LA thulium, de symbole Tm et de numéro atomique 69, fait partie des lanthanides (appelés métaux des terres rares). Parmi les lanthanides, il est l'un des plus rares et, par conséquent, a un coût élevé et des applications limitées. Sous sa forme métallique, il a une couleur grisâtre et un éclat argenté caractéristique, résistant bien corrosion. En solution, comme les autres lanthanides, le thulium adopte un degré d'oxydation égal à +3.
L'élément porte le nom de la région de Thulé ou Tuile, très courante sur les cartes du Moyen Âge pour décrire des régions comme l'Islande ou la Scandinavie. Il était découvert en 1879 par un chimiste suédois nommé Per Teodor Cleve, qui a effectué des analyses et des études sur le minerai d'erbia, de la ville suédoise d'Ytterby. Le thulium est essentiellement utilisé en médecine, bien que les colorants avec Tm3+ dans leur composition sont présents sur les billets en euros pour éviter la contrefaçon.
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Sujets dans cet article
- 1 - Résumé sur l'élément chimique thulium
- 2 - Propriétés du thulium
- 3 - Caractéristiques du thulium
- 4 - Où trouve-t-on le thulium ?
- 5 - Obtention du thulium
- 6 - Applications du thulium
- 7 - Histoire du thulium
- 8 - Exercices résolus sur le thulium
Résumé sur l'élément chimique thulium
Le thulium est un métal appartenant à la classe des lanthanides ou métaux des terres rares.
Sous forme métallique, il a une couleur grisâtre.
En solution, son NOx est toujours +3.
C'est l'un des lanthanides les plus rares qui existent et, par conséquent, son coût est élevé.
Il est obtenu par réduction au lanthane dans des fours à induction.
Il y a peu d'utilisations du thulium, étant plus utilisé dans le domaine de la médecine.
Sa découverte est attribuée au chimiste suédois Per Teodor Cleve.
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propriétés du thulium
Symbole: Tim.
numéro atomique: 69.
masse atomique: 168.93421 u.m.c.
électronégativité: 1,25.
Point de fusion: 1545°C.
Point d'ébullition: 1950°C.
Densité: 9.321 g.cm-3 (à 25°C).
Configuration électronique: [Xe] 6s2 4f13.
Chimie Série: métaux de terres rares, lanthanides.
caractéristiques du thulium
Thulium, symbole Tm, présente un éclat gris lustré à l'état métallique. Bien qu'il soit relativement stable, il doit être stocké dans un endroit sans humidité. C'est un métal doux, ductile et malléable, et peut même être coupé avec un couteau.
en dépit d'avoir 41 isotopes connus, dont la masse varie de 146 à 176, Tm a un seul isotope naturel, 169Tm, qui est stable.
Comme les autres lanthanides, a le numéro d'oxydation +3 comme le plus probable. Une autre caractéristique commune est le fait qu'il libère de l'hydrogène gazeux (H2) lorsqu'il est mélangé avec de l'acide dilué ou de la vapeur. Il est possible de brûler le thulium dans l'air, produisant ainsi du Tm2LA3.
4 Tim + 3 O2 → 2 Tim2LA3
Où trouve-t-on le thulium ?
le thulium se produit en petites quantités avec les autres métaux de terres rares dans les minéraux. Dans la bastnasite et la monazite, deux minéraux riches en lanthanides plus légers et bien exploités commercialement, la teneur en Tm n'est plus que de 0,1 % en masse de Tm2LA3. Minéraux avec la plus forte concentration de thulium (sous forme de Tm2LA3) sont le xénotime (0,9 %) et l'eudialite (0,4 %).
Une autre source importante de thulium est le boue d'adsorption de cations de terres rares, formé au cours de millions d'années dans des processus de lessivage (lavage par des pluies tropicales chaudes) de granites de métaux de terres rares. La Chine, en particulier, exploite ces sources, qui contiennent généralement environ 0,3 % en masse de Tm2LA3.
Il est bien vrai que le thulium n'est pas très abondant - en fait, c'est le le moins abondant de tous les lanthanides. Cependant, de nouvelles découvertes de sources de Tm l'ont même placé au même niveau de rareté que le or, argent ou alors cadmium.
Découvrez-le sur notre podcast: Dur comme un diamant - qu'est-ce que cela signifie ?
obtenir le thulium
Le thulium peut être obtenu par réduction de son oxyde en utilisant le lanthane comme réducteur, dans un four à induction.
tm2LA3 (s) + 2 La (l) → La2LA3 (s) + 2 Tm (g)
Compte tenu des conditions de réaction (≈ 1500 °C et 10-6 à 10-5 pression), le thulium est obtenu sous forme de gaz, qui se dépose dans la partie froide du four à induction.
applications du thulium
Comme il s'agit d'un élément cher (de l'ordre de 70 US$/gramme) et rare, le les applications du thulium sont limitées. Il est utilisé en petite quantité dans le domaine médical, par exemple comme agent dopant dans le grenat d'yttrium et d'aluminium (Y3Al5LA12), minéral utilisé en chirurgie au laser. votre isotope 170Tm sert de source de rayons X pour les appareils portables.
Un fait intéressant à propos du thulium est que les ions Tm3+ ils sont dans les encres anti-contrefaçon des billets en euros. Lorsqu'il est placé dans la lumière ultraviolette, la couleur bleutée qui apparaît est précisément les ions Tm3+.
histoire du thulium
LA l'élément 69 a été découvert par Per Teodor Cleve, un chimiste suédois, en 1879 (la plupart des métaux de terres rares ont même été découverts par des chimistes suédois). Le thulium a été découvert alors que Cleve étudiait l'erbia minérale de la ville suédoise d'Ytterby.
LA le nom "thulium" dérive de Thule ou Tile, une région du nord de l'Europe, décrit au Moyen Âge, qui a déjà été attribué à plusieurs endroits, comme l'Islande, les îles du nord de l'Écosse et la Scandinavie.
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Exercices résolus sur le thulium
question 1
Les lanthanides présentent généralement, en solution, des NOx égal à +3. Le thulium, symbole Tm, est un lanthanide de numéro atomique 69. Dans lequel de ces composés Tm a-t-il le NOx caractéristique des lanthanides ?
A) TmCl
B) TmCl2
C) Tim2LA3
D) SMT
E) Tim2je
Réponse:
Lettre C
LA fluor a NOx égal à -1. Les autres halogènes, en l'absence de oxygène dans la formule, ils ont aussi une charge égale à -1. LA soufre, en l'absence d'oxygène, a une charge égale à -2. L'oxygène a une charge de -2. Ainsi, le calcul de NOx de lutétium dans chaque substance est donnée comme suit :
TmCl: x + (–1) = 0 → x = +1; donc mauvaise réponse.
TmCl2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; donc mauvaise réponse.
tm2LA3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; donc bonne réponse.
TmS: x + (–2) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; donc mauvaise réponse.
tm2je: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; donc mauvaise réponse.
question 2
LA 170Tm est un isotope de l'élément chimique thulium (Z = 69) utilisé comme source de rayons X dans les appareils portables. Quel est le nombre de neutrons dans cet isotope ?
A) 170
B) 69
C) 101
D) 239
E) 99
Réponse:
Lettre C
LA numéro atomique de Tm est égal à 69. Ainsi, le nombre de neutrons peut être calculé par la formule suivante :
A = Z + n
A est le nombre de masse, Z est le numéro atomique et n est le nombre de neutrons. En substituant les valeurs, nous avons :
170 = 69 + n
n = 170 - 69
n = 101
Par Stefano Araújo Novais
Professeur de chimie
