Direkt zum Inhalt

innere Übergangsmetalle: Thulium

Symbol: Tm
Kategorie: innere Übergangsmetalle
Ordnungszahl: 69
Relative Atommasse: 168,93421
Schmelzpunkt: 1818 K
Siedepunkt: 2000 K
Dichte: 9,32 g cm-3
Elektronegativität: 1,1
Ionisierungsenergie: 6,18 eV
Konfiguration: [Xe] 4f13 6s²
Oxidationszahlen: 3, 2
Atomradius: 174,6 pm
Ionenradius: 87 pm (+3), 94 pm (+4)

Das schwere Lanthanoid Thulium entsteht vermutlich überwiegend beim Verschmelzen von Neutronensternen sowie zu einem kleinen Anteil in der Außenhülle von roten Riesensternen. Zu den Lanthanoiden gehören Lanthan und die 14 darauf folgenden Elemente; sie sind die Seltenerdmetalle im engeren Sinne. Aufgrund der Struktur ihrer Valenzschale ähneln sie alle den Elementen Scandium und Yttrium; deswegen bilden sie wie diese bevorzugt dreiwertige Ionen. Mit einer Konzentration in der Erdkruste von lediglich einem halben Milligramm pro Kilogramm ist Thulium das seltenste stabile Lanthanoid, lediglich das radioaktive Promethium ist seltener. Man gewinnt Thulium aus dem Mineral Monazit und absorbierenden Tonen, am stärksten angereichert ist es jedoch in Gadolinit, das eine Mischung schwerer Lanthanoide enthält. Von den anderen seltenen Erden trennt man Thulium durch Ionenaustausch. Wie fast jedes Metall dieser Reihe bildet es bevorzugt dreifach positiv geladene Ionen, die drei schwersten Lanthanoide, von denen Thulium eines ist, kommen jedoch auch zweiwertig vor.

Das Element kommt in geringen Mengen in Monaziterzen und dem Mineral Gadolinit vor; man gewinnt es heute jedoch als Nebenprodukt bei der Gewinnung seltener Erden aus adsorbierenden Tonen. Von den anderen seltenen Erden trennt man Thulium durch Ionenaustausch; bevor diese Technologie Standard war, konnte man das Metall praktisch nicht rein gewinnen. Für Thulium gibt es nur wenige Anwendungen. Man setzt es in einigen Lasertypen ein, zum Beispiel für Militär und Medizin; außerdem nutzt man mit Neutronen bestrahltes Thulium als Röntgenquelle in tragbaren Röntgengeräte für Medizin und Materialwissenschaft. Solche Röntgenquellen sind sehr teuer, da sie aber klein und leicht sind und wenig Abschirmung brauchen, lohnt sich der Aufwand. Abgesehen davon kann man in diversen Anwendungen andere Seltenerdelemente durch Thulium ersetzen. Einige Thuliumhaltige Materialien kühlen sich durch einen Anti-Stokes-Effekt beim Bestrahlen mit Licht ab.

© Spektrum.de

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.