Thulium (Tm)
lanthanideSolid
தரநிலை அணு எடை
168.93422 uஎலக்ட்ரான் அமைப்பு
[Xe] 6s2 4f13உருகுநிலை
1544.85 °Cகொதிநிலை
1949.85 °Cஅடர்த்தி
9320 kg/m³ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள்
0, +1, +2, +3எலக்ட்ரான் கவர்திறன் (பாலிங்)
1.25அயனியாக்க ஆற்றல் (1வது)
6.184402 eVகண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஆண்டு
1879அணு ஆரம்
175 pmவிவரங்கள்
Thulium is a lanthanide rare-earth metal and the least abundant stable lanthanide in Earth’s crust. It is chemically typical of the series, forming mainly Tm³⁺ compounds with a high affinity for oxygen and halogens. The element is not scarce enough to be unattainable, but it is dispersed and difficult to separate from neighboring lanthanides. Its technological importance is concentrated in isotope sources, specialty lasers, and optical materials rather than bulk structural use.
Thulium can be isolated by reduction of the oxide with lanthanum metal or by calcium reduction of a closed container. The element is silver-gray, soft, malleable, and ductile, and can be cut with a knife. Twenty five isotopes are known, with atomic masses ranging from 152 to 176. Natural thulium, which is 100% 169Tm, is stable.
The name derives from Thule, the earliest name for the northernmost part of the civilized world—Scandinavia. It was discovered in 1879 by the Swedish chemist Per Theodor Cleve in a sample of erbium mineral. Thulium was first isolated by the American chemist Charles James in 1911.
Thulium was discovered by Per Theodor Cleve, a Swedish chemist, in 1879. Cleve used the same method Carl Gustaf Mosander used to discover lanthanum, erbium and terbium, he looked for impurities in the oxides of other rare earth elements. He started with erbia, the oxide of erbium (Er2O3), and removed all of the known contaminants. After further processing, he obtained two new materials, one brown and the other green. Cleve named the brown material holmia and the green material thulia. Holmia is the oxide of the element holmium and thulia is the oxide of the element thulium. Today, thulium is primarily obtained through an ion exchange process from monazite sand ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), a material rich in rare earth elements that can contain as much as 0.007% thulium.
Named after Thule, the earliest name for Scandinavia. Discovered in 1879 by Cleve. Thulium occurs in small quantities along with other rare earths in a number of minerals. It is obtained commercially from monazite, which contains about 0.007% of the element. Thulium is the least abundant of the rare earth elements, but with new sources recently discovered, it is now considered to be about as rare as silver,gold, or cadmium.
Pure thulium is a soft, malleable, silvery metal. It slowly tarnishes in air as oxide forms on the surface and reacts more readily when heated. Like many lanthanides, it can be cut with a knife and is normally stored to limit oxidation.
Thulium has specialized uses where its nuclear or optical properties are useful. Neutron-activated ¹⁷⁰Tm produces ¹⁷⁰Tm, a portable gamma and X-ray source formerly used in industrial radiography and still of technical interest where compact sealed sources are suitable. Thulium-doped yttrium aluminium garnet, commonly written Y₃Al₅O₁₂:Tm, and other host crystals are used in solid-state lasers near the two-micrometre infrared region. Thulium-doped silica fibers are also used in fiber lasers and amplifiers. Small amounts may be used in research alloys and magnetic studies, but there is no large-volume elemental application.
Thulium is the least abundant of the naturally occurring rare earth elements. Metallic thulium is relatively expensive and has only recently become available. It currently has no commercial applications, although one of its isotopes, thulium-169, could be used as a radiation source for portable X-ray machines.
Thulium forms no commercially important compounds. Some of thulium's compounds include: thulium oxide (Tm2O3), thulium fluoride (TmF3) and thulium iodide (TmI3).
Because of the relatively high price of the metal, thulium has not yet found many practical applications. 169Tm bombarded in a nuclear reactor can be used as a radiation source in portable X-ray equipment. 171Tm is potentially useful as an energy source. Natural thulium also has possible use in ferrites (ceramic magnetic materials) used in microwave equipment, and can be used for doping fiber lasers. As with other lanthanides, thulium has a low-to-moderate acute toxic rating. It should be handled with care.
Isotopes in Industry
170Tm (with a half-life of about 130 days) is used in the petrochemical industry for industrial radiography to test welds in pipes and tanks [486] Industrial Applications of Sealed Radiation Sources and Alternative Non Nuclear Technologies, Final Report, 68-D-00-210, p. 37. Trinity Engineering Associates Ohio (2002)..
