જાદુઈ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ: થુલિયમ

ની અણુ સંખ્યાથુલિયમ તત્વ69 છે અને તેનું અણુ વજન 168.93421 છે. પૃથ્વીના પોપડામાં સામગ્રી 100000 ના બે તૃતીયાંશ છે, જે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં સૌથી ઓછું વિપુલ તત્વ છે. તે મુખ્યત્વે સિલિકો બેરિલિયમ યટ્રીયમ ઓર, બ્લેક રેર અર્થ ગોલ્ડ ઓર, ફોસ્ફરસ યટ્રીયમ ઓર અને મોનાઝાઈટમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. મોનાઝાઇટમાં દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોનો સમૂહ અપૂર્ણાંક સામાન્ય રીતે 50% સુધી પહોંચે છે, જેમાં થુલિયમનો હિસ્સો 0.007% છે. કુદરતી સ્થિર આઇસોટોપ માત્ર થુલિયમ 169 છે. ઉચ્ચ-તીવ્રતા પાવર જનરેશન લાઇટ સ્ત્રોતો, લેસરો, ઉચ્ચ-તાપમાન સુપરકન્ડક્ટર અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

શોધ ઇતિહાસ

દ્વારા શોધાયેલ: પીટી ક્લેવ

1878 માં શોધાયેલ

મોસેન્ડરે 1842 માં એર્બિયમ પૃથ્વી અને ટર્બિયમ પૃથ્વીને યટ્રિયમ પૃથ્વીથી અલગ કર્યા પછી, ઘણા રસાયણશાસ્ત્રીઓએ ઓળખવા અને નક્કી કરવા માટે સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કર્યો કે તેઓ કોઈ તત્વના શુદ્ધ ઓક્સાઇડ નથી, જેણે રસાયણશાસ્ત્રીઓને તેમને અલગ કરવાનું ચાલુ રાખવા માટે પ્રોત્સાહિત કર્યા. અલગ થયા પછીયટરબિયમ ઓક્સાઇડઅનેસ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડઓક્સિડાઇઝ્ડ બાઈટમાંથી, ક્લિફે 1879માં બે નવા એલિમેન્ટલ ઑક્સાઈડ્સને અલગ કર્યા. તેમાંથી એકનું નામ સ્કેન્ડિનેવિયન પેનિન્સુલા (થુલિયા)માં ક્લિફના વતનને યાદ કરવા માટે થુલિયમ રાખવામાં આવ્યું, જેમાં તત્વ પ્રતીક Tu અને હવે Tm છે. થુલિયમ અને અન્ય દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોની શોધ સાથે, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વની શોધના ત્રીજા તબક્કાનો બીજો અડધો ભાગ પૂર્ણ થઈ ગયો છે.

ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન

ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13

ધાતુ

થુલિયમનરમતા સાથે ચાંદીની સફેદ ધાતુ છે અને તેની નરમ રચનાને કારણે તેને છરી વડે ખોલી શકાય છે; ગલનબિંદુ 1545 ° સે, ઉત્કલન બિંદુ 1947 ° સે, ઘનતા 9.3208.

થુલિયમ હવામાં પ્રમાણમાં સ્થિર છે;થુલિયમ ઓક્સાઇડઆછો લીલો સ્ફટિક છે. સોલ્ટ (ડાઇવેલેન્ટ સોલ્ટ) ઓક્સાઇડ બધા હળવા લીલા રંગના હોય છે.

અરજી

થુલિયમ ખૂબ જ દુર્લભ અને ખર્ચાળ હોવા છતાં, તે હજી પણ વિશિષ્ટ ક્ષેત્રોમાં કેટલીક એપ્લિકેશનો ધરાવે છે.

ઉચ્ચ તીવ્રતા સ્રાવ પ્રકાશ સ્ત્રોત

થુલિયમના સ્પેક્ટ્રમનો ઉપયોગ કરવાના ઉદ્દેશ્ય સાથે, થુલિયમને ઘણી વખત ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા ડિસ્ચાર્જ પ્રકાશ સ્ત્રોતોમાં ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા હલાઇડ્સ (સામાન્ય રીતે થુલિયમ બ્રોમાઇડ) સ્વરૂપમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. 

