Ο ατομικός αριθμός τουστοιχείο θούλιοείναι 69 και το ατομικό του βάρος είναι 168,93421. Η περιεκτικότητα στον φλοιό της γης είναι τα δύο τρίτα του 100000, το οποίο είναι το λιγότερο άφθονο στοιχείο μεταξύ των σπάνιων γαιών. Υπάρχει κυρίως στο μετάλλευμα υττρίου από πυριτικό βηρύλλιο, στο μετάλλευμα χρυσού από μαύρη σπάνιες γαίες, στο μετάλλευμα υττρίου από φώσφορο και στον μοναζίτη. Το κλάσμα μάζας των σπάνιων γαιών στον μοναζίτη φτάνει γενικά το 50%, με το θούλιο να αντιπροσωπεύει το 0,007%. Το φυσικό σταθερό ισότοπο είναι μόνο το θούλιο 169. Χρησιμοποιείται ευρέως σε πηγές φωτός υψηλής έντασης παραγωγής ενέργειας, λέιζερ, υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας και άλλους τομείς.
Ανακαλύπτοντας την Ιστορία
Ανακαλύφθηκε από: PT Cleve
Ανακαλύφθηκε το 1878
Αφού ο Μόσαντερ διαχώρισε τη γη ερβίου και τη γη τερβίου από τη γη υττρίου το 1842, πολλοί χημικοί χρησιμοποίησαν φασματική ανάλυση για να αναγνωρίσουν και να προσδιορίσουν ότι δεν ήταν καθαρά οξείδια ενός στοιχείου, γεγονός που ενθάρρυνε τους χημικούς να συνεχίσουν να τα διαχωρίζουν. Μετά τον διαχωρισμόοξείδιο του υττερβίουκαιοξείδιο του σκανδίουαπό οξειδωμένο δόλωμα, ο Κλιφ διαχώρισε δύο νέα στοιχειακά οξείδια το 1879. Ένα από αυτά ονομάστηκε θούλιο για να τιμήσει την πατρίδα του Κλιφ στη Σκανδιναβική Χερσόνησο (Θούλια), με το σύμβολο του στοιχείου Tu και τώρα Tm. Με την ανακάλυψη του θουλίου και άλλων σπάνιων γαιών, ολοκληρώθηκε το άλλο μισό του τρίτου σταδίου της ανακάλυψης σπάνιων γαιών.
Ηλεκτρονική διαμόρφωση
Ηλεκτρονική διαμόρφωση
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
Θούλιοείναι ένα ασημί λευκό μέταλλο με ολκιμότητα και μπορεί να κοπεί με μαχαίρι λόγω της μαλακής υφής του· Σημείο τήξης 1545 °C, σημείο βρασμού 1947 °C, πυκνότητα 9,3208.
Το θούλιο είναι σχετικά σταθερό στον αέρα.Οξείδιο του θουλίουείναι ένας ανοιχτό πράσινος κρύσταλλος. Τα οξείδια του άλατος (δισθενούς άλατος) έχουν όλα ανοιχτό πράσινο χρώμα.
Εφαρμογή
Αν και το θούλιο είναι αρκετά σπάνιο και ακριβό, εξακολουθεί να έχει κάποιες εφαρμογές σε ειδικούς τομείς.
Πηγή φωτός εκκένωσης υψηλής έντασης
Το θούλιο εισάγεται συχνά σε πηγές φωτός εκκένωσης υψηλής έντασης με τη μορφή αλογονιδίων υψηλής καθαρότητας (συνήθως βρωμιούχου θουλίου), με στόχο την αξιοποίηση του φάσματος του θουλίου.
Λέιζερ
Το στερεάς κατάστασης παλμικό λέιζερ τριπλού ντοπαρίσματος από γρανάτη υττρίου-αλουμινίου (Ho:Cr:Tm:YAG) μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας ιόντα θουλίου, ιόντα χρωμίου και ιόντα όλμιου σε γρανάτη υττρίου-αλουμινίου, ο οποίος μπορεί να εκπέμπει μήκος κύματος 2097 nm. Χρησιμοποιείται ευρέως σε στρατιωτικούς, ιατρικούς και μετεωρολογικούς τομείς. Το μήκος κύματος του λέιζερ που εκπέμπεται από το στερεάς κατάστασης παλμικό λέιζερ στερεάς κατάστασης από γρανάτη υττρίου-αλουμινίου (Tm:YAG) με ντοπαρίσματα θουλίου κυμαίνεται από 1930 nm έως 2040 nm. Η αφαίρεση στην επιφάνεια των ιστών είναι πολύ αποτελεσματική, καθώς μπορεί να αποτρέψει την πήξη από το να γίνει πολύ βαθιά τόσο στον αέρα όσο και στο νερό. Αυτό καθιστά τα λέιζερ θουλίου να έχουν μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής στη βασική χειρουργική με λέιζερ. Το λέιζερ θουλίου είναι πολύ αποτελεσματικό στην αφαίρεση επιφανειών ιστών λόγω της χαμηλής ενέργειας και της διεισδυτικής του ισχύος και μπορεί να πήξει χωρίς να προκαλέσει βαθιές πληγές. Αυτό καθιστά τα λέιζερ θουλίου να έχουν μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής στη χειρουργική με λέιζερ.
