थोरियम (Th) - परमाणु संरचना और गुणधर्म

परमाणु मॉडल विवरण

थोरियम (Th) परमाणु संख्या 90 वाला एक रेडियोधर्मी रासायनिक तत्व है।

परमाणु संख्या (Z)

थोरियम की परमाणु संख्या 90 है। यह प्रत्येक थोरियम परमाणु के नाभिक में 90 प्रोटॉन होने का संकेत देती है।

द्रव्यमान संख्या (A)

थोरियम का सबसे स्थिर और प्रचुर समस्थानिक थोरियम-232 ($^\{232\}\text\{Th\}$) है, जिसकी द्रव्यमान संख्या 232 है।

प्रोटॉनों की संख्या

एक उदासीन थोरियम परमाणु में, प्रोटॉनों की संख्या उसकी परमाणु संख्या के बराबर होती है, जो 90 है।

इलेक्ट्रॉनों की संख्या

एक उदासीन थोरियम परमाणु के लिए, इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉनों की संख्या के बराबर होती है, जो 90 है।

न्यूट्रॉनों की संख्या

सबसे सामान्य समस्थानिक, थोरियम-232 के लिए: न्यूट्रॉनों की संख्या = द्रव्यमान संख्या (A) - परमाणु संख्या (Z) = 232 - 90 = 142।

परमाणु आकार (परमाणु त्रिज्या)

• परमाणु त्रिज्या (अनुभवजन्य): लगभग 179 pm (पिकोमीटर)।
• धात्विक त्रिज्या: लगभग 180 pm।
• सहसंयोजक त्रिज्या: लगभग 165 pm।

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख निरूपण

मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

थोरियम (Z=90) का मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास एक्टिनाइड्स के बीच एक अपवाद है, जिसे सामान्यतः इस प्रकार दर्शाया जाता है:

• पूर्ण विन्यास: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^\{10\} 4p^6 5s^2 4d^\{10\} 5p^6 6s^2 4f^\{14\} 5d^\{10\} 6p^6 7s^2 6d^2$
• उत्कृष्ट गैस संक्षिप्त रूप: $[\text\{Rn\}] 6d^2 7s^2$
  • ध्यान दें: यद्यपि थोरियम एक एक्टिनाइड है, इसकी मूल अवस्था परमाणु विन्यास में कोई 5f इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। 5f कक्षक बाद के एक्टिनाइड्स में भरे जाते हैं।

कोश आरेख निरूपण (पाठ्य स्पष्टीकरण)

एक उदासीन थोरियम परमाणु में इलेक्ट्रॉन सात इलेक्ट्रॉन कोशों (K, L, M, N, O, P, Q) में वितरित होते हैं:

• K-कोश (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन ($1s^2$)
• L-कोश (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन ($2s^2 2p^6$)
• M-कोश (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन ($3s^2 3p^6 3d^\{10\}$)
• N-कोश (n=4): 32 इलेक्ट्रॉन ($4s^2 4p^6 4d^\{10\} 4f^\{14\}$)
• O-कोश (n=5): 18 इलेक्ट्रॉन ($5s^2 5p^6 5d^\{10\}$)
• P-कोश (n=6): 10 इलेक्ट्रॉन ($6s^2 6p^6 6d^2$)
• Q-कोश (n=7): 2 इलेक्ट्रॉन ($7s^2$) सबसे बाहरी कोश (Q-कोश) में 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं, और उप-अंतिम P-कोश में 10 इलेक्ट्रॉन होते हैं (जिसमें $6d^2$ इलेक्ट्रॉन शामिल हैं)।

आवर्त सारणी में रुझान

थोरियम एक्टिनाइड श्रृंखला का दूसरा तत्व है, जो समूह 3, आवर्त 7 में स्थित है।

आयनन एन्थैल्पी

• प्रथम आयनन एन्थैल्पी: 587 kJ/mol
• द्वितीय आयनन एन्थैल्पी: 1110 kJ/mol
• रुझान: एक्टिनाइड्स की आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः अपेक्षाकृत कम होती है, जो यह दर्शाता है कि वे आसानी से इलेक्ट्रॉन त्यागकर धनात्मक आयन बनाते हैं, जो धातुओं की विशेषता है। थोरियम के मान इसके धात्विक गुण के अनुरूप हैं।

विद्युतऋणात्मकता

• पॉलिंग पैमाना: 1.3
• रुझान: थोरियम का विद्युतऋणात्मकता मान अपेक्षाकृत कम होता है, जो रासायनिक बंधन में इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की कमजोर प्रवृत्ति को दर्शाता है। यह विद्युतधनात्मक धात्विक तत्वों के लिए विशिष्ट है।

इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी

• थोरियम, एक धातु होने के कारण, आसानी से इलेक्ट्रॉन स्वीकार नहीं करता है। इसकी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी धनात्मक या शून्य के करीब होने की उम्मीद है, यह दर्शाता है कि एक उदासीन थोरियम परमाणु में इलेक्ट्रॉन जोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होगी। सटीक प्रायोगिक मान दुर्लभ हैं लेकिन इसके धात्विक गुण के अनुरूप हैं।

परमाणु त्रिज्या

• परमाणु त्रिज्या (अनुभवजन्य): 179 pm।
• रुझान: थोरियम की परमाणु त्रिज्या एक्टिनाइड्स के बीच सबसे बड़ी होती है, क्योंकि एक्टिनाइड श्रृंखला में परमाणु त्रिज्या सामान्यतः घटती है (एक्टिनाइड संकुचन)।

प्रमुख भौतिक गुणधर्म

घनत्व

• घनत्व: 11.72 g/cm³ (20 °C पर)

STP पर अवस्था

• अवस्था: ठोस

रंग

• रंग: चाँदी जैसा सफेद धातु, जो हवा के संपर्क में आने पर थोरियम डाइऑक्साइड ($\text\{ThO\}_2$) के निर्माण के कारण काला पड़ जाता है।

गलनांक

• गलनांक: 1750 °C (2023 K, 3182 °F)

क्वथनांक

• क्वथनांक: 4788 °C (5061 K, 8650 °F)