துலியம் (Tm): பண்புகள், வினைகள் மற்றும் பயன்கள்

அறிமுகம்

துலியம் (Tm) என்பது ஒரு அரிய பூமி தனிமம் ஆகும், குறிப்பாக ஒரு லாந்தனைடு ஆகும். இது மற்ற பொருட்களுடன் கலக்கும்போது அதன் தனித்துவமான ஒளியியல் பண்புகளுக்காக அறியப்படுகிறது. அதன் முக்கிய உலகளாவிய முக்கியத்துவம், மேம்பட்ட லேசர் தொழில்நுட்பத்தில், குறிப்பாக மருத்துவ மற்றும் தொழில்துறை துறைகளில், மற்றும் சிறப்பு கதிர்வீச்சு ஆதாரங்களில் அதன் பயன்பாடுகளிலிருந்து உருவாகிறது.

CBSE/JEE விரைவு திருத்தக் குறிப்புகள்

அணு எண் (Z): 69
குறியீடு: Tm
அணு நிறை: 168.934 amu
எலக்ட்ரான் அமைப்பு (அடிப்படை நிலை): [Xe] 4f¹³ 6s²
பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலை (இணைதிறன்): +3
தொகுதி: முக்கிய தொகுதி எண் ஒதுக்கப்படவில்லை (f-தொகுதி தனிமம், லாந்தனைடு தொடர்)
வரிசை: 6
பிளாக்: f-பிளாக்
தன்மை: மென்மையான, தகடாக்கக்கூடிய, கம்பியாக நீட்டக்கூடிய வெள்ளி-சாம்பல் உலோகம். ஆக்சிஜன் மற்றும் நீருடன் மெதுவாக வினைபுரிகிறது.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் பிணைப்புப் பண்பு

துலியத்தின் அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Xe] 4f¹³ 6s² ஆகும். பகுதியளவு நிரப்பப்பட்ட 4f ஆர்பிட்டால்களின் இருப்பு லாந்தனைடுகளின் சிறப்பியல்பு ஆகும்.

முழுமையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹³ 5s² 5p⁶ 6s²
ஆக்சிஜனேற்ற நிலை: துலியத்திற்கு, பெரும்பாலான லாந்தனைடுகளைப் போலவே, மிகவும் நிலையான மற்றும் பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலை +3 ஆகும். இந்த நிலை இரண்டு 6s எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஒரு 4f எலக்ட்ரான் இழப்பால் அடையப்படுகிறது. +2 போன்ற பிற ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள் இருந்தாலும், அவை மிகவும் குறைவான பொதுவானவை மற்றும் பொதுவாக நீர்க் கரைசல்களில் குறைவான நிலைத்தன்மை கொண்டவை.
பிணைப்பு: ஒப்பீட்டளவில் பெரிய அளவு மற்றும் குறைந்த எலக்ட்ரான் கவர்ச்சி காரணமாக, துலியம் முதன்மையாக அயனிச் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது. சகப்பிணைப்புத் தன்மை மிகக் குறைவு, முக்கியமாக அதிக துருவமுனைப்புள்ள ஈனிகளுடன் கூடிய அணைவுச் சேர்மங்களில் காணப்படுகிறது.
லாந்தனைடு சுருக்கம்: துலியம் லாந்தனைடு சுருக்கத்தின் விளைவைக் காட்டுகிறது, இது தனிம அட்டவணையில் அதைப் பின்தொடரும் தனிமங்களுக்கு (எ.கா., ஹாஃப்னியம்) எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விட சிறிய அயனி ஆரத்தை ஏற்படுத்துகிறது, அவற்றின் வேதியியல் பண்புகளைப் பாதிக்கிறது.

முக்கியமான வேதி வினைகள்

துலியம் ஒரு மிதமாக வினைபுரியும் உலோகம். அதன் வினைகள் பொதுவாக Tm(III) சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன.

