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铥（拼音：diū，注音：ㄉ丨ㄡ，粤拼：diu1；英语：Thulium），是一种化学元素，其化学符号为Tm，原子序数为69，原子量为168.93422 u，属于镧系元素，也是稀土元素之一。铥是地壳中第二稀少的稀土元素（仅次于放射性的钷，后者仅痕量存在于地球上），是一种质软、容易加工的金属，具有明亮的银灰色光泽，在空气中缓慢氧化而失去光泽。铥价格昂贵且相当稀有，通常被用于在便携式透视设备和固态激光器作为辐射源。
1879年，瑞典化学家佩尔·提奥多·克勒夫从稀土元素铒的氧化物中分离出了两种从前未知的元素的氧化物，后来被确认分别为钬和铥的氧化物。纯净的铥化合物直到1911年才获得。 和其他镧系元素一样，铥最常见的氧化态是+3，出现于其氧化物、卤化物和其他化合物中。在水溶液中，铥化合物通常与九个水分子结合。铥元素对于生物而言没有已知的作用，也没有显著的毒性。
物理性质
纯度高的铥金属具有明亮以及银色的光泽。在空气中相当稳定，但应避免潮湿。此金属质地柔软，莫氏硬度2-3，具可塑性和韧性。铥在低于32K具有铁磁性，在32K和56K之间为反铁磁性，在56 K以上为顺磁性。液态铥挥发性极高。
化学性质
铥金属在空气中慢慢氧化，在150℃时燃烧，形成氧化铥：
铥十分活泼，与冷水反应较慢但与热水反应相当迅速，形成氢氧化铥：
铥可与所有的卤素反应。但其反应在室温下是缓慢的，而200℃以上极度剧烈：
铥能与氧族元素反应生成相应的化合物。铥唯一的已知氧化物是 Tm2O3。 铥易溶于稀硫酸形成浅绿色、含有Tm（Ⅲ）离子的溶液，以[Tm（H2O）9] 3+的形式存在：
铥也能与盐酸反应生成 氢气和TmCl3；与硝酸反应生成Tm(NO3)3。 此外，铥还能与多种金属和非金属元素形成一系列的二元化合物，包括TmN，TmS，TmC2，Tm2C3，TmH2，TmH3，TmSi2，TmGe3，TmB4，TmB6和TmB12。在这些化合物中，铥呈现的价态可为+2，+3，+4，其中+3氧化态是最常见的，只有该氧化态能在溶液中稳定存在。Tm3+ 离子能呈现亮蓝色的萤光。水合的三价铥化合物，如TmCl3·7H2O and Tm2(C2O4)3·6H2O 为绿色或浅绿色。 紫红色的二价铥化合物可由三价铥化合物还原得到。 二价铥化合物的例子为其卤化物。二氯化铥与水激烈反应生成氢气和氢氧化铥，溶液呈现紫红色并逐渐退色。
同位素
自然状态下的铥仅由一种同位素组成:169Tm（100％天然丰度），通常认为169Tm是稳定的，但它也可能是一种半衰期极长的同位素。其他质量数为146-177的三十一种放射性同位素中，最稳定的几种为171Tm(半衰期1.92年)，170Tm(半衰期128.6天)，168Tm(半衰期93.1天)和167Tm(半衰期9.25天)。所有其他放射性同位素的半衰期均小于数分钟。此元素存在14种同质异能素，其中最稳定的的164mTm（半衰期5.1分钟），160mTm（半衰期74.5秒）和155mTm（半衰期45秒）。 质量数低于169的同位素衰变模式通常为电子捕获，产物为68号元素铒的同位素；而质量数高于169的通常为β衰变，产物为70号元素镱的同位素。
1879年，瑞典化学家佩尔·提奥多·克勒夫通过分析其他稀土元素的氧化物中的杂质而发现了铥(这与卡尔·古斯塔夫·莫桑德之前发现其他稀土元素的方法相同)。克勒夫首先排除了已知元素铒，并经过处理观察到两种新物质：一种棕色，一种绿色。其中棕色物质是由克勒夫命名的钬元素的氧化物，而绿色的则是一种未知元素的氧化物。克勒夫以斯堪的纳维亚的"极北之地"图勒(Thule)为名，将其氧化物命名为Thulia，新元素命名为铥(Thulium)。铥早期的元素符号是Tu，后来改为Tm。 由于铥极度稀少，早期研究人员难以将其提纯到足以真正观察到其化合物的绿色的程度；实际上是通过电子显微镜，加强其两条特征吸收谱带，与此将铒元素的谱带去除二观察到的。首个获得纯净铥单质的研究人员是查尔斯·詹姆斯，以英国外籍人员的身份在新罕布什尔州达勒姆大学工作。他于1911年报告了他的研究成果，以溴酸盐的分步结晶的方法进行了提纯。他的方法以通过15000个提纯工序以保证材料均一而著称。 高纯度的氧化铥直到1950年代末，随着离子交换技术的发展，才开始商业化地生产。美国钾肥化工股份有限公司的林赛化工事业部所生产的占了总供应量的99%，纯度为99.9%。从1959到1998年，该纯度的氧化铥价格在每千克4600美元到13300美元之间变动，仅次于镥氧化物的价格，是价格第二高的稀土元素。