Isotopes in Medicine
167Tm (with a half-life of 9.2 days) is useful for tumor and bone studies [487] F. Tárkányi, A. Hermanne, S. Takács, B. Király, I. Spahn, A. V. Ignatyuk. Appl. Radiat. Isot.68, 250 (2010).. Stable 169Tm can be bombarded in a nuclear reactor to create 170Tm, via the 169Tm (n, γ) 170Tm reaction, which emits X-rays and has been used in portable X-ray equipment as a radiation source [488] D. Granero, J. Pérez-Calatayud, F. Ballester, A. J. Bos, J. Venselaar. Radiat. Prot. Dosimetry118, 11 (2006).. 170Tm has been used in high-dose-rate (HDR) brachytherapy [489] F. Ballester, D. Granero, J. Perez-Calatayud, J. L. Venselaar, M. J. Rivard. Med. Phys.37, 1629 (2010). and for use in radiosynovectomy of medium sized joints (Fig. IUPAC.69.1) [490] A. Polyak, T. Das, S. Chakraborty, R. Kiraly, G. Dabasi, R. P. Joba, C. Jakab, J. Thuroczy, Z. Postenyi, V. Haasz, G. Janoki, G. A. Janoki, M. R. A. Pillai, L. Balogh. Cancer Biother. Radiopharm.29, 330 (2014)..
Thulium chemistry is dominated by the +3 oxidation state. Thulium(III) oxide, Tm₂O₃, is the common oxide and is a useful starting material for preparing other salts and optical ceramics. Thulium(III) chloride, TmCl₃, and thulium(III) fluoride, TmF₃, are representative halides; the fluoride is sparingly soluble and useful in separations and fluoride materials. A +2 state is known in some strongly reducing solid compounds, but it is much less stable than Tm³⁺ in ordinary aqueous chemistry. In solution, Tm³⁺ salts are typically pale green to nearly colorless depending on concentration and ligand field.
See more information at the Thulium compound page.
Metallic thulium has low acute chemical toxicity compared with many heavy metals, but fine powder is a fire hazard and can react with air or moisture. Soluble thulium salts should be handled as toxic laboratory chemicals because rare-earth ions can affect biological processes at elevated exposure. Radioactive ¹⁷⁰Tm presents an external radiation hazard and an internal hazard if contamination occurs; sealed sources require isotope-specific controls.
Thulium occurs naturally only as a minor constituent of rare-earth minerals, especially minerals that contain the heavy lanthanides. Weathering releases it mainly as Tm³⁺, which tends to bind to clays, oxides, phosphates, and organic matter rather than remain highly mobile. It has no known biological role. Environmental concentrations are usually very low, so ecological effects are mainly a concern near rare-earth mining, processing, or disposal sites.
Thulium is obtained as a by-product of rare-earth extraction rather than mined for its own sake. Sources include ion-adsorption clays and minerals such as monazite and xenotime that contain small fractions of heavy rare earths. Separation relies on solvent extraction, ion exchange, and conversion through oxide or salt intermediates, with cost driven more by separation complexity than by absolute crustal scarcity. Demand is small and specialized, so supply is tied to broader rare-earth processing rather than an independent commodity chain. Recycling is limited because applications use small amounts in dispersed devices or sealed sources.
Found with other rare earths in the minerals gadolinite, euxenite, xenotime, and monazite. Monazite is often 50% rare earth by weight and 0.007% thulium.
Thulium is a rare cosmic element produced mainly by neutron-capture processes in evolved stars and stellar explosions. Its odd atomic number and position among the heavy lanthanides make it much less abundant than lighter rock-forming elements and less abundant than several neighboring rare earths. In planets and meteorites it follows refractory lithophile behavior and partitions with other rare-earth elements rather than forming native metal.
- Thulium is the least abundant lanthanide that has a stable isotope.
- Natural thulium is essentially all ¹⁶⁹Tm.
- ¹⁷⁰Tm can be made by neutron irradiation of ¹⁶⁹Tm.
- Thulium was named after Thule, a classical name associated with the far north.
- Despite its rarity among lanthanides, thulium is more abundant in Earth’s crust than silver.
