தோரியம்
தோரியம் (Thorium) Th என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாடு கொண்ட ஒரு கனிம வேதியியல் தனிமமாகும். படிக உருவம் கொண்ட தோரியம், படிக உருவமற்ற தோரியம் என்ற இரண்டு புற வேற்றுமை வடிவங்களைத் தோரியம் கொண்டுள்ளது. இதனுடைய அணு எண் 80 ஆகும். வெள்ளியைப் போன்ற வெண்மை நிறத்தில் தோரியம் காணப்படுகிறது. காற்றில் வெளிப்பட நேர்ந்தால் கருப்பு நிறத்திற்கு மாறுகிறது. அப்போது தோரியம் டை ஆக்சைடு உருவாகிறது. இதன் உருகுநிலை அதிகமாகும். மிருதுவானதாகவும் எளிதில் கம்பியாக, தகடாக அடிக்கக்கூடிய தனிமமாக தோரியம் உலோகப் பண்புகளைப்[ பெற்றுள்ளது. இது மின்நேர்தன்மை கொண்ட ஓர் ஆக்டினைடு ஆகும். +4 ஆக்சிசனேற்ற நிலை தோரியத்தின் வேதியியலில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது. அமைதியாக வினைபுரியும் தோரியம் காற்றில் தீப்பற்றி எரியக்கூடியதாகவும் உள்ளது.
| தோரியம் | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
90Th | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| தோற்றம் | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
silvery, often with black tarnish | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| பொதுப் பண்புகள் | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| பெயர், குறியீடு, எண் | தோரியம், Th, 90 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| உச்சரிப்பு | /ˈθɔːriəm/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| தனிம வகை | ஆக்டினைடு | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| நெடுங்குழு, கிடை வரிசை, குழு | [[நெடுங்குழு {{{group}}} தனிமங்கள்|{{{group}}}]], 7, f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| நியம அணு நிறை (அணுத்திணிவு) | 232.0377(4) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| இலத்திரன் அமைப்பு | [Rn] 6d2 7s2 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| வரலாறு | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| கண்டுபிடிப்பு | யோன்சு யேக்கப் பெர்சீலியசு (1829) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| இயற்பியற் பண்புகள் | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| நிலை | solid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| அடர்த்தி (அ.வெ.நிக்கு அருகில்) | 11.724 g·cm−3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| உருகுநிலை | 2023 K, 1750 °C, 3182 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| கொதிநிலை | 5061 K, 4788 °C, 8650 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| உருகலின் வெப்ப ஆற்றல் | 13.81 கி.யூல்·மோல்−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| வளிமமாக்கலின் வெப்ப ஆற்றல் | 514 கி.யூல்·மோல்−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| வெப்பக் கொண்மை | 26.230 யூல்.மோல்−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ஆவி அழுத்தம் | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| அணுப் பண்புகள் | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ஒக்சியேற்ற நிலைகள் | 4, 3, 2, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| மின்னெதிர்த்தன்மை | 1.3 (பாலிங் அளவையில்) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| மின்மமாக்கும் ஆற்றல் | 1வது: {{{1st ionization energy}}} kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2வது: {{{2nd ionization energy}}} kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3வது: {{{3rd ionization energy}}} kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| அணு ஆரம் | 179.8 பிமீ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| பங்கீட்டு ஆரை | 