Λέιζερ με πρόσμιξη θουλίου
Πηγή ακτίνων Χ
Παρά το υψηλό κόστος, οι φορητές συσκευές ακτίνων Χ που περιέχουν θούλιο έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται ευρέως ως πηγές ακτινοβολίας σε πυρηνικές αντιδράσεις. Αυτές οι πηγές ακτινοβολίας έχουν διάρκεια ζωής περίπου ενός έτους και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ιατρικά και οδοντιατρικά διαγνωστικά εργαλεία, καθώς και ως εργαλεία ανίχνευσης ελαττωμάτων σε μηχανικά και ηλεκτρονικά εξαρτήματα που είναι δύσκολο να προσεγγιστούν από το εργατικό δυναμικό. Αυτές οι πηγές ακτινοβολίας δεν απαιτούν σημαντική ακτινοπροστασία - απαιτείται μόνο μια μικρή ποσότητα μολύβδου. Η εφαρμογή του θουλίου 170 ως πηγής ακτινοβολίας για τη θεραπεία του καρκίνου σε κοντινή απόσταση γίνεται ολοένα και πιο διαδεδομένη. Αυτό το ισότοπο έχει χρόνο ημιζωής 128,6 ημέρες και πέντε γραμμές εκπομπής σημαντικής έντασης (7,4, 51,354, 52,389, 59,4 και 84,253 κιλοηλεκτρονιοβολτ). Το θούλιο 170 είναι επίσης μία από τις τέσσερις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες βιομηχανικές πηγές ακτινοβολίας.
Υπεραγώγιμα υλικά υψηλής θερμοκρασίας
Όπως και το ύττριο, το θούλιο χρησιμοποιείται επίσης σε υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας. Το θούλιο έχει πιθανή αξία χρήσης στον φερρίτη ως κεραμικό μαγνητικό υλικό που χρησιμοποιείται σε εξοπλισμό μικροκυμάτων. Λόγω του μοναδικού φάσματος του, το θούλιο μπορεί να εφαρμοστεί σε φωτισμό λαμπτήρων τόξου όπως το σκάνδιο, και το πράσινο φως που εκπέμπεται από λαμπτήρες τόξου που χρησιμοποιούν θούλιο δεν θα καλύπτεται από τις γραμμές εκπομπής άλλων στοιχείων. Λόγω της ικανότητάς του να εκπέμπει μπλε φθορισμό υπό υπεριώδη ακτινοβολία, το θούλιο χρησιμοποιείται επίσης ως ένα από τα σύμβολα κατά της παραχάραξης στα τραπεζογραμμάτια ευρώ. Ο μπλε φθορισμός που εκπέμπεται από θειικό ασβέστιο που προστίθεται σε θούλιο χρησιμοποιείται στην προσωπική δοσιμετρία για την ανίχνευση δόσης ακτινοβολίας.
Άλλες εφαρμογές
Λόγω του μοναδικού φάσματος του, το θούλιο μπορεί να εφαρμοστεί σε φωτισμό λαμπτήρων τόξου όπως το σκάνδιο, και το πράσινο φως που εκπέμπεται από λαμπτήρες τόξου που περιέχουν θούλιο δεν θα καλυφθεί από τις γραμμές εκπομπής άλλων στοιχείων.
Το θούλιο εκπέμπει μπλε φθορισμό υπό υπεριώδη ακτινοβολία, καθιστώντας το ένα από τα σύμβολα κατά της παραχάραξης στα τραπεζογραμμάτια ευρώ.
Ευρώ υπό υπεριώδη ακτινοβολία, με ορατά σαφή σημάδια κατά της παραχάραξης
Ώρα δημοσίευσης: 25 Αυγούστου 2023