படங்கள்
பண்புகள்
இயற்பியல்
- அணு ஆரம் (சோதனைசார்)
- 175 pm அனைத்து தனிமங்களின் அணு ஆரம் (சோதனைசார்) ஒப்பிடுங்கள் →
- சகப்பிணைப்பு ஆரம்
- 190 pm அனைத்து தனிமங்களின் சகப்பிணைப்பு ஆரம் ஒப்பிடுங்கள் →
- வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம்
- 227 pm அனைத்து தனிமங்களின் வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம் ஒப்பிடுங்கள் →
- அடர்த்தி
- 9320 kg/m³ அனைத்து தனிமங்களின் அடர்த்தி ஒப்பிடுங்கள் →
- மோலார் பருமன்
- 0.0181 L/mol
- STP இல் நிலை
- திடம் அனைத்து தனிமங்களின் STP இல் நிலை ஒப்பிடுங்கள் →
- உருகுநிலை
- 1544.85 °C அனைத்து தனிமங்களின் உருகுநிலை ஒப்பிடுங்கள் →
- கொதிநிலை
- 1949.85 °C அனைத்து தனிமங்களின் கொதிநிலை ஒப்பிடுங்கள் →
- தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன்
- 0.16 J/(g·K) அனைத்து தனிமங்களின் தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் ஒப்பிடுங்கள் →
- மோலார் வெப்ப ஏற்புத்திறன்
- 27.03 J/(mol·K) அனைத்து தனிமங்களின் மோலார் வெப்ப ஏற்புத்திறன் ஒப்பிடுங்கள் →
- படிக அமைப்பு
- அறுகோண நெருக்கப் பொதிவு அனைத்து தனிமங்களின் படிக அமைப்பு ஒப்பிடுங்கள் →
வேதியியல்
- எலக்ட்ரான் கவர்திறன் (பாலிங்)
- 1.25 அனைத்து தனிமங்களின் எலக்ட்ரான் கவர்திறன் (பாலிங்) ஒப்பிடுங்கள் →
- எலக்ட்ரான் நாட்டம்
- 1.029 eV
- அயனியாக்க ஆற்றல் (1வது)
- 6.184402 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (1வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- அயனியாக்க ஆற்றல் (2வது)
- 12.065042 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (2வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- அயனியாக்க ஆற்றல் (3வது)
- 23.660081 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (3வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- அயனியாக்க ஆற்றல் (4வது)
- 42.410146 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (4வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- அயனியாக்க ஆற்றல் (5வது)
- 65.400225 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (5வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள்
- 0, +1, +2, +3 அனைத்து தனிமங்களின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள் ஒப்பிடுங்கள் →
- இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
- 3 அனைத்து தனிமங்களின் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் ஒப்பிடுங்கள் →
- எலக்ட்ரான் அமைப்பு
- [Xe] 6s2 4f13
வெப்ப இயக்கவியல்
- உருகுதல் வெப்பம்
- 0.12437166 eV அனைத்து தனிமங்களின் உருகுதல் வெப்பம் ஒப்பிடுங்கள் →
- ஆவியாதல் வெப்பம்
- 1.979582 eV அனைத்து தனிமங்களின் ஆவியாதல் வெப்பம் ஒப்பிடுங்கள் →
- பதங்கமாதல் வெப்பம்
- 2.404519 eV
- அணுவாக்க வெப்பம்
- 2.404519 eV
- அணுவாக்க என்தால்பி
- 2.406592 eV
அணுக்கரு
- புரோட்டான்கள்
- 69 அனைத்து தனிமங்களின் புரோட்டான்கள் ஒப்பிடுங்கள் →
- நியூட்ரான்கள்
- 100 அனைத்து தனிமங்களின் நியூட்ரான்கள் ஒப்பிடுங்கள் →
- அறியப்பட்ட ஐசோடோப்புகள்
- 39 அனைத்து தனிமங்களின் அறியப்பட்ட ஐசோடோப்புகள் ஒப்பிடுங்கள் →
- நிலையான ஐசோடோப்புகள்
- 1 அனைத்து தனிமங்களின் நிலையான ஐசோடோப்புகள் ஒப்பிடுங்கள் →
- மிக நிலையான ஐசோடோப்பு
- Tm-169
- கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஆண்டு
- 1879
மிகுதி
- மிகுதி (புவி மேலோடு)
- 0.52 mg/kg அனைத்து தனிமங்களின் மிகுதி (புவி மேலோடு) ஒப்பிடுங்கள் →
- மிகுதி (பெருங்கடல்)
- 1.7 × 10−7 mg/L அனைத்து தனிமங்களின் மிகுதி (பெருங்கடல்) ஒப்பிடுங்கள் →
படிக அமைப்பு
- அணிக்கோவை மாறிலி a
- 354 pm
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
- ஒவ்வொரு கூட்டிலும் உள்ள எலக்ட்ரான்கள்
- 2, 8, 18, 31, 8, 2 அனைத்து தனிமங்களின் ஒவ்வொரு கூட்டிலும் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஒப்பிடுங்கள் →
அடையாளங்காட்டிகள்
- CAS எண்
- 7440-30-4 அனைத்து தனிமங்களின் CAS எண் ஒப்பிடுங்கள் →
- நிறமாலை நிலைக் குறியீடு
- 2F°7/2
- InChI
- InChI=1S/Tm
- InChI விசை
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N
எலக்ட்ரான் அமைப்பு அளவிடப்பட்டது
Tm: 4f¹³ 6s²[Xe] 4f¹³ 6s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹³ 6s²அணு மாதிரி
ஐசோடோப்புகள் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை, நிறை மற்றும் நிலைத்தன்மையை மாற்றுகின்றன — மின்னூட்டமற்ற அணுவின் எலக்ட்ரான் அமைப்பை அல்ல.