காற்று/ஆக்சிஜனுடன் வினை

துலியம் காற்றில் மெதுவாக மங்குகிறது மற்றும் 150°C இல் எளிதாக எரிந்து துலியம்(III) ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது. 4 Tm(s) + 3 O₂(g) \rightarrow 2 Tm₂O₃(s)

நீருடன் வினை

துலியம் குளிர்ந்த நீருடன் மெதுவாகவும், சூடான நீருடன் வேகமாகவும் வினைபுரிந்து துலியம்(III) ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது. 2 Tm(s) + 6 H₂O(l) \rightarrow 2 Tm(OH)₃(aq) + 3 H₂(g)

ஹாலஜன்களுடன் வினை

துலியம் அனைத்து ஹாலஜன்களுடனும் (ஃப்ளூரின், குளோரின், புரோமின், அயோடின்) தீவிரமாக வினைபுரிந்து தொடர்புடைய துலியம்(III) ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது. 2 Tm(s) + 3 F₂(g) \rightarrow 2 TmF₃(s) (துலியம்(III) ஃப்ளூரைடு) 2 Tm(s) + 3 Cl₂(g) \rightarrow 2 TmCl₃(s) (துலியம்(III) குளோரைடு) 2 Tm(s) + 3 Br₂(g) \rightarrow 2 TmBr₃(s) (துலியம்(III) புரோமைடு) 2 Tm(s) + 3 I₂(g) \rightarrow 2 TmI₃(s) (துலியம்(III) அயோடைடு)

அமிலங்களுடன் வினை

துலியம் நீர்த்த கனிம அமிலங்களில் எளிதில் கரைந்து Tm(III) உப்புகள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது. 2 Tm(s) + 3 H₂SO₄(aq) \rightarrow Tm₂(SO₄)₃(aq) + 3 H₂(g) (துலியம்(III) சல்பேட்) 2 Tm(s) + 6 HCl(aq) \rightarrow 2 TmCl₃(aq) + 3 H₂(g) (துலியம்(III) குளோரைடு)

தொழில்துறை மற்றும் உயிரியல் முக்கியத்துவம்

தொழில்துறை முக்கியத்துவம்

லேசர்கள்: துலியம் கலக்கப்பட்ட YAG (Tm:YAG) லேசர்கள் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பயன்பாடாகும். இந்த லேசர்கள் 2-மைக்ரோமீட்டர் வரம்பில் ஒளியை வெளியிடுகின்றன, இது நீரால் வலுவாக உறிஞ்சப்படுகிறது. இந்த பண்பு மருத்துவ சிகிச்சைகளில், குறிப்பாக சிறுநீரகவியல் (எ.கா., சிறுநீரகக் கற்களுக்கான லித்தோட்ரிப்சி, புரோஸ்டேடெக்டோமி), தோல் மருத்துவம் மற்றும் கண் மருத்துவத்தில், குறைந்த பக்க சேதத்துடன் துல்லியமான திசு அகற்றுதல் காரணமாக மிகவும் பயனுள்ளதாக அமைகிறது.
கையடக்க எக்ஸ்-ரே சாதனங்கள்: ரேடியோ ஐசோடோப்பு துலியம்-170 (¹⁷⁰Tm) என்பது ஒரு சிறிய மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட காமா கதிர்வீச்சு மூலமாகும். இது தொழில்துறை அமைப்புகளில் அழிவில்லாத சோதனைக்காகவும், வழக்கமான எக்ஸ்-ரே இயந்திரங்கள் சாத்தியமற்ற தொலைதூரப் பகுதிகளில் மருத்துவ கண்டறியும் பயன்பாடுகளுக்காகவும் கையடக்க எக்ஸ்-ரே சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
பீங்கான் பொருட்கள்: துலியம் சிறப்பு பீங்கான் பொருட்கள் மற்றும் கண்ணாடிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதில் உயர் வெப்பநிலை பயன்பாடுகளுக்கானவை அல்லது காந்தப் பொருட்களாகப் பயன்படுத்தப்படும்வையும் அடங்கும்.
காந்தப் பொருட்கள்: சில சிறப்பு காந்த உலோகக் கலவைகளில் ஒரு சிறிய கூறு.

உயிரியல் முக்கியத்துவம்

அறியப்பட்ட உயிரியல் பங்கு இல்லை: துலியத்திற்கு மனிதர்களிலோ அல்லது பிற உயிரினங்களிலோ அறியப்பட்ட அத்தியாவசிய உயிரியல் பங்கு இல்லை.
நச்சுத்தன்மை: பெரும்பாலான கன உலோகங்களைப் போலவே, துலியம் சேர்மங்களையும் கவனமாகக் கையாள வேண்டும். அதன் நச்சுத்தன்மை பொதுவாகக் குறைவாகக் கருதப்பட்டாலும், கரையக்கூடிய துலியம் சேர்மங்களை உட்கொள்வது அல்லது சுவாசிப்பது உடல்நலக் கவலைகளுக்கு வழிவகுக்கும்.