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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).

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Eigenschaften des Elements

Einordnung in das Periodensystem
der Elemente und Eigenschaften
Atombau
Ordnungszahl: 6969 Protonen
69 Elektronen
6. Periode6 besetzte Elektronenschalen
Gruppe der Lanthanoide3 (+12) Außenelektronen
Elektronenkonfiguration im GrundzustandXe 6s24f1 3
Elektronegativität1,2
Ionisierungsenergie in eV6,18
häufigste OxidationszahlenII
Atommasse des Elements in u168,93
Atomradius in 10- 1 0m1,746
Ionenradius in 10- 1 0m0,87 (+3)
Aggregatzustand im Normalzustandfest

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in Bild bei 25 °C9,33
Härte nach Mohs1,0
Schallgeschwindigkeit in Bild 
Schmelztemperatur in °C1550
spezifische Schmelzwärme in Bild108,92
Siedetemperatur in °C1730
spezifische Verdampfungswärme in Bild1462,14
Standardentropie S0 in Bild 
Wärmeleitfähigkeit in Bild bei 27 °C16,8

spezifische Wärmekapazität in Bild

0,160
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3 Bild 
spez. elektrischer Widerstand in Bild0,676
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 ZMassenzahl AAtommasse in uHäufigkeit
in %
Art der Strahlung
und Energie in MeV
Halbwertszeit
69169168,934100%  
 170169,936künstlichβ Bild: 1,0125 d
 171170,936künstlichβ Bild: 0,12 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.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Thulium." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie-abitur/artikel/thulium (Abgerufen: 24. May 2025, 10:05 UTC)

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