عنصر الأرض النادر السحري: الثوليوم

العدد الذري منالعنصر الثوليومهو 69 ووزنها الذري هو 168.93421. المحتوى في قشرة الأرض هو ثلثي 100000 ، وهو العنصر الأقل وفرة بين العناصر الأرضية النادرة. إنه موجود بشكل أساسي في خام السيليكو البريليوم ، وخام الذهب الأرضي الأسود النادر ، وخام الفوسفور yttrium ، والمونيازيت. يصل الجزء الشامل من العناصر الأرضية النادرة في مونازيت عمومًا إلى 50 ٪ ، حيث يمثل الثوليوم 0.007 ٪. النظير الطبيعي المستقر هو فقط ثوليوم 169. يستخدم على نطاق واسع في مصادر ضوء توليد الطاقة عالية الكثافة ، وأشعة الليزر ، الموصلات الفائقة درجات الحرارة العالية ، وغيرها من الحقول.

اكتشاف التاريخ

اكتشف بواسطة: Pt Cleve

اكتشف في عام 1878

بعد فصل Mossander Earbium Earth و Terbium Earth عن yttrium Earth في عام 1842 ، استخدم العديد من الكيميائيين التحليل الطيفي لتحديد وتحديد أنهم لم يكونوا أكاسيدًا نقيًا لعنصر ، مما شجع الكيميائيين على مواصلة فصلهم. بعد الانفصالأكسيد ytterbiumوأكسيد سكانديوممن الطعم المؤكسد ، قام كليف بفصل اثنين من أكاسيد عنصريين جديدين في عام 1879. تم تسمية أحدهما ثوليوم لإحياء ذكرى وطن كليف في شبه الجزيرة الاسكندنافية (Thulia) ، مع رمز العنصر TU والآن TM. مع اكتشاف thulium وعناصر الأرض النادرة الأخرى ، تم الانتهاء من النصف الآخر من المرحلة الثالثة من اكتشاف عنصر الأرض النادر.

تكوين الإلكترون

تكوين الإلكترون
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F13

معدن

ثوليومهو معدن أبيض فضية مع ليونة ويمكن فتحه بسكين بسبب نسيجه الناعم ؛ نقطة انصهار 1545 درجة مئوية ، نقطة الغليان 1947 درجة مئوية ، الكثافة 9.3208.

الثوليوم مستقر نسبيا في الهواء.أكسيد الثوليومهي بلورة خضراء فاتحة. الملح (الملح الثنائي) أكاسيد كلها خضراء فاتحة اللون.

طلب

على الرغم من أن الثوليوم نادر للغاية ومكلف ، إلا أنه لا يزال لديه بعض التطبيقات في الحقول الخاصة.

مصدر ضوء التفريغ عالي الكثافة

غالبًا ما يتم إدخال الثوليوم في مصادر إضاءة تفريغ عالية الكثافة في شكل هاليدات عالية النقاء (عادةً بروميد الثوليوم) ، بهدف استخدام طيف الثوليوم. 

الليزر

يمكن إنتاج ثلاثة عرقل من الألمنيوم من ألومنيوم Yttrium (HO: CR: TM: YAG) بالليزر النبضي الصلبة باستخدام ثوليوم أيون ، أيون الكروم ، وأيون هولميوم في عقيق الألومنيوم Yttrium ، والذي يمكن أن ينبعث منه طول موجة من 2097 نانومتر ؛ يستخدم على نطاق واسع في الحقول العسكرية والطبية والعصبية. يتراوح الطول الموجي للليزر المنبعث من عقيق ألمنيوم يتريوم المصنوع من ثوليوم (TM: YAG) من 1930 نانومتر إلى 2040 نانومتر. يعد الاجتثاث على سطح الأنسجة فعالًا للغاية ، لأنه يمكن أن يمنع التخثر من أن يصبح عميقًا في كل من الهواء والماء. وهذا يجعل الليزر الثوليوم لديه إمكانات كبيرة للتطبيق في جراحة الليزر الأساسية. يعد الليزر الثوليوم فعالًا للغاية في أسطح الأنسجة بسبب انخفاض طاقته وقوته المخترقة ، ويمكن أن يتخثر دون التسبب في جروح عميقة. هذا يجعل الليزر الثوليوم لديه إمكانية كبيرة للتطبيق في جراحة الليزر

ثوليوم مخدر ليزر

مصدر الأشعة السينية

على الرغم من التكلفة العالية ، بدأت أجهزة الأشعة السينية المحمولة التي تحتوي على الثوليوم تستخدم على نطاق واسع كمصادر إشعاعية في التفاعلات النووية. تتمتع مصادر الإشعاع هذه بعمر حوالي عام واحد ويمكن استخدامها كأدوات تشخيصية طبية وطبية ، بالإضافة إلى أدوات اكتشاف العيوب للمكونات الميكانيكية والإلكترونية التي يصعب الوصول إليها بواسطة القوى العاملة. لا تتطلب مصادر الإشعاع هذه حماية كبيرة للإشعاع - لا يلزم سوى كمية صغيرة من الرصاص. أصبح تطبيق thulium 170 كمصدر للإشعاع لعلاج السرطان عن قرب على نطاق واسع على نطاق واسع. يبلغ هذا النظير نصف عمر 128.6 يومًا وخمس خطوط انبعاثات ذات كثافة كبيرة (7.4 ، 51.354 ، 52.389 ، 59.4 ، و 84.253 كيلو إلكترون). Thulium 170 هو أيضًا أحد المصادر الإشعاعية الصناعية الأكثر شيوعًا.

مواد عالية درجة الحرارة الفائقة

على غرار Yttrium ، يستخدم الثوليوم أيضًا في الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية. ثوليوم له قيمة استخدام محتملة في الفريت كمواد مغناطيسية للسيراميك المستخدمة في معدات الميكروويف. نظرًا لطيفه الفريد ، يمكن تطبيق الثوليوم على إضاءة مصباح القوس مثل Scandium ، ولن يتم تغطية الضوء الأخضر المنبعث من مصابيح القوس باستخدام الثوليوم بواسطة خطوط انبعاث العناصر الأخرى. نظرًا لقدرتها على انبعاث مضان الأزرق تحت الأشعة فوق البنفسجية ، يتم استخدام الثوليوم أيضًا كواحد من رموز مضادات التزوير في أوراق اليورو. يتم استخدام مضان الأزرق المنبعث من كبريتات الكالسيوم المضافة مع الثوليوم في قياس الجرعات الشخصية للكشف عن جرعة الإشعاع.

تطبيقات أخرى

نظرًا لطيفه الفريد ، يمكن تطبيق التوليوم في إضاءة مصباح القوس مثل Scandium ، ولن يتم تغطية الضوء الأخضر المنبعث من مصابيح القوس التي تحتوي على الثوليوم بواسطة خطوط انبعاث العناصر الأخرى.

ينبعث ثوليوم مضان الأزرق تحت الأشعة فوق البنفسجية ، مما يجعله أحد رموز مكافحة التزوير في أوراق اليورو.

اليورو تحت تشعيع الأشعة فوق البنفسجية ، مع وجود علامات واضحة لمكافحة التزايد