206±6 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| பிற பண்புகள் | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| படிக அமைப்பு | face-centered cubic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| காந்த சீரமைவு | பரகாந்தம் | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| மின்கடத்துதிறன் | (0 °C) 157Ω·m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| வெப்ப கடத்துத் திறன் | 54.0 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| வெப்ப விரிவு | (25 °C) 11.0 µm·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ஒலியின் வேகம் (மெல்லிய கம்பி) | (20 °C) 2490 மீ.செ−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| யங் தகைமை | 79 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| நழுவு தகைமை | 31 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| பரும தகைமை | 54 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| பாய்சான் விகிதம் | 0.27 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| மோவின் கெட்டிமை (Mohs hardness) | 3.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| விக்கெர் கெட்டிமை | 295–685 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| பிரிநெல் கெட்டிமை | 390–1500 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS எண் | 7440-29-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| மிக உறுதியான ஓரிடத்தான்கள் (சமதானிகள்) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| முதன்மைக் கட்டுரை: தோரியம் இன் ஓரிடத்தான் | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
வரலாறு
1828 ஆம் ஆண்டில் மோர்டென் திரென் எசுமார்க் என்பவர் நோர்வே நாட்டிலுள்ள லுவொயா தீவுகளில் ஒருவகையான கருப்பு நிற கனிப்பொருளை கண்டெடுத்தார். நார்வே நாட்டு பாதிரியாரான அவர் ஒரு பொழுதுபோக்கு கனிமவியலாளரும் ஆவார். டெலிமார்க் மாகாணத்தில் இவர் கனிமங்களைப் பற்றிய ஆய்வுகளில் ஈடுபட்டு வந்தார். தனக்கு கிடைக்கும் வித்தியாசமான ஆர்வமூட்டும் பொருட்களை அவர் தனது தந்தைக்கு அனுப்புவது வழக்கம். அதன்படி தான் கண்டெடுத்த கருப்பு நிற பொருளையும் தன் தந்தை என்சு எசுமார்க்கிடம் இவர் அனுப்பி வைத்தார்.. இவர் ஒரு புகழ்பெற்ற அனைவரும் அறிந்த கனிம வள ஆய்வாளர் ஆவார். ராயல் பிரடெரிக் பல்கலைக்கழகத்தில் இவர் நிலவியல் மற்றும் கனிமவியல் பேராசிரியராகப் பணிபுரிந்து கொண்டிருந்தார். அவராலும் அக்கனிமப் பொருளை அடையாளங்காண முடியவில்லை. ஆகையால் 1828 ஆம் ஆண்டில் அம்மாதிரியை சுவிசு நாட்டைச்சேர்ந்த இரசாயனவியலாளரான யோன்சு யோக்கோப் பெர்சிலியசு என்பவரிடம் அனுப்பி வைத்தார்.
பெர்சிலியசு அம்மாதிரியில் ஒரு புதுவகையான தனிமம் இருக்கிறது என்பதை உறுதி செய்தார்ர். அதற்கு 'தோரியம்' எனப் பெயரிட்டார். அவர் தனது கண்டுபிடிப்புக்களை 1829 ஆம் ஆண்டில் வெளியிட்டார்.[1][2]
அனைத்து அறியப்பட்ட தோரியத்தின் ஐசோடோப்புகளும் நிலையற்றவையாக உள்ளன. மிக உறுதியான 232Th ஐசோடோப்பு 14.05 பில்லியன் ஆண்டுகளை அரை ஆயுள் காலமாகக் கொண்டுள்ளது. அல்லது பிரபஞ்சத்தின் வயதை தனது அரை ஆயுள் காலமாகக் கொண்டுள்ளது. தோரியம் ஆல்பா சிதைவின் மூலம் மிக மெதுவாக சிதைகிறது. தோரியம் தொடர் என்ற பெயரில் சங்கிலியாகத் தொடங்கும் இச்சிதைவு 208Pb. ஐசோடோப்பில் முடிவடைகிறது. பிரபஞ்சத்தில், தோரியம் மற்றும் யுரேனியம் ஆகிய தனிமங்கள் மட்டுமே இயற்கையாக பேரளவில் கிடைக்கும் இரண்டு ஆதிகாலக் கதிரியக்கத் தனிமங்களாக உள்ளன. புவியின் மேற்பரப்பில் யுரேனியத்தைக் காட்டிலும் மூன்று மடங்கு அதிகமாக தோரியம் இருக்கலாம் என மதிப்பிடப்படுகிறது[a]. அரு மண் உலோகங்களை பிரித்தெடுக்கும் போது ஓர் உடன் விளைபொருளாக இது கிடைக்கிறது. மானோசைட்டு, தோரியானைட்டு, தோரைட்டு என்பன தோரியத்தின் முக்கியத் தாதுக்களாகும்.