விளக்க அணு மாதிரி; அளவிற்கு ஏற்ப இல்லை.
அணு அடையாளத் தடம்
உமிழ்வு / உறிஞ்சல் நிறமாலை
ஐசோடோப்புப் பரவல்
| நிறை எண் | அணு நிறை (u) | இயற்கை மிகுதி | அரை ஆயுள் |
|---|---|---|---|
| 169 நிலையானது | 168.9342179 ± 0.0000022 | 100.0000% | நிலையானது |
கட்டம் / நிலை
காரணம்: உருகுநிலைக்குக் (1544.85 °C) கீழ் 1519.8 °C
விளக்க வரைபடம், அளவிற்கு ஏற்ப இல்லை
நிலை மாற்றப் புள்ளிகள்
நிலைமாற்ற ஆற்றல்கள்
உருகுநிலையில் 1 mol ஐ உருக்கத் தேவையான ஆற்றல்
கொதிநிலையில் 1 mol ஐ ஆவியாக்கத் தேவையான ஆற்றல்
பதங்கமாதல் நிலையில் 1 mol ஐப் பதங்கமாக்கத் தேவையான ஆற்றல்
அடர்த்தி
தரநிலை நிலைமைகளில்
தரநிலை நிலைமைகளில்
அணு நிறமாலைகள்
69 பதிவுகளில் 10 காட்டப்படுகின்றன. அயனி மின்னூட்டத்தின்படி ஏறுவரிசையில் வரிசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.
நிறமாலைக் கோட்டுத் தரவுப் பதிவுகள் ?
| அயனி | மின்னூட்டம் | மொத்தக் கோடுகள் | நிலைமாற்ற நிகழ்தகவுகள் | மட்டக் குறியீடுகள் |
|---|---|---|---|---|
| Tm I | 0 | 538 | 408 | 525 |
| Tm II | +1 | 267 | 13 | 13 |
| Tm III | +2 | 186 | 0 | 0 |
மட்டத் தரவுப் பதிவுகள் ?
| அயனி | மின்னூட்டம் | மட்டங்கள் |
|---|---|---|
| Tm I | 0 | 631 |
| Tm II | +1 | 367 |
| Tm III | +2 | 128 |
| Tm IV | +3 | 8 |
| Tm V | +4 | 2 |
| Tm VI | +5 | 2 |
| Tm VII | +6 | 2 |
| Tm VIII | +7 | 2 |
| Tm IX | +8 | 2 |
| Tm X | +9 | 2 |
அயனி ஆரங்கள்
| மின்னூட்டம் | அணைவு | தற்சுழற்சி | ஆரம் |
|---|---|---|---|
| +2 | 6 | கிடைக்கவில்லை | 103 pm |
| +2 | 7 | கிடைக்கவில்லை | 109.00000000000001 pm |
| +3 | 6 | கிடைக்கவில்லை | 88 pm |
| +3 | 8 | கிடைக்கவில்லை | 99.4 pm |
| +3 | 9 | கிடைக்கவில்லை | 105.2 pm |
சேர்மங்கள்
ஐசோடோப்புகள் (1)
| நிறை எண் | அணு நிறை (u) | இயற்கை மிகுதி | அரை ஆயுள் | சிதைவு முறை | |
|---|---|---|---|---|---|
| 169 நிலையானது | 168.9342179 ± 0.0000022 | 100.0000% | நிலையானது | stable |
விரிவான பண்புகள்
சகப்பிணைப்பு ஆரங்கள் (விரிவானவை)
- சகப்பிணைப்பு ஆரம் (பியுக்கோ)
- 164 pm
- சகப்பிணைப்பு ஆரம் (பியுக்கோ, இரட்டைப் பிணைப்பு)
- 131 pm
வான் டெர் வால்ஸ் ஆரங்கள்
- Alvarez
- 279 pm
- UFF
- 337.4 pm
- MM3
- 267 pm
அணு மற்றும் உலோக ஆரங்கள்
- அணு ஆரம் (ராம்)
- 271 pm
எண்ணிடல் அளவுகோல்கள்
- Mendeleev
- 37
- Pettifor
- 22
- Glawe
- 20
எலக்ட்ரான் கவர்திறன் அளவுகோல்கள்
- Ghosh
- 0
- Miedema
- 3
- Gunnarsson–Lundqvist
- 6
- Robles–Bartolotti
- 5
முனைவாக்கத்திறன் மற்றும் நிறப்பிரிகை
- இருமுனை முனைவாக்கத்திறன்
- 144 a.u.
