தோரியம் (Th) - அணு அமைப்பு மற்றும் பண்புகள்

அணு மாதிரி விவரங்கள்

தோரியம் (Th) என்பது அணு எண் 90 கொண்ட ஒரு கதிரியக்க வேதியியல் தனிமம் ஆகும்.

அணு எண் (Z)

தோரியத்தின் அணு எண் 90 ஆகும். இது ஒவ்வொரு தோரியம் அணுவிலும் 90 புரோட்டான்கள் உள்ளதைக் குறிக்கிறது.

நிறை எண் (A)

தோரியத்தின் மிகவும் நிலையான மற்றும் அதிக அளவில் உள்ள ஐசோடோப்பு தோரியம்-232 ($^\{232\}\text\{Th\}$) ஆகும், இதன் நிறை எண் 232 ஆகும்.

புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை

நடுநிலை தோரியம் அணுவில், புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை அதன் அணு எண்ணுக்கு சமம், அதாவது 90.

எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை

நடுநிலை தோரியம் அணுவில், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம், அதாவது 90.

நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை

மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பான தோரியம்-232 க்கு: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z) = 232 - 90 = 142.

அணு அளவு (அணு ஆரம்)

• அணு ஆரம் (அனுபவ ரீதியானது): தோராயமாக 179 pm (பிகோமீட்டர்கள்).
• உலோக ஆரம்: தோராயமாக 180 pm.
• கோவலன்ட் ஆரம்: தோராயமாக 165 pm.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் கூடு பட விளக்கப் பிரதிநிதித்துவம்

நிலையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு

தோரியத்தின் (Z=90) நிலையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு ஆக்டினைடுகளில் ஒரு விதிவிலக்காகும், இது பொதுவாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது:

• முழுமையான அமைப்பு: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^\{10\} 4p^6 5s^2 4d^\{10\} 5p^6 6s^2 4f^\{14\} 5d^\{10\} 6p^6 7s^2 6d^2$
• மந்த வாயு சுருக்கம்: $[\text\{Rn\}] 6d^2 7s^2$
  • குறிப்பு: தோரியம் ஒரு ஆக்டினைடு என்றாலும், அதன் நிலையான அணு அமைப்பில் எந்த 5f எலக்ட்ரான்களும் இல்லை. அடுத்தடுத்த ஆக்டினைடுகளில் 5f ஆர்பிட்டால்கள் நிரப்பப்படுகின்றன.

கூடு பட விளக்கப் பிரதிநிதித்துவம் (உரை விளக்கம்)

ஒரு நடுநிலை தோரியம் அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஏழு எலக்ட்ரான் கூடுகளில் (K, L, M, N, O, P, Q) விநியோகிக்கப்படுகின்றன:

• K-கூடு (n=1): 2 எலக்ட்ரான்கள் ($1s^2$)
• L-கூடு (n=2): 8 எலக்ட்ரான்கள் ($2s^2 2p^6$)
• M-கூடு (n=3): 18 எலக்ட்ரான்கள் ($3s^2 3p^6 3d^\{10\}$)
• N-கூடு (n=4): 32 எலக்ட்ரான்கள் ($4s^2 4p^6 4d^\{10\} 4f^\{14\}$)
• O-கூடு (n=5): 18 எலக்ட்ரான்கள் ($5s^2 5p^6 5d^\{10\}$)
• P-கூடு (n=6): 10 எலக்ட்ரான்கள் ($6s^2 6p^6 6d^2$)
• Q-கூடு (n=7): 2 எலக்ட்ரான்கள் ($7s^2$) வெளிக்கூட்டில் (Q-கூட்டில்) 2 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, மற்றும் கடைசிக்கு முந்தைய P-கூட்டில் 10 எலக்ட்ரான்கள் (இதில் $6d^2$ எலக்ட்ரான்களும் அடங்கும்) உள்ளன.

தனிம வரிசைப் போக்குகள்

தோரியம் ஆக்டினைடு தொடரில் இரண்டாவது தனிமம் ஆகும், இது தொகுதி 3, தொடர் 7 இல் அமைந்துள்ளது.

அயனியாக்கும் என்தால்பி

• முதல் அயனியாக்கும் என்தால்பி: 587 kJ/mol
• இரண்டாவது அயனியாக்கும் என்தால்பி: 1110 kJ/mol
• போக்கு: ஆக்டினைடுகள் பொதுவாக ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த அயனியாக்கும் என்தால்பிகளைக் கொண்டுள்ளன, இது அவை உலோகங்களின் சிறப்பியல்புக்கு ஏற்ப எலக்ட்ரான்களை எளிதில் இழந்து நேர் அயனிகளை உருவாக்குகின்றன என்பதைக் குறிக்கிறது. தோரியத்தின் மதிப்புகள் அதன் உலோகப் பண்புக்கு ஏற்ப உள்ளன.

எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்

• பாலிங் அளவு: 1.3
• போக்கு: தோரியம் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது ஒரு வேதியியல் பிணைப்பில் எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கும் பலவீனமான போக்கைக் குறிக்கிறது. இது எலக்ட்ரோபாசிட்டிவ் உலோக தனிமங்களுக்கு பொதுவானது.

எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி

• தோரியம் ஒரு உலோகம் என்பதால், அது எலக்ட்ரான்களை எளிதில் ஏற்பதில்லை. அதன் எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி நேர்மறை அல்லது பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இது ஒரு நடுநிலை தோரியம் அணுவில் ஒரு எலக்ட்ரானைச் சேர்க்க ஆற்றல் தேவைப்படும் என்பதைக் குறிக்கிறது. துல்லியமான சோதனை மதிப்புகள் குறைவாக இருந்தாலும், அதன் உலோகப் பண்புடன் ஒத்துப்போகின்றன.

அணு ஆரம்

• அணு ஆரம் (அனுபவ ரீதியானது): 179 pm.
• போக்கு: ஆக்டினைடுகளில் தோரியம் மிகப்பெரிய அணு ஆரங்களில் ஒன்றாகும், ஏனெனில் அணு ஆரம் பொதுவாக ஆக்டினைடு தொடரில் குறைகிறது (ஆக்டினைடு சுருக்கம்).

முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

அடர்த்தி

• அடர்த்தி: 11.72 g/cm³ (20 °C இல்)

திட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்த நிலையில் நிலை

• நிலை: திடப்பொருள்

நிறம்

• நிறம்: வெள்ளி-வெள்ளை உலோகம், காற்றில் படும்போது தோரியம் டை ஆக்சைடு ($\text\{ThO\}_2$) உருவாவதால் கருப்பு நிறமாக மாறுகிறது.

உருகுநிலை

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

கொதிநிலை

• கொதிநிலை: 4788 °C (5061 K, 8650 °F)