معدن الثوليوم موجود في الجدول الدوري المتعلق بسلسلة العناصر الأرضية النادرة. ومن مميزات هذا العنصر أنه لا يتآكل بسهولة وهو موصل جيد للكهرباء. ثم اكتشف خصائص واستخدامات هذا المعدن المهم.
ما هو الثوليوم؟
وهو عنصر كيميائي لامع ذو لون رمادي فضي، وهو من اللانثانيدات وهو غير متوافر بكثرة على سطح الأرض. وتكتسب محاليلها وأملاحها مظهرا أخضر طفيفا بعد عملية التحول التي تتعرض لها. أما قوامه فهو مادة صلبة ناعمة، رغم العملية الكيميائية التي يجب إتباعها لاستخلاصه، إلا أنه يمكن العمل به دون صعوبة.
رمز الثوليوم
تم الاسم الذي يحمله يأتي من المنطقة التي تم اكتشافه فيها في السويد، والتي تسمى الدول الاسكندنافية أو ما يعادلها باللاتينية ثول . الكيميائي الذي اكتشفه لأول مرة يُدعى كليف ويعلن كحقيقة غريبة أن هذا المعدن هو الأقل قابلية للتكاثر من بين اللانثانيدات.
خصائص الثوليوم
الثوليوم له تكلفة عالية لأنه نادر وله استخدام مهم في العالم المشع. يمكن أن يحترق بسهولة عند تعرضه لدرجات حرارة عالية تزيد عن 150 درجة مئوية ويتأكسد ببطء في الهواء. يتم تلخيص الميزات الأخرى:
- الحالة: صلبة ولكن ذات ملمس مرن.
- اللون: رمادي فضي لامع.
- الطعم والرائحة: له طعم مر قليلاً وعديم الرائحة.
- الذوبان: وهو قابل للذوبان في حامض الكبريتيك.
- السمية: منخفضة. قد تكون سامة مع الاستخدام لفترة طويلة.
- التفاعلية: يتفاعل مع الهالوجينات والماء والهواء.
- الهيكل: بلوري على شكل مسدس.
- التركيب: التركيب الذري للثوليوم هو 69 بروتونًا و69 إلكترونًا.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للثوليوم
- العدد الذري : 69
- الفترة : 6
- كتلة : ف
- المجموعة : 3
- نصف القطر التساهمي (Å): 1.56 Å
- الكثافة: 9321 كجم/م3
- نقطة الغليان: 2220 ك
- نقطة الانصهار: 1818 ك
- نصف القطر الذري: 222 م
- متوسط نصف القطر: 175 ساعة
- أكسيد: أساسي.
- الحرارة النوعية: 160 جول/(كجم/ك)
- إلكترونات لكل طبقة: 2، 8، 18، 31، 8، 2
- السالبية الكهربية: 1.25 (بولينج)
- حالة الأكسدة: 3 (أساسية)
- جهد التأين الأول فولت: 596.7 كيلوجول/مول
- التكوين الإلكتروني: [Xe]6s 2 4f 13
- الكتلة الذرية (جم/مول): 168.93421 ش
- الموصلية الحرارية: 16.8 واط/(ملي كلفن)
- الموصلية الكهربائية: 1.5 × 106 م-1 Ω-1
أصل الثوليوم
تم اكتشافه في عام 1879 من قبل الكيميائي بير ثيودور كليف أثناء بحثه عن الأكاسيد في عناصر مختلفة، في بلدة في الدول الاسكندنافية، السويد. عند الكشف عنه، تمكنوا من ملاحظة أنه معدن موجب كهربائيًا، بوزن ذري قدره 168.934 وحالة تكافؤ +2 و+3 و+4.
ما هي استخدامات الثوليوم؟
يتم استخدامه لتطوير وحدات الأشعة السينية الصغيرة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه لإنشاء أشعة ليزر عالية المدى وفي صناعة المواد الخزفية المغناطيسية الشائعة في أفران الميكروويف. بالإضافة إلى ذلك، فهو مفيد في المجالات التالية:
- في صناعة أجهزة التلفاز ومصابيح الفلورسنت.
- للعمل، وصقل بلورات معينة.
- يتم استخدامه كمصدر للطاقة.
- يشيع استخدامها في إنتاج اليورو لإعطاء تأثير التلألؤ.
كيف يتم الحصول على الثوليوم؟
لا يتم الحصول على الثوليوم بشكل طبيعي، ولكن يتم تضمينه في أجزاء مخفضة في بعض المعادن. والطريقة الرئيسية لتحقيق ذلك هي من خلال المونازيت الموجود في رمال الأنهار ويتم الحصول عليه من خلال عملية التبادل الأيوني. فمثلاً نجد في جنوب شرق الصين طيناً يحتوي على هذا المعدن.
ويتم تنفيذه حاليًا بطريقة لا تنطوي على تكاليف عالية، حيث يتم عزله فقط عن طريق اختزال أكسيده وبتقنية تعتمد على استخلاص المذيبات. ويتم ذلك في مكان محكم باستخدام أكسيد الكالسيوم أو أكسيد معدن اللانثانم.
الآثار الصحية للثوليوم
وقد أصبح استخدامه أكثر شيوعا حيث يتم استخدامه في إنتاج المواد الحفازة المستخدمة لأغراض مختلفة. ومع ذلك، يعتبر الثوليوم عنصرًا ضارًا في مكان العمل عندما يتم التعامل معه بشكل متكرر. لأنه بمجرد دمجها في الإجراءات، يمكن للغازات والرطوبة أن تتسلل إلى الهواء ويمتصها الناس.
وعادة ما يؤدي تراكم هذا النوع من المواد في الجسم إلى إصابات لا يمكن إصلاحها مثل تلف الكبد والانسداد الرئوي وغيرها. ومع ذلك، يحدث هذا إذا كان العمل بهذا المعدن مكشوفًا لعدة ساعات.
في الختام، على الرغم من أن هذا المعدن مفيد جدًا في عالم الطب وفي صناعة بعض الأجهزة المنزلية، إلا أنه يجب توخي الحذر. لذلك، قبل العمل مع العنصر، ينبغي النظر في خصائصه وفوائده وتأثيراته.