Il numero atomico dielemento tulioIl numero atomico è 69 e il suo peso atomico è 168,93421. Il suo contenuto nella crosta terrestre è pari a due terzi di 100000, che lo rende l'elemento meno abbondante tra le terre rare. È presente principalmente nel minerale di silico-berillio e ittrio, nel minerale d'oro nero delle terre rare, nel minerale di fosforo e ittrio e nella monazite. La frazione in massa delle terre rare nella monazite raggiunge generalmente il 50%, mentre il tulio rappresenta lo 0,007%. L'isotopo stabile naturale è solo il tulio 169. Ampiamente utilizzato in sorgenti luminose ad alta intensità per la generazione di energia, laser, superconduttori ad alta temperatura e altri campi.
Alla scoperta della storia
Scoperto da: PT Cleve
Scoperto nel 1878
Dopo che Mossander separò l'erbio e il terbio dall'ittrio nel 1842, molti chimici usarono l'analisi spettrale per identificare e determinare che non si trattava di ossidi puri di un elemento, il che incoraggiò i chimici a continuare a separarli. Dopo la separazioneossido di itterbioEossido di scandioDa un'esca ossidata, Cliff separò due nuovi ossidi elementari nel 1879. Uno di questi fu chiamato tulio in onore della sua terra natale, la penisola scandinava (Thulia), con il simbolo dell'elemento Tu e ora Tm. Con la scoperta del tulio e di altri elementi delle terre rare, si è completata l'altra metà della terza fase della scoperta degli elementi delle terre rare.
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
Tulioè un metallo bianco argenteo duttile e può essere tagliato con un coltello grazie alla sua consistenza morbida; punto di fusione 1545 °C, punto di ebollizione 1947 °C, densità 9,3208.
Il tulio è relativamente stabile nell'aria;ossido di tulioè un cristallo verde chiaro. Gli ossidi di sale (bivalenti) sono tutti di colore verde chiaro.
Applicazione
Sebbene il tulio sia piuttosto raro e costoso, trova comunque alcune applicazioni in campi particolari.
Sorgente luminosa a scarica ad alta intensità
Il tulio viene spesso introdotto nelle sorgenti luminose a scarica ad alta intensità sotto forma di alogenuri ad elevata purezza (solitamente bromuro di tulio), allo scopo di utilizzare lo spettro del tulio.
Laser
Il laser a impulsi a stato solido a granato di ittrio e alluminio drogato (Ho:Cr:Tm:YAG) può essere prodotto utilizzando ioni di tulio, ioni di cromo e ioni di olmio in granato di ittrio e alluminio, che può emettere una lunghezza d'onda di 2097 nm; è ampiamente utilizzato in campo militare, medico e meteorologico. La lunghezza d'onda del laser a impulsi a stato solido a granato di ittrio e alluminio drogato (Tm:YAG) varia da 1930 nm a 2040 nm. L'ablazione sulla superficie dei tessuti è molto efficace, in quanto può impedire che la coagulazione si propaghi troppo in profondità sia in aria che in acqua. Questo rende i laser al tulio un grande potenziale per l'applicazione nella chirurgia laser di base. Il laser al tulio è molto efficace nell'ablazione delle superfici tissutali grazie alla sua bassa energia e al suo potere penetrante, e può coagulare senza causare ferite profonde. Questo rende i laser al tulio un grande potenziale per l'applicazione nella chirurgia laser.
Laser drogato al tulio
sorgente di raggi X
Nonostante l'elevato costo, i dispositivi radiologici portatili contenenti tulio hanno iniziato a essere ampiamente utilizzati come sorgenti di radiazioni nelle reazioni nucleari. Queste sorgenti di radiazioni hanno una durata di circa un anno e possono essere utilizzate come strumenti diagnostici medici e odontoiatrici, nonché come strumenti di rilevamento di difetti per componenti meccanici ed elettronici difficili da raggiungere con la manodopera. Queste sorgenti di radiazioni non richiedono una protezione dalle radiazioni significativa: è necessaria solo una piccola quantità di piombo. L'applicazione del tulio 170 come sorgente di radiazioni per il trattamento del cancro a corto raggio sta diventando sempre più diffusa. Questo isotopo ha un'emivita di 128,6 giorni e cinque linee di emissione di notevole intensità (7,4, 51,354, 52,389, 59,4 e 84,253 kiloelettronvolt). Il tulio 170 è anche una delle quattro sorgenti di radiazioni industriali più comunemente utilizzate.
Materiali superconduttori ad alta temperatura
Simile all'ittrio, anche il tulio è utilizzato nei superconduttori ad alta temperatura. Il tulio ha un potenziale valore d'uso nella ferrite come materiale ceramico magnetico utilizzato nelle apparecchiature a microonde. Grazie al suo spettro unico, il tulio può essere applicato all'illuminazione con lampade ad arco come lo scandio, e la luce verde emessa dalle lampade ad arco che utilizzano il tulio non sarà coperta dalle linee di emissione di altri elementi. Grazie alla sua capacità di emettere fluorescenza blu sotto la radiazione ultravioletta, il tulio è anche utilizzato come uno dei simboli anticontraffazione nelle banconote in euro. La fluorescenza blu emessa dal solfato di calcio addizionato di tulio viene utilizzata nella dosimetria personale per il rilevamento della dose di radiazioni.
Altre applicazioni
Grazie al suo spettro unico, il tulio può essere utilizzato nell'illuminazione con lampade ad arco come lo scandio; inoltre, la luce verde emessa dalle lampade ad arco contenenti tulio non verrà coperta dalle linee di emissione di altri elementi.
Il tulio emette una fluorescenza blu se esposto alle radiazioni ultraviolette, il che lo rende uno dei simboli anticontraffazione presenti sulle banconote in euro.
Euro sotto irradiazione UV, con chiari contrassegni anticontraffazione visibili
Data di pubblicazione: 25 agosto 2023