Tulio
El tulio es un elemento químico de símbolo Tm y número atómico 69. Es el penúltimo y el menos abundante de los lantánidos. Es un metal fácilmente trabajable de color gris plateado con brillo. Es bastante caro y raro, y por eso se utiliza pocas veces.
Identidad
- Masa atómica
- 168.934 u
- Categoría
- Lantánidos
- Grupo
- 3
- Periodo
- 6
- Bloque
- f
- Estado(s) de oxidación
- +2, +3
- Fase (25 °C)
- Sólido
- Apariencia
- gris plateado
Estructura electrónica
- Configuración
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
- Configuración abreviada
- [Xe] 4f13 6s2
- Electrones por capa
- 2, 8, 18, 31, 8, 2
- Electronegatividad (Pauling)
- 1.25
- Afinidad electrónica
- 99 kJ/mol
- 1.ª energía de ionización
- 597 kJ/mol
- Energías de ionización
- 597 · 1160 · 2285 · 4120 kJ/mol
Propiedades físicas
- Punto de fusión
- 1544.8 °C (1818 K)
- Punto de ebullición
- 1949.8 °C (2223 K)
- Densidad
- 9.32 g/cm³
- Calor molar
- 27.0 J/(mol·K)
Comportamiento químico del tulio
El tulio tiene trece electrones externos ([Xe] 4f¹³ 6s²) y actúa como +3, con un raro +2 en el yoduro TmI₂. Su electronegatividad es baja (1,25) y forma enlaces muy iónicos. Es blando, maleable y el lantánido más escaso tras el prometio: se oxida lentamente en aire seco. Sus iones Tm³⁺ emiten en 1.900–2.000 nm, ideales para láser quirúrgico.
Reactividad
4 Tm + 3 O₂ → 2 Tm₂O₃
En aire seco se empaña lentamente con óxido verdoso; en aire húmedo la corrosión avanza. Calentado, arde hasta óxido.
2 Tm + 6 H₂O → 2 Tm(OH)₃ + 3 H₂
Reacciona con agua liberando hidrógeno, con vigor en caliente. Los granates láser que lo contienen son insolubles y estables.
2 Tm + 6 HCl → 2 TmCl₃ + 3 H₂
Se disuelve en ácidos dando sales verdosas de tulio(III). El cloruro es la materia prima para fibras y granates dopados.
Tm + I₂ → TmI₂
Con yodo da yoduro de tulio(II), un reductor fuerte usado en síntesis y como precursor de materiales de valencia mixta.
Compuestos destacados
| Compuesto | Fórmula | Uso o importancia |
|---|---|---|
| Óxido de tulio | Tm₂O₃ | Láseres y fibras de 2 micras |
| Fibra dopada con tulio | SiO₂:Tm | Láser quirúrgico urológico |
| Yoduro de tulio(II) | TmI₂ | Reductor en síntesis orgánica |
| Cloruro de tulio | TmCl₃ | Obtención del metal y láseres |
| Tulio-170 sellado | ¹⁷⁰Tm | Rayos X portátiles industriales |
Representación de la distribución electrónica por niveles
Ver en el constructor de átomosIsótopos
Todo el tulio natural es tulio-169 (¹⁶⁹Tm), con 100 neutrones: es monoisotópico y estable. El tulio-170 (¹⁷⁰Tm, 128 días) emite beta y rayos X y alimenta equipos portátiles de radiografía. El tulio-167 (¹⁶⁷Tm, 9,2 días) se investiga como trazador óseo y tumoral.
Presencia y obtención
Es el lantánido estable más escaso, con unas 0,5 ppm, en monacita, bastnasita y xenotima. No forma minerales propios. Se obtiene por disolución ácida y separación cromatográfica muy fina, y el metal por electrólisis o reducción con calcio en crisoles de tantalio.
Historia y origen del nombre
Per Teodor Cleve lo separó en 1879 de la erbia y lo llamó tulio, por Thule, el nombre mítico del norte escandinavo: el confín del mundo para un elemento casi invisible. Su pureza la lograron Urbain y James en el XX. Los láseres de 2 micras lo sacaron del olvido quirúrgico.
Aplicaciones y relevancia del tulio
Usos del elemento
Como fuente sellada de Tm-170 produce rayos X portátiles para soldaduras y diagnóstico de campo sin electricidad. Como dopante en fibras genera el láser de tulio de 1.940 nm, que vaporiza próstata con sangrado mínimo.