尽管铥相当罕见且又昂贵，在特殊领域还是有些许应用。
高强度放电光源
铥常常以高纯度卤化物（通常是溴化铥）的形式引入高强度放电光源中，目的是利用铥的光谱。
激光
钬 - 铬 - 铥 - 三掺杂钇铝石榴石(Ho:Cr:Tm:YAG)是高效率的主动激光介质材料。它能发出波长为2097 nm的激光，被广泛应用在军事，医学和气象学方面。铥 - 单掺杂钇铝石榴石(Tm:YAG)可发出波长在1930nm-2040nm之间的激光，在组织表面进行消融时十分有效，无论在空气中还是在水中都能使凝血不致过深。这使得铥激光器在基础激光手术方面十分具有应用潜力。[4]
X射线来源
尽管成本较高，含铥的便携式X射线设备开始大量地已用于核反应中的辐射源。这些辐射源有一年左右的使用寿命，可用作医疗和牙科诊断的工具，以及人力难及的机械和电子元件的缺陷探测工具。这些辐射源并不需要大量的辐射防护 - 仅仅需要少量的铅。[5]
铥-170在癌症近距离治疗的辐射源方面的应用日益广泛。[6]这种同位素具有128.6天的半衰期和五条具有相当强度的发射线（7.4，51.354，52.389，59.4和84.253千电子伏）。[7]铥-170也是最常用的四种工业辐射源之一。[8]
其他
- ^ Standard Atomic Weights 2013 （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
- ^ 2.0 2.1 2.2 Emsley, John. Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements. US: Oxford University Press. 2001: 442–443. ISBN 0-19-850341-5.
- ^ Hammond, C. R. The Elements. Handbook of Chemistry and Physics 81st edition. CRC press. 2000. ISBN 0-8493-0481-4.
- ^ Duarte, Frank J. Tunable laser applications. CRC Press. 2008: 214. ISBN 1-4200-6009-0.
- ^ Gupta, C. K. and Krishnamurthy, Nagaiyar. Extractive metallurgy of rare earths. CRC Press. 2004: 32. ISBN 0-415-33340-7.
- ^ Krishnamurthy, Devan; Vivian Weinberg, J. Adam M. Cunha, I-Chow Hsu, Jean Pouliot. Comparison of high–dose rate prostate brachytherapy dose distributions with iridium-192, ytterbium-169, and thulium-170 sources. Brachytherapy. 2011, 10 (6): 461–465. PMID 21397569. doi:10.1016/j.brachy.2011.01.012.
- ^ Ayoub, Amal Hwaree et al. Development of New Tm-170 Radioactive Seeds for Brachytherapy （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Department of Biomedical Engineering, Ben-Gurion University of the Negev
- ^ Raj, Baldev; Venkataraman, Balu. Practical Radiography. 2004. ISBN 978-1-84265-188-9.
- 元素铥在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介绍（英文）
- EnvironmentalChemistry.com —— 铥（英文）
- 元素铥在The Periodic Table of Videos（诺丁汉大学）的介绍（英文）
- 元素铥在Peter van der Krogt elements site的介绍（英文）
- WebElements.com – 铥（英文）
- （英文）它是元素 – 铥 （页面存档备份，存于互联网档案馆）