oscill?? entre US $ 4600 et $ 13 300 pour la p??riode 1959-1998 pour 99,9% de puret??, et ce ??tait au deuxi??me rang pour les lanthanides derri??re lut??cium .

Pr??sence et la production

L'??l??ment ne se trouve jamais dans la nature ?? l'??tat pur, mais il se trouve en faibles quantit??s dans des min??raux avec d'autres terres rares. Son abondance dans la cro??te terrestre est de 0,5 mg / kg. Thulium est principalement extrait de monazite (~ 0,007% thulium) minerais trouv??s dans les sables de la rivi??re, ?? travers ??change d'ions. Techniques r??cent ??changeuses d'ions et d'extraction par solvant ont conduit ?? la s??paration plus facile des terres rares, ce qui a donn?? des co??ts beaucoup plus bas pour la production de thulium. Les principales sources sont aujourd'hui les argiles d'adsorption des ions de Chine m??ridionale. Dans ceux-ci, o?? les deux tiers environ de la teneur totale de terre rare est l'yttrium, le thulium est d'environ 0,5% (soit environ ?? ??galit?? avec le lut??tium de raret??). Le m??tal peut ??tre isol?? par r??duction de son oxyde avec du lanthane m??tal ou en calcium r??duction dans un r??cipient ferm??. Aucun de thulium naturelles de compos??s sont commercialement importantes.

Applications

En d??pit d'??tre rare et cher, le thulium a quelques applications.

Laser

Holmium - chrome triple-dop?? -thulium YAG (Ho: Cr: Tm: YAG, ou Ho, Cr, Tm: YAG) est un mat??riau de milieu actif laser avec une grande efficacit??. Il Lases ?? 2097 nm et est largement utilis?? dans les applications militaires, la m??decine et la m??t??orologie. YAG seul ??l??ment dop?? au thulium (Tm: YAG) lasers fonctionnent entre 1930 et 2040 nm. La longueur d'onde de lasers bas??s thulium est tr??s efficace pour l'ablation superficielle de tissu, avec un minimum de profondeur de la coagulation dans l'air ou dans l'eau. Cela rend lasers thulium attrayants pour la chirurgie au laser.

Autres

Thulium a ??t?? utilis?? dans supraconducteurs ?? haute temp??rature de mani??re similaire ?? l'yttrium . Thulium a potentiellement utiliser dans ferrites magn??tiques, des mat??riaux c??ramiques qui sont utilis??s dans ??quipement de micro-ondes. Thulium est ??galement similaire ?? scandium en ce qu'il est utilis?? dans l'??clairage arc pour son spectre inhabituelle, dans ce cas, ses raies d'??mission verts, qui ne sont pas couverts par d'autres ??l??ments.

R??le et pr??cautions biologique

Thulium a pas connu r??le biologique, m??me se il a ??t?? not?? qu'il stimule le m??tabolisme. Les sels solubles de thulium sont consid??r??s comme peu toxiques se ils sont pris en grande quantit??, mais les sels insolubles sont non toxiques. Thulium ne est pas prise par les racines des plantes dans une mesure et donc ne pas entrer dans la cha??ne alimentaire humaine. Les l??gumes contiennent g??n??ralement un seul milligramme de thulium par tonne (poids sec).