DAS Thulium, Symbol Tm und Ordnungszahl 69, ist eines der Lanthanoide (bekannt als Seltenerdmetalle). Unter den Lanthaniden ist es eines der seltensten und hat daher hohe Kosten und begrenzte Anwendungen. In seiner metallischen Form hat es eine gräuliche Farbe und einen charakteristischen silbernen Glanz, der gut widersteht Korrosion. In Lösung nimmt Thulium wie die anderen Lanthanide eine Oxidationszahl von +3 an.
Das Element ist nach der Region Thule oder Tile benannt, die auf Karten aus dem Mittelalter sehr häufig verwendet wird, um Regionen wie Island oder Skandinavien zu beschreiben. Er war 1879 von einem schwedischen Chemiker namens Per Teodor Cleve entdeckt, der Analysen und Studien zum Erbia-Erz durchführte, aus der schwedischen Stadt Ytterby. Thulium wird hauptsächlich in der Medizin verwendet, obwohl Farbstoffe mit Tm3+ in ihrer Zusammensetzung sind auf Euro-Banknoten vorhanden, um Fälschungen zu vermeiden.
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Zusammenfassung über das chemische Element Thulium
Thulium ist ein Metall, das zur Klasse der Lanthanoide oder Seltenerdmetalle gehört.
In metallischer Form hat es eine gräuliche Farbe.
In Lösung ist sein NOx immer +3.
Es ist eines der seltensten existierenden Lanthanide und hat daher einen hohen Preis.
Es wird durch Reduktion mit Lanthan in Induktionsöfen gewonnen.
Es gibt nur wenige Anwendungen von Thulium, die eher im Bereich der Medizin verwendet werden.
Seine Entdeckung wird dem schwedischen Chemiker Per Teodor Cleve zugeschrieben.
Thulium Eigenschaften
Symbol: Tim.
Ordnungszahl: 69.
Atommasse: 168,93421 c.m.u.
Elektronegativität: 1,25.
Fusionspunkt: 1545°C.
Siedepunkt: 1950°C.
Dichte: 9,321 g.cm-3 (bei 25 °C).
Elektronische Konfiguration: [Xe] 6s2 4f13.
Reihe Chemie: Seltenerdmetalle, Lanthanide.
Eigenschaften von Thulium
Thulium, Symbol Tm, zeigt im metallischen Zustand einen glänzenden grauen Glanz. Obwohl es relativ stabil ist, sollte es an einem Ort ohne Feuchtigkeit gelagert werden. Es ist ein Metall weich, dehnbar und formbar und kann sogar mit einem Messer geschnitten werden.
obwohl 41 bekannte Isotope, deren Masse zwischen 146 und 176 liegt, hat Tm ein einziges natürliches Isotop, 169Tm, die stabil ist.
Wie die anderen Lanthaniden hat am wahrscheinlichsten die Oxidationszahl +3. Ein weiteres gemeinsames Merkmal ist die Tatsache, dass es Wasserstoffgas (H2) beim Mischen mit verdünnter Säure oder Dampf. Es ist möglich, Thulium an der Luft zu verbrennen und so Tm zu erzeugen2DAS3.
4 Tim + 3 O2 → 2 Tim2DAS3
Wo ist Thulium zu finden?
das Thulium kommt in geringen Mengen vor zusammen mit den anderen Seltenerdmetallen in den Mineralien. In Bastnasit und Monazit, zwei Mineralien, die reich an leichteren Lanthanoiden sind und kommerziell gut ausgebeutet werden, beträgt der Tm-Gehalt nicht mehr als 0,1 Massenprozent Tm2DAS3. Mineralien mit der höchsten Konzentration an Thulium (in Form von Tm2DAS3) sind Xenotim (0,9 %) und Eudialit (0,4 %).
Eine weitere wichtige Quelle für Thulium ist die Seltenerd-Kationen-Adsorptionsschlamm, gebildet über Millionen von Jahren in Prozessen von Auswaschung (Wäsche durch warmen tropischen Regen) von Graniten aus Seltenerdmetallen. Vor allem China nutzt diese Quellen, die in der Regel etwa 0,3 Massen-% Tm enthalten2DAS3.
