Thulium
Thulium, das 12. Element der Gruppe der Lanthanoide, ist ein weiches, silbrig glänzendes, seltenes Schwermetall. Es lässt sich mit dem Messer schneiden. Thulium wird von trockener Luft nicht angegriffen. Es bildet Verbindungen mit der Oxidationsstufe III. Das Metall löst sich in verdünnten Säuren unter Bildung grüner Tm3+-Ionen. Es sind auch einige Tm(II)-Verbindungen bekannt. Durch Metallothermie (TmF3 / Ca) lässt sich das Metall herstellen, das gegenwärtig nur geringe technische Bedeutung hat (z. B. 170Tm als γ-Strahler zur Werkstoffprüfung).
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften | Atombau |
| Ordnungszahl: 69 | 69 Protonen 69 Elektronen |
| 6. Periode | 6 besetzte Elektronenschalen |
| Gruppe der Lanthanoide | 3 (+12) Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | Xe 6s24f1 3 |
| Elektronegativität | 1,2 |
| Ionisierungsenergie in eV | 6,18 |
| häufigste Oxidationszahlen | II |
| Atommasse des Elements in u | 168,93 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 1,746 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 0,87 (+3) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  bei 25 °C | 9,33 |
| Härte nach Mohs | 1,0 |
Schallgeschwindigkeit in  | |
| Schmelztemperatur in °C | 1550 |
spezifische Schmelzwärme in  | 108,92 |
| Siedetemperatur in °C | 1730 |
| spezifische Verdampfungswärme in | 1462,14 |
Standardentropie S0 in  | |
Wärmeleitfähigkeit in  bei 27 °C | 16,8 |
spezifische Wärmekapazität in | 0,160 |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3  | |
spez. elektrischer Widerstand in  | 0,676 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) | 0,000 019 |
Isotope des Elements
In der Natur kommt Thulium nur in der Form eines einzelnen Isotops vor, es ist ein anisotopes Element. Weiterhin wurden noch mehrere radioaktive Isotope künstlich hergestellt.
| Ordnungszahl Z | Massenzahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % | Art der Strahlung und Energie in MeV | Halbwertszeit |
| 69 | 169 | 168,934 | 100% | ||
| 170 | 169,936 | künstlich | β  : 1,0 | 125 d | |
| 171 | 170,936 | künstlich | β : 0,1 | 2 a |
Weitere Eigenschaften
Thulium ist ein silberweiß glänzendes, dehnbares, sehr weiches Schwermetall. An trockener Luft ist es beständig, muss aber vor Feuchtigkeit geschützt werden. Thulium gehört zu den Lanthanoiden und bildet in seinen Verbindungen die Oxidationsstufe III aus. Angesichts seines relativ hohen negativen Normalpotenzials ist Thulium ein stark elektropositives, sehr unedles Metall und ein starkes Reduktionsmittel. Es läuft an feuchter Luft unter Oxid- bzw. Hydroxidbildung schnell an. In Wasser löst sich das Element unter Bildung des Hydroxids und Wasserstoff auf. Mit Säuren reagiert es zu den Salzen und Wasserstoff. Im erhitzten Zustand verbrennt Thulium mit Sauerstoff und Chlor.
Entdeckung
Der Schwede PER TEODOR CLEVE (1840-1905) entdeckte Thulium 1879 bei der Untersuchung der Erbinerde in Form eines Oxids. Reines Thuliumoxid konnte erst 1911 isoliert werden. CLEVE nannte das dem Oxid zugrunde liegende Element Thulium mit dem chemischen Symbol «Tu», welches später in «Tm» umgeändert wurde. Metallisches Thulium wurde erst 1950 dargestellt.
Vorkommen/Herstellung
Thulium ist ein seltenes Element der Seltenerdmetalle und steht an 66. Stelle der Elementhäufigkeit. In der Natur kommt es stets in Verbindung mit den anderen Seltenerdmetallen vor, am meisten mit Ytterium und den schweren Lanthanoiden. Es findet sich auch in Monazitsanden, welche hauptsächlich in Australien, Brasilien und Indien zu finden sind. Die technische Herstellung des Thuliums erfolgt aus Monazitsand. Nach Anreicherung wird es durch Ionenaustausch von den anderen Seltenerdmetallen abgetrennt und durch metallothermische Reduktion des Trifluorids mit Calcium, Magnesium oder Kalium gewonnen.
Verwendung
In der Technik findet Thulium kaum Anwendung. Die Isotope Tm und Tm dienen in der Technik als γ-Strahlungsquellen für Werkstoffprüfungen, Dickenmessungen sowie in tragbaren Durchleuchtungsgeräten.
Wichtige Verbindungen
Dazu zählt das gelb gefärbte Halogenid TmCl3.
Bau
Thulium kristallisiert in einer dichtesten Packung von Metallatomen.
