Thulium

Thulium
Atomové číslo	69
Relativní atomová hmotnost	168,93421(2) amu
Elektronová konfigurace	[Xe] 4f13 6s2
Skupenství	Pevné
Teplota tání	1545 °C, (1818 K)
Teplota varu	1950 °C, (2223 K)
Elektronegativita (Pauling)	1,25
Hustota	9,32 g/cm3
Hustota při teplotě tání	8,56 g/cm3
Registrační číslo CAS	7440-30-4
Vzhled
Atomový poloměr	1,75 Å (175 pm)
Výparné teplo	247 kJ/mol
Skupenské teplo tání	16,84 kJ/mol
Tepelná kapacita	27,03 J.mol-1.K-1
Ionisační energie Tm→Tm+	596,7 kJ/mol
Ionisační energie Tm+→Tm2+	1160 kJ/mol
Ionisační energie Tm2+→Tm3+	2285 kJ/mol

Thulium, chemická značka Tm, (lat. Thulium) je měkký stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, 13. člen skupiny lanthanoidů. V ruském chemickém názvosloví se pro Thulium používá chemická značka Tu.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Thulium je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Chemicky je thulium poměrně stálé. Na suchém vzduchu se prakticky nemění, ve vlhkém prostředí se pouze pomalu pokrývá vrstvičkou oxidu. Snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách za vývoje vodíku.

Ve sloučeninách se vyskytuje pouze v mocenství Tm⁺³. Soli Tm⁺³ vykazují vlastnosti podobné sloučeninám hliníku a ostatních lanthanoidů. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité především fluoridy a fosforečnany, jejich nerozpustnost ve vodě se používá k separaci lanthanoidů od jiných kovových iontů. Thulité soli mají obvykle zelenou barvu.

Thulium objevil roku 1879 švédský chemik Per Teodor Cleve a pojmenoval je po bájné zemi Thule.

Výskyt, výroba a využití

Thulium je poměrně vzácný prvek, ze všech lanthanoidů se vyskytuje nejméně často a zemské kůře je obsaženo pouze v koncentraci 0,2–0,5 mg/kg. O jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom thulia na 1000 miliard atomů vodíku.

V přírodě se thulium vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce, La, Th, Nd, Y)PO₄ a xenotim, chemicky fosforečnany lanthanoidů, dále bastnäsity (Ce, La, Y)CO₃F – směsné fluorouhličitany prvků vzácných zemin a např. minerál euxenit (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆.

Velká ložiska těchto rud se nalézají ve Skandinávii, USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku.

Při průmyslové výrobě prvků vzácných se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přidáním hydroxidu sodného vysráží jejich hydroxidy.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí, za použití ionexových (iontoměničových) kolon nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu se obvykle provádí redukcí fluoridu thulitého TmF₃ kovovým vápníkem:

2 TmF₃ + 3 Ca → 2 Tm + 3 CaF₂

Thulium se také vzácně využívá také jako zdroj tepla pro RTG – radioizotopový termoelektrický generátor.

Díky svému velmi řídkému výskytu a vysoké výrobní ceně čistého kovu nemají v současné době kovové thulium ani jeho sloučeniny žádné významné komerční využití.

Literatura

• Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
• Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
• N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků II. 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

---