Es ist ganz richtig, dass Thulium nicht sehr reichlich vorhanden ist – tatsächlich ist es das am wenigsten verbreitet von allen Lanthaniden. Neue Entdeckungen von Tm-Quellen haben es jedoch sogar auf die gleiche Seltenheitsstufe wie die gebracht Gold, Silber- oder Cadmium.
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Thulium erhalten
Thulium kann erhalten werden durch Reduktion seines Oxids unter Verwendung von Lanthan als Reduktionsmittel, in einem Induktionsherd.
tm2DAS3 (s) + 2 La (l) → La2DAS3 (s) + 2 Tm (g)
Angesichts der Reaktionsbedingungen (≈ 1500 °C und 10-6 um 10-5 Druck) wird Thulium in Form von Gas gewonnen, das im kalten Teil des Induktionsofens abgeschieden wird.
Thulium-Anwendungen
Da es sich um ein teures Element (im Bereich von 70 US-Dollar/Gramm) und selten handelt, ist das Thulium-Anwendungen sind begrenzt. Es wird in geringen Mengen im medizinischen Bereich eingesetzt, beispielsweise als Dotierstoff in Yttrium-Aluminium-Granat (Y3Al5DAS12), Mineral, das in der Laserchirurgie verwendet wird. Ihr Isotop 170Tm dient als Röntgenquelle für tragbare Geräte.
Eine interessante Tatsache über Thulium ist, dass die Tm-Ionen3+ sie sind in Fälschungsschutzfarben für Euro-Banknoten. Wenn es ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, ist die bläuliche Farbe, die erscheint, genau die Tm-Ionen3+.
Geschichte des Thuliums
DAS Element 69 wurde von Per Teodor Cleve entdeckt, ein schwedischer Chemiker, im Jahr 1879 (die meisten Seltenerdmetalle wurden sogar von schwedischen Chemikern entdeckt). Thulium wurde entdeckt, als Cleve das Mineral Erbia aus der schwedischen Stadt Ytterby untersuchte.
DAS Der Name „Thulium“ leitet sich von Thule oder Tile ab, einer Region in Nordeuropa, beschrieben im Mittelalter, das bereits mehreren Orten zugeschrieben wurde, wie Island, Inseln im Norden Schottlands und Skandinavien.
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Gelöste Aufgaben zu Thulium
Frage 1
Die Lanthanoide weisen in der Regel in Lösung ein NOx von +3 auf. Thulium, Symbol Tm, ist ein Lanthanoid mit der Ordnungszahl 69. In welcher dieser Verbindungen hat Tm das charakteristische NOx der Lanthanoide?
A) TmCl
B) TmCl2
C) Tim2DAS3
D) TMS
E) Tim2ich
Antwort:
Buchstabe C
DAS Fluor hat NOx gleich -1. Die Anderen Halogene, in Ermangelung der Sauerstoff in der Formel haben sie auch eine Ladung von -1. DAS Schwefelhat in Abwesenheit von Sauerstoff eine Ladung von -2. Sauerstoff hat eine Ladung von -2. Also die Berechnung von NOx Lutetium in jeder Substanz wird wie folgt angegeben:
TmCl: x + (–1) = 0 → x = +1; also falsche antwort.
TmCl2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; also falsche antwort.
tm2DAS3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; also richtige antwort.
TmS: x + (–2) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; also falsche antwort.
tm2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; also falsche antwort.
Frage 2
DAS 170Tm ist ein Isotop des chemischen Elements Thulium (Z = 69), das als Röntgenquelle in tragbaren Geräten verwendet wird. Wie viele Neutronen hat dieses Isotop?
a) 170
b) 69
c) 101
D) 239
E) 99
Antwort:
Buchstabe C
DAS Ordnungszahl von Tm ist gleich 69. Also die Zahl der Neutronen kann nach folgender Formel berechnet werden:
A = Z + n
A ist die Massenzahl, Z ist die Ordnungszahl und n ist die Anzahl der Neutronen. Durch Einsetzen der Werte erhalten wir:
170 = 69 + k
n = 170 - 69
n = 101
Von Stefano Araújo Novais
Chemielehrer
