থোরিয়াম (Th) - পারমাণবিক গঠন এবং বৈশিষ্ট্য

পরমাণু মডেলের বিবরণ

থোরিয়াম (Th) হলো একটি তেজস্ক্রিয় রাসায়নিক উপাদান যার পারমাণবিক সংখ্যা ৯০।

পারমাণবিক সংখ্যা (Z)

থোরিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা হলো ৯০। এটি নির্দেশ করে যে প্রতিটি থোরিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াসে ৯০টি প্রোটন আছে।

ভর সংখ্যা (A)

থোরিয়ামের সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং প্রচুর পরিমাণে প্রাপ্ত আইসোটোপ হলো থোরিয়াম-232 ($^\{232\}\text\{Th\}$), যার ভর সংখ্যা ২৩২।

প্রোটন সংখ্যা

একটি নিরপেক্ষ থোরিয়াম পরমাণুতে, প্রোটন সংখ্যা তার পারমাণবিক সংখ্যার সমান, যা হলো ৯০।

ইলেকট্রন সংখ্যা

একটি নিরপেক্ষ থোরিয়াম পরমাণুর জন্য, ইলেকট্রন সংখ্যা প্রোটন সংখ্যার সমান, যা হলো ৯০।

নিউট্রন সংখ্যা

সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপ, থোরিয়াম-232 এর জন্য: নিউট্রন সংখ্যা = ভর সংখ্যা (A) - পারমাণবিক সংখ্যা (Z) = 232 - 90 = 142।

পারমাণবিক আকার (পারমাণবিক ব্যাসার্ধ)

• পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (পরীক্ষামূলক): প্রায় 179 pm (পিকোমিটার)।
• ধাতব ব্যাসার্ধ: প্রায় 180 pm।
• সমযোজী ব্যাসার্ধ: প্রায় 165 pm।

ইলেকট্রন বিন্যাস ও শেল চিত্র উপস্থাপন

ভূমি অবস্থা ইলেকট্রন বিন্যাস

থোরিয়াম (Z=90) এর ভূমি অবস্থা ইলেকট্রন বিন্যাস অ্যাক্টিনাইডদের মধ্যে একটি ব্যতিক্রম, যা সাধারণত নিম্নরূপ দেখানো হয়:

• সম্পূর্ণ বিন্যাস: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^\{10\} 4p^6 5s^2 4d^\{10\} 5p^6 6s^2 4f^\{14\} 5d^\{10\} 6p^6 7s^2 6d^2$
• নোবেল গ্যাস সংক্ষিপ্ত রূপ: $[\text\{Rn\}] 6d^2 7s^2$
  • দ্রষ্টব্য: থোরিয়াম একটি অ্যাক্টিনাইড হওয়া সত্ত্বেও, এর ভূমি অবস্থা পারমাণবিক বিন্যাসে কোনো 5f ইলেকট্রন থাকে না। পরবর্তী অ্যাক্টিনাইডগুলিতে 5f অরবিটালগুলি পূর্ণ হয়।

শেল চিত্র উপস্থাপন (পাঠ্য ব্যাখ্যা)

একটি নিরপেক্ষ থোরিয়াম পরমাণুতে ইলেকট্রনগুলি সাতটি ইলেকট্রন শেলে (K, L, M, N, O, P, Q) বণ্টিত থাকে:

• K-শেল (n=1): 2টি ইলেকট্রন ($1s^2$)
• L-শেল (n=2): 8টি ইলেকট্রন ($2s^2 2p^6$)
• M-শেল (n=3): 18টি ইলেকট্রন ($3s^2 3p^6 3d^\{10\}$)
• N-শেল (n=4): 32টি ইলেকট্রন ($4s^2 4p^6 4d^\{10\} 4f^\{14\}$)
• O-শেল (n=5): 18টি ইলেকট্রন ($5s^2 5p^6 5d^\{10\}$)
• P-শেল (n=6): 10টি ইলেকট্রন ($6s^2 6p^6 6d^2$)
• Q-শেল (n=7): 2টি ইলেকট্রন ($7s^2$) সবচেয়ে বাইরের শেল (Q-শেল) 2টি ইলেকট্রন ধারণ করে এবং উপান্ত্য P-শেল 10টি ইলেকট্রন ধারণ করে (যার মধ্যে $6d^2$ ইলেকট্রনগুলিও রয়েছে)।

পর্যায়ক্রমিক প্রবণতা

থোরিয়াম অ্যাক্টিনাইড সিরিজের দ্বিতীয় মৌল, যা গ্রুপ 3, পর্যায় 7-এ অবস্থিত।

আয়নাইজেশন এনথালপি

• প্রথম আয়নাইজেশন এনথালপি: 587 kJ/mol
• দ্বিতীয় আয়নাইজেশন এনথালপি: 1110 kJ/mol
• প্রবণতা: অ্যাক্টিনাইডগুলির সাধারণত তুলনামূলকভাবে কম আয়নাইজেশন এনথালপি থাকে, যা নির্দেশ করে যে তারা সহজেই ইলেকট্রন হারিয়ে ধনাত্মক আয়ন গঠন করে, যা ধাতুর বৈশিষ্ট্য। থোরিয়ামের মানগুলি তার ধাতব বৈশিষ্ট্যের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।

তড়িৎ ঋণাত্মকতা

• পলিং স্কেল: 1.3
• প্রবণতা: থোরিয়ামের আপেক্ষিকভাবে কম তড়িৎ ঋণাত্মকতার মান রয়েছে, যা একটি রাসায়নিক বন্ধনে ইলেকট্রন আকর্ষণ করার দুর্বল প্রবণতা নির্দেশ করে। এটি ইলেক্ট্রোপজিটিভ ধাতব উপাদানগুলির জন্য সাধারণ।

ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি

• থোরিয়াম একটি ধাতু হওয়ায়, এটি সহজে ইলেকট্রন গ্রহণ করে না। এর ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি ধনাত্মক বা শূন্যের কাছাকাছি হওয়ার কথা, যা নির্দেশ করে যে একটি নিরপেক্ষ থোরিয়াম পরমাণুতে ইলেকট্রন যোগ করতে শক্তির প্রয়োজন হবে। সঠিক পরীক্ষামূলক মানগুলি দুর্লভ হলেও এর ধাতব প্রকৃতির সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।

পারমাণবিক ব্যাসার্ধ

• পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (পরীক্ষামূলক): 179 pm।
• প্রবণতা: অ্যাক্টিনাইডগুলির মধ্যে থোরিয়ামের অন্যতম বৃহত্তম পারমাণবিক ব্যাসার্ধ রয়েছে, কারণ অ্যাক্টিনাইড সিরিজে (অ্যাক্টিনাইড সংকোচন) পারমাণবিক ব্যাসার্ধ সাধারণত হ্রাস পায়।

প্রধান ভৌত বৈশিষ্ট্য

ঘনত্ব

• ঘনত্ব: 11.72 g/cm³ (20 °C তাপমাত্রায়)

STP তে অবস্থা

• অবস্থা: কঠিন

রঙ

• রঙ: রূপালী-সাদা ধাতু, যা বায়ুর সংস্পর্শে এলে থোরিয়াম ডাইঅক্সাইড ($\text\{ThO\}_2$) গঠনের কারণে কালো হয়ে যায়।

গলনাঙ্ক

• গলনাঙ্ক: 1750 °C (2023 K, 3182 °F)

স্ফুটনাঙ্ক

• স্ফুটনাঙ্ক: 4788 °C (5061 K, 8650 °F)