Usos de sus compuestos
El óxido dopa granates y fibras para cirugía, espectroscopia y LIDAR. El yoduro reduce moléculas en farmacia y el cloruro alimenta la fabricación de cerámicas láser de alta potencia.
Salud, seguridad y medio ambiente
Papel biológico
No tiene función biológica y se considera de baja toxicidad en las formas habituales. Los isótopos médicos se manejan solo en hospitales con blindaje; en el láser actúa la luz, no el elemento libre.
Seguridad
El polvo fino puede inflamarse en aire y exige extracción y atmósfera inerte. Las fuentes de Tm-170 viajan blindadas con dosimetría; los láseres requieren gafas IR y recintos señalizados.
Medio ambiente
Su escasez obliga a mover mucha roca por gramo, con consumo de reactivos. A cambio, un láser de tulio sustituye cirugías abiertas y una fuente portátil evita desplazar equipos pesados. El reciclaje de fibras recupera tulio de alto valor.
Preguntas frecuentes sobre el Tulio
¿Para qué se utiliza el tulio en equipos de rayos X portátiles?
Algunos isótopos de tulio, especialmente el tulio-170, emiten radiación que puede emplearse como fuente de rayos X en equipos portátiles. Estas fuentes compactas resultan útiles en diagnóstico médico de campo, inspección industrial y control de soldaduras donde no es práctico instalar un equipo convencional. El tulio no genera electricidad para producir rayos X, sino que actúa como fuente radiactiva encapsulada bajo estrictos controles de seguridad.
¿Es peligroso el tulio?
El tulio no tiene una función biológica conocida y se considera de baja toxicidad en las formas y exposiciones habituales estudiadas. Sin embargo, el metal en polvo fino puede inflamarse en contacto con el aire, y los polvos o compuestos pueden irritar vías respiratorias, piel y ojos. Los isótopos radiactivos requieren además protección radiológica, blindaje y dosimetría. En productos finales, como láseres o equipos médicos, la exposición del usuario es mínima.
¿Qué relación tiene el tulio con la industria petroquímica?
El isótopo tulio-170 se ha utilizado en radiografía industrial para inspeccionar soldaduras, tuberías, depósitos y componentes metálicos. Al emitir radiación penetrante, permite detectar grietas, poros o defectos internos sin destruir la pieza. Esta técnica de ensayo no destructivo es valiosa en la industria petroquímica, donde la integridad de conducciones y recipientes a presión es crítica para la seguridad y el mantenimiento preventivo.
¿Qué diferencia hay entre tulio y holmio en láseres médicos?
Ambos son lantánidos empleados en láseres quirúrgicos, pero emiten en longitudes de onda distintas. El láser de holmio, Ho:YAG, opera alrededor de 2.100 nanómetros y se utiliza mucho en urología para fragmentar cálculos y tratar próstata. El tulio emite en una banda cercana a 1.900–2.000 nanómetros, con una absorción por agua aún mayor, lo que permite una interacción muy localizada con el tejido. La elección depende del procedimiento y del tipo de tejido.
¿Para qué sirven los láseres dopados con tulio?
Los láseres dopados con tulio emiten luz infrarroja en una banda muy absorbida por el agua de los tejidos. Esto permite cortar, vaporizar o coagular tejido con precisión y con una penetración térmica relativamente limitada. Se utilizan en cirugía mínimamente invasiva, especialmente en urología, y también en investigación espectroscópica y aplicaciones industriales de precisión. Su ventaja es combinar una emisión estable con un control fino del haz láser.
¿Por qué el tulio es tan escaso?
El tulio es uno de los lantánidos menos abundantes en la corteza terrestre y aparece en concentraciones muy bajas dentro de minerales de tierras raras como monacita, bastnasita y xenotima. Su obtención exige separarlo de elementos químicamente muy parecidos mediante extracción con disolventes e intercambio iónico. Esta baja abundancia natural, unida a procesos de purificación complejos, explica que sea caro y que sus aplicaciones se concentren en tecnologías especializadas.
¿Para qué se investiga el tulio-167?
El tulio-167 es un isótopo radiactivo con una vida media de unos 9,2 días que se ha estudiado para investigación médica, incluidos estudios de tumores y hueso. Su emisión puede utilizarse en técnicas de imagen y trazadores experimentales para seguir procesos biológicos o evaluar lesiones. Se trata de aplicaciones de investigación y medicina nuclear altamente reguladas, no de un uso doméstico o cotidiano del elemento.
Principales fuentes consultadas: PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Última revisión: noviembre de 2026.