Die Ordnungszahl vonThulium-Elementbeträgt 69 und sein Atomgewicht beträgt 168,93421.Der Gehalt in der Erdkruste beträgt zwei Drittel von 100.000, was das am wenigsten häufig vorkommende Element unter den Seltenerdelementen ist.Es kommt hauptsächlich in Silizium, Beryllium-Yttrium-Erz, schwarzem Seltenerd-Gold-Erz, Phosphor-Yttrium-Erz und Monazit vor.Der Massenanteil der Seltenerdelemente in Monazit beträgt im Allgemeinen 50 %, wobei Thulium 0,007 % ausmacht.Das natürliche stabile Isotop ist nur Thulium 169. Wird häufig in Lichtquellen zur Stromerzeugung mit hoher Intensität, Lasern, Hochtemperatursupraleitern und anderen Bereichen verwendet.
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Entdeckt von: PT Cleve
1878 entdeckt
Nachdem Mossander im Jahr 1842 Erbiumerde und Terbiumerde von Yttriumerde getrennt hatte, nutzten viele Chemiker die Spektralanalyse, um zu identifizieren und festzustellen, dass es sich nicht um reine Oxide eines Elements handelte, was die Chemiker dazu ermutigte, die Trennung fortzusetzen.Nach der TrennungYtterbiumoxidUndScandiumoxidAus oxidiertem Köder trennte Cliff 1879 zwei neue Elementoxide. Eines davon wurde Thulium genannt, um an Cliffs Heimat auf der skandinavischen Halbinsel (Thulia) zu erinnern, mit dem Elementsymbol Tu und jetzt Tm.Mit der Entdeckung von Thulium und anderen Seltenerdelementen ist die andere Hälfte der dritten Phase der Entdeckung von Seltenerdelementen abgeschlossen.
Elektronenkonfiguration
Elektronenkonfiguration
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
Thuliumist ein silberweißes Metall mit Duktilität und kann aufgrund seiner weichen Textur mit einem Messer aufgeschnitten werden;Schmelzpunkt 1545 °C, Siedepunkt 1947 °C, Dichte 9,3208.
Thulium ist an der Luft relativ stabil;Thuliumoxidist ein hellgrüner Kristall.Salzoxide (zweiwertige Salze) haben alle eine hellgrüne Farbe.
Anwendung
Obwohl Thulium recht selten und teuer ist, gibt es dennoch einige Anwendungen in speziellen Bereichen.
Entladungslichtquelle mit hoher Intensität
Thulium wird häufig in Form von hochreinen Halogeniden (meist Thuliumbromid) in Hochleistungsentladungslichtquellen eingebracht, mit dem Ziel, das Spektrum des Thuliums zu nutzen.
Laser
Drei dotierte Yttrium-Aluminium-Granate (Ho: Cr: Tm: YAG) können durch Verwendung von Thuliumionen, Chromionen und Holmiumionen in Yttrium-Aluminium-Granat hergestellt werden, der eine Wellenlänge von 2097 nm emittieren kann;Es wird häufig in militärischen, medizinischen und meteorologischen Bereichen eingesetzt.Die Wellenlänge des vom Thulium-dotierten Yttrium-Aluminium-Granat (Tm: YAG)-Festkörperpulslasers emittierten Lasers reicht von 1930 nm bis 2040 nm.Die Ablation an der Gewebeoberfläche ist sehr effektiv, da sie verhindern kann, dass die Gerinnung zu tief in die Luft und ins Wasser gelangt.Dadurch haben Thuliumlaser ein großes Potenzial für den Einsatz in der grundlegenden Laserchirurgie.Der Thuliumlaser ist aufgrund seiner geringen Energie und Durchdringungskraft sehr effektiv bei der Abtragung von Gewebeoberflächen und kann koagulieren, ohne tiefe Wunden zu verursachen.Dadurch haben Thuliumlaser ein großes Potenzial für den Einsatz in der Laserchirurgie
Thulium-dotierter Laser
Röntgenquelle
Trotz der hohen Kosten werden tragbare Röntgengeräte, die Thulium enthalten, zunehmend als Strahlungsquellen bei Kernreaktionen eingesetzt.Diese Strahlungsquellen haben eine Lebensdauer von etwa einem Jahr und können als medizinische und zahnmedizinische Diagnosewerkzeuge sowie als Werkzeuge zur Defekterkennung für mechanische und elektronische Komponenten verwendet werden, die für Menschen schwer zu erreichen sind.Diese Strahlungsquellen erfordern keinen nennenswerten Strahlenschutz – es ist nur eine geringe Menge Blei erforderlich.Der Einsatz von Thulium 170 als Strahlungsquelle zur Krebsbehandlung aus nächster Nähe findet immer größere Verbreitung.Dieses Isotop hat eine Halbwertszeit von 128,6 Tagen und fünf Emissionslinien von beträchtlicher Intensität (7,4, 51,354, 52,389, 59,4 und 84,253 Kiloelektronenvolt).Thulium 170 ist außerdem eine der vier am häufigsten verwendeten industriellen Strahlungsquellen.
Hochtemperatursupraleitende Materialien
Ähnlich wie Yttrium wird auch Thulium in Hochtemperatursupraleitern verwendet.Thulium hat potenziellen Nutzen in Ferrit als magnetischem Keramikmaterial, das in Mikrowellengeräten verwendet wird.Aufgrund seines einzigartigen Spektrums kann Thulium wie Scandium für die Beleuchtung von Bogenlampen eingesetzt werden, und das grüne Licht, das von Bogenlampen mit Thulium emittiert wird, wird nicht von den Emissionslinien anderer Elemente verdeckt.Aufgrund seiner Fähigkeit, unter ultravioletter Strahlung blaue Fluoreszenz auszustrahlen, wird Thulium auch als eines der Fälschungsschutzsymbole in Euro-Banknoten verwendet.Die blaue Fluoreszenz, die von mit Thulium versetztem Calciumsulfat emittiert wird, wird in der Personendosimetrie zur Strahlendosiserkennung verwendet.
Andere Anwendungen
Aufgrund seines einzigartigen Spektrums kann Thulium wie Scandium in der Beleuchtung von Bogenlampen eingesetzt werden, und das von Thulium enthaltenden Bogenlampen emittierte grüne Licht wird nicht von den Emissionslinien anderer Elemente verdeckt.
Thulium strahlt unter ultravioletter Strahlung blaue Fluoreszenz aus und ist damit eines der Fälschungsschutzsymbole in Euro-Banknoten.
Euro unter UV-Bestrahlung, mit deutlich sichtbaren Fälschungsschutzmarkierungen
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. August 2023