عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
69Tm

ثوليوم

ثوليوم عنصر كيميائي عدده الذري 69 ورمزه Tm. يقع في الدورة 6، المجموعة — ضمن القطاع f. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Xe] 4f13 6s2.

العدد الذري69
الكتلة الذرية القياسية168.934219(5)
المجموعة—
الدورة6
القطاعf
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f13 6s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

ينتمي ثوليوم إلى اللانثانيدات، حيث يجري امتلاء تحت المستوى 4f تدريجياً. تكون حالة الأكسدة +3 شائعة، بينما تمنح إلكترونات f غير المزدوجة كثيراً من عناصر السلسلة خواص مغناطيسية وطيفية مميزة.

التوزيع الإلكتروني لـثوليوم هو [Xe] 4f13 6s2. إلكترونات 4f محجوبة نسبياً بالإلكترونات الخارجية، ولذلك تتشابه كيمياء اللانثانيدات المتجاورة، مع فروق دقيقة في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني تؤثر في الفصل والأطياف والمغناطيسية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يُكوّن ثوليوم غالباً أيونات في حالة الأكسدة +3 ضمن الأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تتشابه كيمياؤه مع اللانثانيدات المجاورة، بينما تضيف إلكترونات f فروقاً مهمة في المغناطيسية والأطياف واللون.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 9.32 g/cm³. نقطة الانصهار هي 1 818 K (1 545 °C). نقطة الغليان هي 2 223 K (1 950 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد ثوليوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر ثوليوم في تطبيقات مرتبطة بـليزر، مصادر الأشعة السينية وبحث علمي. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

ليزر

يُستخدم ثوليوم في أوساط الليزر والمكونات البصرية أو لإنتاج ضوء عند أطوال موجية محددة.

مصادر الأشعة السينية

يُستخدم ثوليوم في مصادر إشعاع مدمجة أو مواد أهداف لتوليد أشعة سينية متخصصة.

بحث علمي

يُنتج ثوليوم أو يُعزل أو يُقاس أساساً في الأبحاث التي تختبر الاتجاهات الذرية والنووية والدورية، وليس للاستخدام التجاري واسع النطاق.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع ثوليوم في الدورة 6 ضمن سلسلة القطاع f. العناصر المجاورة المعروضة هي: هولميوم؛ إربيوم؛ إيتربيوم؛ لوتيتيوم. وتساعد المقارنة على امتداد السلسلة في تتبع التغير التدريجي في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني وحالات الأكسدة والخواص المغناطيسية أو البصرية.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفلانثانيد
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 31 · 8 · 2
الكثافة9.32 g/cm³
نقطة الانصهار1 822 K (1 549 °C)
نقطة الغليان2 223 K (1 950 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.25
طاقة التأين الأولى596.7 kJ/mol
الألفة الإلكترونية99 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف ثوليوم بأعمال بير تيودور كليفه. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـثوليوم هي 168.934219(5). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـثوليوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر ثوليوم على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.