الثوليوم Thulium – الخواص الفيزيائية والكيميائية للثاليوم

ما هو عنصر الثوليوم Thulium؟

– الثوليوم Thulium هو عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 69 ، العدد الكتلي = 169

– الرمز الكيميائي لعنصر الثوليوم يرمز له بالرمز: ¹⁶⁹Tm₆₉

– التوزيع الإلكتروني له:  Xe]₅₄ 6s² 4f¹³]

– الثوليوم هو أحد العناصر الأرضية النادرة وهو أقلها وفرة يمتاز بليونة عالية، معدنه النقي.

– يتميز ببريق فضي مستقر بشكل معقول في الهواء ولكن يجب حمايته من الرطوبة.

– يتوهج هذا المعدن الناعم باللون الأزرق تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية.

– كما أن الثوليوم هو الأقل وفرة بين جميع معادن اللانثانيدات.

– الجدول التالي يوضح الخواص العامة لعنصر الثوليوم كما يلي:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Thulium

– اكتشف الثوليوم Thulium بواسطة الكيميائي السويدي بيرثيودوكليف في عام 1879م وذلك عند ملاحظته لأكاسيد بعض عناصر الأتربة النادرة الأخرى.

– وقد بدأ كليف بإزالة كل تركيزات الأكسجين وبعد عمليات إضافية حصل على مادتين واحدة بنية اللون، والأخرى خضراء.

– المادة البنية كانت أكسيد الهولميوم أطلق عليها كليف اسم (هولميا) والمادة الخضراء هي كانت أكسيد لمادة غير معروفة وقد أسماها كليف باسم (توليا) وهي مادة الثوليوم فيما بعد.

– لا يوجد عنصر الثوليوم إطلاقا بصفة نقية في الطبيعة ولكن يوجد بكميات صغيرة في معادن الأتربة النادرة.

– يوجد بصفة أساسية في المونازيت بنسبة %0.007 كما يوجد في أتربة الأنهار .

مركبات الثوليوم Thulium Compound

(1) ثلاثي كلوريد الثوليوم TmCl₃

– يكون على شكل بلورات صفراء.

– يمكن الحصول عليه بإضافة أكسيد الثوليـوم إلى حمض الهيدروكلوريك المركز، كما يمكن أن يتفاعل مع الهواء لتشكيل أكسيد الثوليـوم.

(2) ثلاثي أكسيد ثنائي الثوليوم TmO₂

– يكون على شكل بلورات ذات لون أخضر شاحب.

– يمكن تحضيره في المختبر عن طريق حرق معادن الثوليوم في الهواء، أو عن طريق تحليل نترات الثوليوم.

(3) مركبات أخرى

– يوجد بعض المركبات المشهورة لهذا العنصر أيضاً كما بالجدول التالي:

 

الخواص الكيميائية لعنصر الثوليوم Chemical properties of Thulium

(1) التفاعل مع الهواء

– يتشوه معدن الثوليوم ببطء في الهواء ويحترق بسهولة لتشكيل ثلاثي أكسيد ثنائي الثوليـوم كما بالتفاعل التالي:

4Tm + 3O₂ → 2Tm₂O₃

(2) التفاعل مع الماء

– كباقي اللانثانيدات الثوليوم يتفاعل ببطء مع الماء البارد وبسرعة مع الماء الساخن لتشكيل هيدروكسيد الثوليـوم Tm(OH)₃ ويصحب هذا التفاعل انطلاق غاز الهيدروجين H₂ كما بالتفاعل التالي:

2Tm_(s) + 6H₂O_(g) → 2Tm(OH)_3(aq) + 3H_2(g) 

(3) التفاعل مع الهالوجينات

– يتفاعل الثوليوم مع الهالوجينات لتكوين هاليدات الثوليـوم كما بالتفاعلات التالية:

[أبيض]     ₍2Tm_(s) + 3F_2(g) → 2TmF_3(s

[أصفر]     ₍2Tm_(s) + 3Cl_2(g) → 2TmCl_3(s

كما يتفاعل أيضاً البروم واليود مع هذا العنصر بنفس الطريقة:

 [أبيض]     ₍2Tm_(s) + 3Br_2(g) → 2TmBr_3(s

[أصفر]     ₍2Tm_(s) + 3I_2(g) → 2TmI_3(s

(4) التفاعل مع الأحماض

– الثوليوم معدن ينحل بسهولة في حمض الكبريتيك لتشكيل محلول أخضر شاحب كما بالتفاعل التالي:

2Tm _(s) + 3H₂SO_{4 (aq)} → 2Tm³⁺ _(aq) + 3SO^2-_{4 (aq)} + 3H_{2 (g)} 

استخدامات الثوليوم Uses of Thulium

(1) يستخدم كمصدر إشعاع في أجهزة الأشعة السينية حيث يقوم هذا الجهاز الموضح بالشكل التالي بإصدار الأشعة السينية باستخدام كمية صغيرة جدًا من الثوليوم.

 

(2) يتم استخدامه لإنشاء أشعة الليزر التي يستخدمها الجراحون لقطع أنسجة الجسم التالفة.

(3) كما يستخدم أيضاً في صناعة السبائك.

(4) يستخدم في الطبقات الحديدية (المواد المغناطيسية، السيراميك) المستخدمة في معدات الميكروويف.

 

– المراجع: 

• دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.
• The periodic table book – A visual Encyclopedia of elements written by Tom Jackson – consultant Jack Challoner – Great Britain 2017