Úvod
Túlium (Tm) je striebrobiely, mäkký a kujný kovový prvok, ktorý je možné rezať nožom. Na vzduchu je pomerne stály, ale postupne stráca svoj lesk. Jeho protónové číslo je 69 a v periodickej tabuľke patrí do skupiny lantanoidov, pričom je najvzácnejším z nich. V prírode sa nikdy nenachádza v čistej forme. Získava sa v malých množstvách spolu s inými prvkami vzácnych zemín z minerálov ako monazit a xenotím, a to prostredníctvom zložitých extrakčných procesov. Pre svoju extrémnu vzácnosť a vysokú cenu má len veľmi obmedzené komerčné využitie.
Vlastnosti
Túlium, s chemickou značkou Tm a protónovým číslom 69, je striebrosivý, lesklý a mäkký kov. Patrí do skupiny lantanoidov a je taký kujný a ťažný, že ho možno rezať nožom. Na suchom vzduchu je pomerne stály, no vo vlhkom prostredí sa pomaly pokrýva sivou vrstvou oxidu. Reaguje s kyselinami za uvoľňovania vodíka a pomaly aj s vodou. Vo svojich zlúčeninách vystupuje prevažne v oxidačnom stave +3, pričom tvorí zelené soli. Pri nízkych teplotách vykazuje zložité magnetické vlastnosti, je feromagnetické, antiferomagnetické a paramagnetické v závislosti od teploty.
Pôvod názvu
Názov túlia je odvodený od slova Thule, čo je mytologický latinský názov pre najsevernejšiu, vzdialenú krajinu, často spájanú so Škandináviou. Prvok takto pomenoval jeho objaviteľ, švédsky chemik Per Teodor Cleve v roku 1879, na počesť svojej škandinávskej vlasti, ktorá bola považovaná za túto bájnu zem.
Objav
Objav túlia sa pripisuje švédskemu chemikovi Perovi Teodorovi Cleveovi, ktorý ho identifikoval v roku 1879. Počas analýzy minerálu erbia, oxidu erbitého, metodicky odstraňoval všetky známe kontaminanty. Zistil, že vo vzorke zostali dve neznáme látky. Jednu pomenoval holmia, z ktorej neskôr vzišlo holmium, a druhú nazval thulia. Názov „thulia“ a následne „túlium“ odvodil od slova Thule, starovekého názvu pre mýtickú severskú krajinu, ako poctu svojmu škandinávskemu pôvodu. Prvýkrát sa podarilo izolovať takmer čistý kov až v roku 1911 Charlesovi Jamesovi.
Výskyt v prírode
Túlium je druhý najmenej sa vyskytujúci lantanoid v zemskej kôre, hoci je ho stále viac ako napríklad striebra. V prírode sa nikdy nenachádza ako voľný prvok. Jeho hlavným zdrojom sú minerály obsahujúce vzácne zeminy, najmä monazit, ktorý obsahuje približne 0,007 % túlia. Nachádza sa aj v xenotíme a euxenite. Komerčná ťažba sa zameriava na monazitové piesky. Izolácia túlia je mimoriadne zložitý a nákladný proces, ktorý si vyžaduje viacstupňovú separáciu od ostatných lantanoidov pomocou iónomeničových a extrakčných metód. Čistý kov sa nakoniec získava redukciou jeho oxidu kovovým lantánom vo vákuu.
Využitie
Túlium nachádza špecifické, no dôležité uplatnenie. Jeho umelo vytvorený rádioaktívny izotop túlium-170 slúži ako zdroj energie pre prenosné röntgenové prístroje, ktoré nepotrebujú externé napájanie. Sú ideálne pre medicínu v teréne a nedeštruktívne testovanie materiálov. V laserovej technológii sa využívajú kryštály dopované iónmi túlia, najmä v chirurgii na presné rezy mäkkých tkanív. Zaujímavosťou je jeho použitie v bezpečnostných prvkoch eurobankoviek, kde jeho zlúčenina svieti pod UV svetlom. V prírode nemá žiadnu biologickú funkciu a v zemskej kôre sa vyskytuje iba v extrémne malých koncentráciách.
Zlúčeniny
V prírode sa túlium nevyskytuje samostatne, ale je rozptýlené v mineráloch obsahujúcich iné lantanoidy, ako sú monazit, xenotím a gadolinit. V nich existuje vo forme oxidov alebo fosforečnanov v stabilnom oxidačnom stave +3. Človek z týchto rúd izoluje a vyrába čisté zlúčeniny. Najbežnejšou je oxid túlitý (Tm₂O₃), svetlozelený prášok používaný na výrobu špeciálnych skiel a keramiky. Ďalšími dôležitými umelými zlúčeninami sú halogenidy, napríklad žltý chlorid túlitý (TmCl₃), a sírany, ktoré našli uplatnenie v luminoforoch pre bezpečnostné prvky bankoviek.
Zaujímavosti
Túlium je najmenej sa vyskytujúci prvok zo skupiny lantanoidov a druhý najvzácnejší zo všetkých prvkov vzácnych zemín v zemskej kôre. Ide o jasný, striebristo-sivý kov, ktorý je taký mäkký, že sa dá krájať nožom. Na vzduchu je pomerne stály a koroduje pomalšie ako väčšina ostatných lantanoidov. Vyznačuje sa unikátnymi magnetickými vlastnosťami; pri rôznych nízkych teplotách prechádza z paramagnetického stavu do feromagnetického a následne do antiferomagnetického. Pre svoju extrémnu vzácnosť a náročnú izoláciu je jedným z najdrahších lantanoidov, s cenou často vyššou ako zlato.
