थोरियम (Th) - अणु रचना आणि गुणधर्म

अणु मॉडेल तपशील

थोरियम (Th) हे अणुअंक 90 असलेले एक किरणोत्सर्गी रासायनिक मूलद्रव्य आहे.

अणुअंक (Z)

थोरियमचा अणुअंक 90 आहे. हे प्रत्येक थोरियम अणूच्या केंद्रकात 90 प्रोटॉन असल्याचे दर्शवते.

वस्तुमान संख्या (A)

थोरियमचा सर्वात स्थिर आणि विपुल समस्थानिक थोरियम-232 ($^\{232\}\text\{Th\}$) आहे, ज्याची वस्तुमान संख्या 232 आहे.

प्रोटॉनची संख्या

एक तटस्थ थोरियम अणूमध्ये, प्रोटॉनची संख्या त्याच्या अणुअंकाएवढी असते, जी 90 आहे.

इलेक्ट्रॉनची संख्या

एक तटस्थ थोरियम अणूसाठी, इलेक्ट्रॉनची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येएवढी असते, जी 90 आहे.

न्यूट्रॉनची संख्या

सर्वात सामान्य समस्थानिक, थोरियम-232 साठी: न्यूट्रॉनची संख्या = वस्तुमान संख्या (A) - अणुअंक (Z) = 232 - 90 = 142.

अणूचा आकार (अणु त्रिज्या)

• अणु त्रिज्या (अनुभवात्मक): अंदाजे 179 pm (पिकोमीटर).
• धातूची त्रिज्या: अंदाजे 180 pm.
• सहसंयोजक त्रिज्या: अंदाजे 165 pm.

इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि कवच आकृती प्रतिनिधित्व

मूलभूत अवस्थेतील इलेक्ट्रॉनिक संरूपण

थोरियमचे (Z=90) मूलभूत अवस्थेतील इलेक्ट्रॉनिक संरूपण ॲक्टिनाईड्समध्ये अपवादात्मक आहे, जे सामान्यतः असे दर्शविले जाते:

• पूर्ण संरूपण: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^\{10\} 4p^6 5s^2 4d^\{10\} 5p^6 6s^2 4f^\{14\} 5d^\{10\} 6p^6 7s^2 6d^2$
• नोबल वायू संक्षेप: $[\text\{Rn\}] 6d^2 7s^2$
  • टीप: जरी थोरियम एक ॲक्टिनाईड असले तरी, त्याच्या मूलभूत अवस्थेतील अणु संरूपणामध्ये 5f इलेक्ट्रॉन नसतात. 5f कक्षक त्यानंतरच्या ॲक्टिनाईड्समध्ये भरल्या जातात.

कवच आकृती प्रतिनिधित्व (मजकूर स्पष्टीकरण)

एक तटस्थ थोरियम अणूमधील इलेक्ट्रॉन सात इलेक्ट्रॉन कवचांमध्ये (K, L, M, N, O, P, Q) वितरीत केले जातात:

• K-कवच (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन ($1s^2$)
• L-कवच (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन ($2s^2 2p^6$)
• M-कवच (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन ($3s^2 3p^6 3d^\{10\}$)
• N-कवच (n=4): 32 इलेक्ट्रॉन ($4s^2 4p^6 4d^\{10\} 4f^\{14\}$)
• O-कवच (n=5): 18 इलेक्ट्रॉन ($5s^2 5p^6 5d^\{10\}$)
• P-कवच (n=6): 10 इलेक्ट्रॉन ($6s^2 6p^6 6d^2$)
• Q-कवच (n=7): 2 इलेक्ट्रॉन ($7s^2$) सर्वात बाहेरील कवचात (Q-कवच) 2 इलेक्ट्रॉन असतात आणि त्यामागील P-कवचात 10 इलेक्ट्रॉन (6d^2 इलेक्ट्रॉनसह) असतात.

आवर्ती प्रवृत्ती

थोरियम हे ॲक्टिनाईड मालिकेतील दुसरे मूलद्रव्य आहे, जे गट 3, आवर्त 7 मध्ये स्थित आहे.

आयनीकरण एन्थाल्पी

• पहिली आयनीकरण एन्थाल्पी: 587 kJ/mol
• दुसरी आयनीकरण एन्थाल्पी: 1110 kJ/mol
• प्रवृत्ती: ॲक्टिनाईड्सची आयनीकरण एन्थाल्पी सामान्यतः कमी असते, हे दर्शवते की ते सहजपणे इलेक्ट्रॉन गमावून धन आयन (positive ions) बनवतात, जे धातूंचे वैशिष्ट्य आहे. थोरियमची मूल्ये त्याच्या धातूच्या गुणधर्मांशी सुसंगत आहेत.

विद्युतऋणता

• पॉलिंग स्केल: 1.3
• प्रवृत्ती: थोरियममध्ये तुलनेने कमी विद्युतऋणता मूल्य असते, जे रासायनिक बंधात इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याची कमी प्रवृत्ती दर्शवते. हे इलेक्ट्रोपॉझिटिव्ह धातूंच्या मूलद्रव्यांसाठी सामान्य आहे.

इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी

• थोरियम, एक धातू असल्यामुळे, इलेक्ट्रॉन सहजपणे स्वीकारत नाही. त्याची इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी धनात्मक किंवा शून्याच्या जवळ असणे अपेक्षित आहे, याचा अर्थ तटस्थ थोरियम अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन जोडण्यासाठी ऊर्जा आवश्यक असेल. अचूक प्रायोगिक मूल्ये दुर्मिळ असली तरी, ती त्याच्या धातूच्या स्वरूपाशी जुळतात.

अणु त्रिज्या

• अणु त्रिज्या (अनुभवात्मक): 179 pm.
• प्रवृत्ती: ॲक्टिनाईड्समध्ये थोरियमची अणु त्रिज्या सर्वात मोठ्यापैकी एक आहे, कारण अणु त्रिज्या सामान्यतः ॲक्टिनाईड मालिकेत कमी होत जाते (ॲक्टिनाईड संकोचन).

प्रमुख भौतिक गुणधर्म

घनता

• घनता: 11.72 g/cm³ (20 °C वर)

STP वर अवस्था

• अवस्था: स्थायू

रंग

• रंग: चांदीसारखा पांढरा धातू, जो हवेच्या संपर्कात आल्यावर थोरियम डायऑक्साइड ($\text\{ThO\}_2$) तयार झाल्यामुळे काळा पडतो.

वितळण बिंदू

• वितळण बिंदू: 1750 °C (2023 K, 3182 °F)

उत्कलनांक

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