- இருமுனை முனைவாக்கத்திறன் (நிச்சயமின்மை)
- 15 a.u.
- C₆ (Gould–Bučko)
- 2020 Ha·Bohr6
மீடெமா அளவுருக்கள்
- மீடெமா மோலார் பருமன்
- 18.12 cm3/mol
- மீடெமா எலக்ட்ரான் அடர்த்தி
- 2
விநியோக இடர் மற்றும் பொருளாதாரம்
- உற்பத்திக் குவிப்பு
- 97
- ஒப்பீட்டு விநியோக இடர்
- 10
- இருப்புப் பரவல்
- 50
- அரசியல் நிலைத்தன்மை (முன்னணி உற்பத்தியாளர்)
- 24
- அரசியல் நிலைத்தன்மை (அதிக இருப்புள்ள நாடு)
- 24
நிலை மாற்றங்கள் மற்றும் புறவேற்றுமை வடிவங்கள்
| உருகுநிலை | 1818.15 K |
| கொதிநிலை | 2223.15 K |
ஆக்சிஜனேற்ற நிலை வகைகள்
மேம்பட்ட மேற்கோள் தரவுகள்
திரைமறைப்பு மாறிலிகள் (13)
| n | ஆர்பிட்டால் | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 1.3437 |
| 2 | p | 4.3588 |
| 2 | s | 18.0522 |
| 3 | d | 13.6257 |
| 3 | p | 20.5239 |
| 3 | s | 21.0816 |
| 4 | d | 36.056 |
| 4 | f | 40.366 |
| 4 | p | 33.012 |
| 4 | s | 31.8624 |
படிக ஆரங்களின் விவரங்கள் (5)
| மின்னூட்டம் | CN | தற்சுழற்சி | rcrystal (pm) | தோற்றம் |
|---|---|---|---|---|
| 2 | VI | 117 | ||
| 2 | VII | 123 | ||
| 3 | VI | 102 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | VIII | 113.4 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | IX | 119.2 | from r^3 vs V plots, |
ஐசோடோப்புச் சிதைவு முறைகள் (58)
| ஐசோடோப்பு | முறை | செறிவு |
|---|---|---|
| 144 | p | — |
| 144 | B+ | — |
| 145 | p | 100% |
| 146 | p | 100% |
| 146 | B+ | — |
| 146 | B+p | — |
| 147 | B+ | 85% |
| 147 | p | 15% |
| 148 | B+ | 100% |
| 148 | B+p | — |
X‑கதிர் சிதறல் காரணிகள் (514)
| ஆற்றல் (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 0.17918 |
| 10.1617 | — | 0.18356 |
| 10.3261 | — | 0.18805 |
| 10.4931 | — | 0.19265 |
| 10.6628 | — | 0.19737 |
| 10.8353 | — | 0.2022 |
| 11.0106 | — | 0.20714 |
| 11.1886 | — | 0.21221 |
| 11.3696 | — | 0.21741 |
| 11.5535 | — | 0.22273 |
கூடுதல் தரவுகள்
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
5.2×10-1 milligrams per kilogram
மேற்கோள்கள் (1)
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
1.7×10-7 milligrams per liter
மேற்கோள்கள் (1)
மேற்கோள்கள்
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Thulium.
The element property data was retrieved from publications.