Thulium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente (PSE) mit der Ordnungszahl 69 und dem Elementsymbol Tm.
Das Element wird der Gruppe der Lanthanoide zugeordnet, zu welcher unter anderem auch Europium und Terbium gehören. Darüber hinaus ist Thulium ein Metall der Seltenen Erden. Im Periodensystem steht das Metall in der 6. Periode.
Thulium ist ein silbrig glänzendes Metall, das relativ weich und gut zu bearbeiten ist. Seine Schmelz- und Siedetemperatur ist im Vergleich zu anderen Lanthanoiden moderat: Der Schmelzpunkt liegt bei 1545 °C, während der Siedepunkt bei 1950 °C liegt. Die Atommasse von Thulium beträgt 168,934 u.
Das Metall weist eine hexagonale Kristallstruktur auf. An der Luft läuft Thulium langsam an und bildet eine oxidische Schutzschicht, die es vor weiterer Korrosion schützt. Thulium und seine Verbindungen gelten zudem als gering toxisch und feine Thuliumstäube sind feuer- und explosionsgefährlich, weshalb beim Umgang mit pulverförmigem Thulium besondere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich sind.
Thulium kommt in der Natur lediglich innerhalb von Verbindungen vor und das überwiegend in Yttrium-Mineralien (wie alle schweren Lanthanoide). Somit stellen Xenotim, Yttrium-Gadolinit, Monazitsand und Yttrium-Bastnäsit die wichtigsten Quellen zur Anreicherung und Reingewinnung von Thulium dar. Zudem kommt es auch in den Ceriterden vor, allerdings mit weit geringerer Konzentration.
Thulium ist ein seltenes Element, dessen Häufigkeit je nach Betrachtungsebene variiert. Mit einem durchschnittlichen Anteil von etwa 0,2 μg/kg im Universum (Rang 79) zählt es zu den vier seltensten nicht-radioaktiven Elementen. Auf der Erde beträgt sein Anteil 35 μg/kg (Rang 69), während es in der Erdkruste mit durchschnittlich 0,5 mg/kg (Rang 62) nach Promethium das zweitseltenste Lanthanoid darstellt. Dennoch ist Thulium häufiger als einige bekannte Elemente wie Silber oder Iod.
Ein Thulium-Laser ist ein Lasersystem, welches Thulium-Ionen als aktives Medium nutzt. Diese Laser emittieren Licht im infraroten Spektralbereich, typischerweise mit einer Wellenlänge von 1940 nm. Durch die spezifischen Eigenschaften des Thuliums ermöglichen diese Laser präzise und effektive Gewebeabtragungen mit gleichzeitig hervorragender Blutstillung. Anwendung finden solche Laser vor allem in der Urologie und in der ästhetischen Medizin.
Thulium wurde 1878 entdeckt, als die beiden Chemiker Marc Delafontaine und Jacques Louis Soret in der sogenannten Erbium-Erde Unregelmäßigkeiten in der Intensität spezifischer Spektrallinien feststellten. Diese Schwankungen ließ sie auf die Existenz eines bislang unbekannten Elements schließen, das sie vorerst schlicht als „Element X“ bezeichneten.
Im Jahr 1879 griff dann der schwedische Chemiker Per Teodor Cleve die Erkenntnisse von Delafontaine und Soret auf und analysierte diese. Daraufhin zerlegte er die Erbium-Erde in drei verschiedene Teile:
Das neue Element, welches anschließend aus der grünen, spektralreinen Erde gewonnen wurde, benannte Cleve als Thulium.
Ähnlich wie andere schwere Lanthanoide wird Thulium aus yttriumhaltigen Mineralien wie Xenotim, Y-Bastnäsit oder Y-Gadolinit gewonnen. In der folgenden Übersicht sind die verschiedenen Schritte des Gewinnungsprozesses von reinem Thulium dargestellt:
Thulium findet nur in wenigen kommerziellen Anwendungen Verwendung. Eine bekannte Anwendung ist die Aktivierung der Leuchtstoffe auf der Bildschirmfläche von Fernsehgeräten. Darüber hinaus gibt es weitere spezialisierte Einsatzgebiete für Thulium:
Unsere Quellen – hier erfahrt ihr noch mehr zu Thulium:
Das Periodensystem der Elemente online: 69, Thulium (Tm)
Chemie.de: Metalle der seltenen Erden