Ту́лий (лат. Thulium) — химический элемент тринадцатой группы^[3] шестого периода периодической системы химических элементов. Обозначается символом Tm, атомный номер — 69, относится к группе лантаноидов. Простое вещество тулий представляет собой легко обрабатываемый металл серебристо-белого цвета.

История

Тулий был открыт шведским химиком П. Т. Клеве в 1879 году при поиске примесей к оксиду эрбия Er₂O₃. Этот же метод ранее позволил К. Г. Мосандеру открыть другие редкоземельные элементы. При выделении примесей Клеве получил два окисла — коричневый оксид гольмия и зелёный оксид тулия. В 1911 году Т. У. Ричардс получил элемент в чистом виде и измерил его атомный вес.

Происхождение названия

Выделив оксид неизвестного элемента, шведский химик Пер Теодор Клеве дал ему название Thulium в честь расположенного на севере Европы легендарного острова Туле (др.-греч. Θούλη, лат. Thule).

Получение

Металлический тулий получают металлотермическим восстановлением трифторида тулия при помощи металлического кальция:

${\displaystyle {\mathsf {2TmF_{3}+3Ca\rightarrow 2Tm+3CaF_{2}}}}$

Свойства

Растворы солей тулия окрашены в зелёный цвет^[4].

Распространённость в природе

Тулий является редким элементом, его содержание в земной коре — 2,7 ·10⁻⁵ масс. %, в морской воде — 10⁻⁷ мг/литр^[2]. Наряду с другими редкоземельными элементами тулий присутствует в таких минералах, как ксенотим, эвксенит, монацит, лопарит и некоторых других.

Изотопы

Изотоп тулий-170 применяется для изготовления портативных рентгеновских установок медицинского назначения, а также в металлодефектоскопии. Сравнительно недавно он предложен в качестве топлива в радиоизотопных источниках энергии.

Применение

Магнитные носители информации

Производство феррогранатов для получения ЦДМ (носители информации).

Лазерные материалы

Ионы тулия применяются для генерации инфракрасного излучения с длиной волны — 1,91 мкм. Кроме того, пары металлического тулия используются для возбуждения лазерного излучения с перестраиваемой длиной волны (частотой).

Термоэлектрические материалы

Монотеллурид тулия обладает очень высокой термо-э.д.с (700 мкВ/К), и КПД термоэлектропреобразователей, изготовленных на его основе, очень высок (при снижении цены на тулий его применение в производстве термоэлементов резко возрастет). Кроме того, теллурид тулия применяется для регулирования полупроводниковых свойств теллурида свинца (модификатор).

Ядерная энергетика

Борат тулия применяется в атомной технике (специальные эмали).

Биологическая роль

Тулий не играет никакой биологической роли, хотя известно, что он стимулирует обмен веществ^[5]. Растворимые соли тулия являются малотоксичными, но нерастворимые соединения нетоксичны. Элемент практически не усваивается растениями и, следовательно, не может попасть в пищевую цепь^[5]. Среднее содержание тулия в растениях составляет около 1 мг на тонну сухого веса^[5].

Цены

Цена металлического тулия чистотой >99,9 % составляет примерно 2,2 тыс. долларов за 1 кг, цена оксида тулия чистотой 99,9 % — 1,1 тыс. долларов за 1 кг^[6].