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科普小知识 2024-04-20 12:14:23
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铥(音diū),原子序数69,原子量168.93421,元素名来源于发现者的国家名。1879年瑞典科学家克莱夫从铒土中分离出铥和钬两种新元素。铥在地壳中的含量为十万分之二,是稀土元素中含量最少的元素,主要存在于磷钇矿和黑稀金矿中,天然稳定同位素只有铥169。

中文名:铥

英文名:Thulium

化学式:Tm

分子量:168.93421

CAS:登录号:7440-30-4

EINECS:登录号:231-140-2

熔点:1545℃

沸点:1947°C

密度:9.3208g/cm³(20℃)

外观:银白色金属

1、元素简介

铥(音diū),原子序数69,原子量168.93421,元素名来源于发现者的国家名。1879年瑞典科学家克莱夫从铒土中分离出铥和钬两种新元素。铥在地壳中的含量为十万分之二,是稀土元素中含量最少的元素,主要存在于磷钇矿和黑稀金矿中,天然稳定同位素只有铥169。


铥为银白色金属,有延展性,质较软可用刀切开;熔点1545°C,沸点1947°C,密度9.3208。铥在空气中比较稳定;氧化铥为淡绿色晶体。铥的用途不多,主要是做金属卤素灯的添加剂。银白色金属,质软,熔点时具有高的蒸气压。溶于酸,能与水起缓慢化学作用。盐类(二价盐)氧化物都呈淡绿色。

2、基本参数

元素名称:铥

元素原子量:168.9

原子体积:(立方厘米/摩尔):18.1

元素在太阳中的含量:(ppm):0.0002

元素在海水中的含量:(ppm):大西洋表面0.00000013

晶体结构:晶胞为六方晶胞。

晶胞参数:

a=353.75pm

b=353.75pm

c=555.46pm

α=90°

β=90°

γ=120°

地壳中含量:(ppm):0.48

维氏硬度:520MPa

氧化态:MainTm+3

电离能(kJ/mol)

M-M+596.7

M+-M2+1163

M2+-M3+2285

M3+-M4+4119

相对原子质量:168.934

常见化合价:+3

电负性:1.25

外围电子层排布:4f136s2

核外电子排布:2,8,18,31,8,2

核电荷数:69

电子层:K-L-M-N-O-P

同位素及放射线:Tm-168Tm-169Tm-170Tm-171Tm-172

电子亲合和能:0KJ·mol-1

第一电离能:596.4KJ·mol-1

第二电离能:1163KJ·mol-1

第三电离能:0KJ·mol-1

单质密度:9.321g/cm3

单质熔点:1545.0℃

单质沸点:1727.0℃

原子半径:2.42埃

离子半径:1.09(+3)埃

共价半径:1.56

3、发现历程

铥,得名于斯堪的纳维亚半岛的旧称“Thule”。

发现人:克利夫(P.T.Cleve)

发现年代:1878年发现历程:1878年,由克利夫(P.T.Cleve)发现的。

1842年莫桑德尔从钇土中分离出铒土和铽土后,不少化学家利用光谱分析鉴定,确定它们不是纯净的一种元素的氧化物,这就鼓励了化学家们继续去分离它们。在从氧化饵分离出氧化镱和氧化钪以后,1879年克利夫又分离出两个新元素的氧化物。其中一个被命名为thulium,以纪念克利夫的祖国所在地斯堪的纳维亚半岛(Thulia),元素符号曾为Tu,今用Tm。随着铥以及其他一些稀土元素的发现,完成了发现稀土元素第三阶段的另一半。

铥是稀土金属中的一种。稀土是历史遗留的名称,从18世纪末叶开始被陆续发现。当时人们惯于把不溶于水的固体氧化物称作土,例如把氧化铝叫做陶土,氧化镁叫苦土。稀土是以氧化物状态分离出来,很稀少,因而得名稀土,稀土元素的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)至71(Lu)。它们的化学性质很相似,这是由于核外电子结构特点所决定的。它们一般均生成三价化合物。

4、矿藏分布

与其他稀土元素共存于硅铍钇矿、黑稀金矿、磷钇矿和独居石中。独居石含稀土元素的质量分数一般达50%,其中铥占0.007%。

5、理化性质

物理性质

铥为银白色金属,有延展性,质较软可用刀切开;熔点1545°C,沸点1947°C,密度9.3208。铥在空气中比较稳定;氧化铥为淡绿色晶体。银白色金属,质软,熔点时具有高的蒸气压。盐类(二价盐)氧化物都呈淡绿色。

化学性质

溶于酸,能与水起缓慢化学作用。

6、制备方法

由无水氟化铥TmF3用该还原制得;或用金属镧与铥氧化物的混合物中蒸气硫制得。

7、应用领域

铥的用途不多,主要是做金属卤素灯的添加剂,铥主要用来发射范围宽广的绿色发射线。


铥激光外科微创手术

在核反应中照射169Tm,生成170Tm,半衰期为129天,这个同位素克发射出很强的X射线。用它来制造轻便的,不需电源的手提式X射线机,也用作磷光体活化剂。在便携式X射线机上使用放射性铥作射线源,这样可以不必使用电气设备。

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