தோரியம் 1829 ஆம் ஆண்டில் நார்வே நாட்டைச் சேர்ந்த துறை சார்பற்ற கனிமவியலாளர் டிரானே எசுமார்க் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. சுவீடிய வேதியியலாளரான யோன்சு யேக்கசு பெர்சிலியசு என்பவரால் அடையாளம் காணப்பட்டது, நார்வே நாட்டின் இடியின் கடவுளாக கருதப்படும் தோர் என்பதை அடிப்படையாகக் கொண்டு இத்தனிமத்திற்கு அவர் தோரியம் என்று பெயரிட்டார். இதன் முதல் பயன்பாடுகள் 19 ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில் உருவாக்கப்பட்டன. 20 ஆம் நூற்றாண்டின் முதல் பத்தாண்டுகளில் தோரியத்தின் கதிரியக்கம் பரவலாக எல்லோராலும் ஒப்புக்கொள்ளப்பட்டது. நூற்றாண்டின் இரண்டாம் பாதியில் இதன் கதிரியக்கத்தைப் பற்றிய கவலைகள் காரணமாக பல பயன்பாடுகளில் இருந்து தோரியம் விலக்கிக் கொள்ளப்பட்டது. தங்குதன் மந்த வாயு பற்ற வைப்புகளில் தோரியம் இன்னும் மின்முனையாக ஒரு கலப்பு உலோகமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால் மெதுவாக வெவ்வேறு இயைபுகளுடன் இத் துறையில் இருந்து விலக்கிக் கொள்ளும் முயற்சிகள் நடைபெறுகின்றன. ஒளியியல் துறையில் ஒளிவிடும் வாயு வலைப் பைகளில் தோரியம் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. யுரேனியம் அணு உலைகளில் அணுக்கரு எரிபொருளாக தோரியத்தைப் பயன்படுத்துகிறார்கள். எக்சு கதிர் குழாய்களில் தோரியம் பயன்படுகிறது. உயர் வெப்பநிலை வினைகளுக்கு தோரியத்தை ஒரு வினைவேக மாற்றியாகப் பயன்படுத்துகிறார்கள். கண்ணாடிகளுக்கு நெருகூட்டவும் பல கலப்புகோகங்கள் தயாரிக்கவும் தோரியம் உதவுகிறது.
தயாரிப்பு
குறைந்த உபயோகம் காரணமாக தோரியம் அரு மண் உலோகங்களைப் பிரித்தெடுக்கும் போது உடன் விளைபொருளாக மட்டுமே பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது [3].
தூளாக்கப்பட்ட மானோசைட்டு தாது அடர்ப்பிக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக மாசுக்கள் அகற்றப்பட்டு கனமான தோரியம் தாது மட்டும் தங்குகிறது. இது நன்றாக உலர்த்தப்பட்டு மின்காந்த முறையில் மீண்டும் அடர்ப்பிக்கப்படுகிறது. காந்தப்பண்பு கொண்ட இம்முறையில் நீக்கப்படுகின்றன.
அடர்ப்பிக்கப்பட்ட மானோசைட்டு தாதுவுடன் அடர் கந்தக அமிலம் சேர்த்து சூடுபடுத்தப்படுகிறது. சல்பேட்டுகள் உருவான பின்னர் குளிர்ந்த நீரைச் சேர்க்கிறர்கள். இதனால் சல்பேட்டு உப்புகள் நீக்கப்படுகின்றன. கலவையுடன் காரத்தை சிறிதுசிறிதாக சேர்க்கும் போது தோரியம் அதன் பாசுபேட்டாக வீழ்படிவாகிறது. தொடர்ந்து ஐதரோ குளோரிக் அமிலம், ஆக்சாலிக் அமிலம் ஆகியவற்றைச் சேர்த்து அனைத்து மாசுக்களும் அகற்றப்படுகின்றன. இறுதியாக சோடியம் கார்பனேட்டு கரைசல் கொண்டு சாறு இறக்கி வடிகட்டி தோரியாவைத் தயாரிக்கிரார்கள். இத்தோரியாவுடன் பாசுகீன் வாயு செலுத்தப்பட்டு பின்னர் கால்சியம் அல்லது மக்னீசியம் சேர்த்து சுடுபடுத்தினால் தோரியம் கிடைக்கிறது.