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원소번호 69번 툴륨 <출처: Topic/Corbis> |
툴륨의 원소정보 |
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휴대형 X-선 장치로 검사하는 군인의 모습
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고순도 툴륨 입방체(왼쪽)와 금속 툴륨 (오른쪽). <출처: (CC)Alchemist-hp at Wikipedia.org>
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툴륨은 모나자이트 광석에서 얻는데, 모나자이트에는 툴륨이 약 0.007% 비율로 들어 있다. <출처: (cc) Rob Lavinsky / iRocks.com>
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휴대형 X-선 장치. 툴륨 동위원소 170Tm과 171Tm은 휴대형 X-선 장치의 X-선 발생원으로 사용되는데, 이들은 천연 툴륨인 169Tm에 중성자를 쪼여 만든다.
<출처: (cc) RadXman at wikimedia.org>
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툴륨의 표준원자량은 168.9342g/mol이다. 원자의 바닥 상태 전자배치는 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p64f136s2([Xe]4f136s2)이며, 화합물에서 주된 산화 수는 +3이나, +2가 상태의 화합물들도 있다. 지각에서의 존재 비는 약 0.5ppm(0.00005%)로, 루테튬과 함께 가장 희귀한 희토류 원소이다. 1기압에서 녹는점은 1545oC이고 끓는점은1950oC이며, 25oC에서의 밀도는 9.321g/cm3이고 녹는점에서의 액체 밀도는 8.56g/cm3이다. 32K 이하에서는 강자성을, 32~56K에서는 반강자성을, 그리고 56K 이상에서는 상자성을 보인다. 첫 번째, 두 번째, 세 번째 이온화 에너지는 각각 596.7, 1160, 2285kJ/mol이며, 폴링의 전기 음성도는 대략 1.25이다. 원자 반경은 175.9pm(비교: Er, 176.1pm; Yb, 176pm)이며, 6배위체의 Tm3+ 이온 반경은 88.0pm(비교: Er3+, 89.0pm; Yb3+, 86.8pm)이다. Tm3+/Tm2+와 Tm3+/Tm의 표준 환원 전위는 각각 -2.3과 -2.33V이다. 천연상태에서는 안정한 동위원소인 169Tm로만 있다. 산화물로 환산한 전세계 연간 생산량은 약 50톤이고, 광석 매장량은 약 10만 톤으로 추정된다.
파장이 0.01~10nm인 전자파를 말하며, 주파수는 3x1016~ 3x1019Hz, 광자 에너지로는 100eV~100keV인 전자파이다. 파장이 자외선보다는 짧고(에너지가 크고) 감마선보다는 길다(에너지가 작다). X-선은 투과력이 좋으므로 물체의 내부를 투시하는데 사용되고, 과학에서는 물질 분석과 구조 결정에 X-선 형광법과 X-선 회절법이 각각 중요하게 사용된다. X-선은 보통 X-선관(진공관) 내에서 뜨거운 음극으로부터 방출되는 전자를 높은 전압으로 가속시키고 이를 금속 표적에 충돌시켜 발생시킨다. 핵의 방사성 붕괴에서 방출되는 감마선의 파장이 0.01nm보다 긴 경우는 이를 X-선이라 부르기도 하는데, 170Tm과 171Tm에서 방출되는 X-선이 그 예이다.