લેસર

ત્રણ ડોપેડ યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ (Ho: Cr: Tm: YAG) સોલિડ-સ્ટેટ પલ્સ લેસર થુલિયમ આયન, ક્રોમિયમ આયન અને હોલમિયમ આયનનો ઉપયોગ કરીને યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટમાં ઉત્પાદન કરી શકાય છે, જે 2097 nm ની તરંગલંબાઇને ઉત્સર્જિત કરી શકે છે; લશ્કરી, તબીબી અને હવામાનશાસ્ત્રના ક્ષેત્રોમાં તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. થુલિયમ ડોપ્ડ યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ (Tm: YAG) સોલિડ-સ્ટેટ પલ્સ લેસર દ્વારા ઉત્સર્જિત લેસરની તરંગલંબાઇ 1930 nm થી 2040 nm સુધીની છે. પેશીઓની સપાટી પરનું નિવારણ ખૂબ જ અસરકારક છે, કારણ કે તે હવા અને પાણી બંનેમાં ગંઠાઈ જવાને અટકાવી શકે છે. આનાથી થુલિયમ લેસરોમાં મૂળભૂત લેસર સર્જરીમાં અરજી કરવાની મોટી સંભાવના છે. થુલિયમ લેસર તેની ઓછી ઉર્જા અને ઘૂસણખોરી શક્તિને કારણે પેશીઓની સપાટીને દૂર કરવામાં ખૂબ જ અસરકારક છે, અને ઊંડા ઘા કર્યા વિના તે કોગ્યુલેટ કરી શકે છે. આનાથી થુલિયમ લેસરોમાં લેસર સર્જરીમાં અરજી કરવાની મોટી સંભાવના છે

થુલિયમ ડોપેડ લેસર

એક્સ-રે સ્ત્રોત

ઊંચી કિંમત હોવા છતાં, થુલિયમ ધરાવતા પોર્ટેબલ એક્સ-રે ઉપકરણો પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓમાં રેડિયેશન સ્ત્રોત તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાનું શરૂ કર્યું છે. આ કિરણોત્સર્ગ સ્ત્રોતો લગભગ એક વર્ષનું આયુષ્ય ધરાવે છે અને તેનો ઉપયોગ તબીબી અને ડેન્ટલ ડાયગ્નોસ્ટિક સાધનો તરીકે તેમજ યાંત્રિક અને ઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકો માટે ખામી શોધવાના સાધનો તરીકે થઈ શકે છે જે માનવશક્તિ દ્વારા પહોંચવું મુશ્કેલ છે. આ કિરણોત્સર્ગ સ્ત્રોતોને નોંધપાત્ર કિરણોત્સર્ગ સંરક્ષણની જરૂર નથી - માત્ર થોડી માત્રામાં સીસાની જરૂર છે. નજીકની શ્રેણીના કેન્સરની સારવાર માટે રેડિયેશન સ્ત્રોત તરીકે થુલિયમ 170 નો ઉપયોગ વધુને વધુ વ્યાપક બની રહ્યો છે. આ આઇસોટોપનું અર્ધ જીવન 128.6 દિવસ અને નોંધપાત્ર તીવ્રતાની પાંચ ઉત્સર્જન રેખાઓ છે (7.4, 51.354, 52.389, 59.4 અને 84.253 કિલોઈલેક્ટ્રોન વોલ્ટ). થુલિયમ 170 એ ચાર સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ઔદ્યોગિક રેડિયેશન સ્ત્રોતોમાંથી એક છે.

ઉચ્ચ તાપમાન સુપરકન્ડક્ટિંગ સામગ્રી

યટ્રીયમની જેમ, થુલિયમનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-તાપમાનના સુપરકન્ડક્ટર્સમાં પણ થાય છે. માઇક્રોવેવ સાધનોમાં વપરાતી સિરામિક ચુંબકીય સામગ્રી તરીકે ફેરાઇટમાં થુલિયમનું સંભવિત ઉપયોગ મૂલ્ય છે. તેના અનન્ય સ્પેક્ટ્રમને કારણે, થુલિયમને સ્કેન્ડિયમની જેમ આર્ક લેમ્પ લાઇટિંગ પર લાગુ કરી શકાય છે, અને થુલિયમનો ઉપયોગ કરીને આર્ક લેમ્પ દ્વારા ઉત્સર્જિત લીલો પ્રકાશ અન્ય તત્વોની ઉત્સર્જન રેખાઓ દ્વારા આવરી લેવામાં આવશે નહીં. અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ હેઠળ વાદળી ફ્લોરોસેન્સ ઉત્સર્જિત કરવાની તેની ક્ષમતાને કારણે, થ્યુલિયમનો ઉપયોગ યુરો બૅન્કનોટમાં નકલી વિરોધી પ્રતીકોમાંના એક તરીકે પણ થાય છે. થુલિયમ સાથે ઉમેરવામાં આવેલા કેલ્શિયમ સલ્ફેટ દ્વારા ઉત્સર્જિત વાદળી ફ્લોરોસેન્સનો ઉપયોગ કિરણોત્સર્ગની માત્રા શોધવા માટે વ્યક્તિગત ડોઝમેટ્રીમાં થાય છે.

અન્ય એપ્લિકેશનો

તેના અનન્ય સ્પેક્ટ્રમને લીધે, થુલિયમને સ્કેન્ડિયમની જેમ આર્ક લેમ્પ લાઇટિંગમાં લાગુ કરી શકાય છે, અને થુલિયમ ધરાવતા આર્ક લેમ્પ્સ દ્વારા ઉત્સર્જિત લીલો પ્રકાશ અન્ય તત્વોની ઉત્સર્જન રેખાઓ દ્વારા આવરી લેવામાં આવશે નહીં.

થુલિયમ અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ હેઠળ વાદળી ફ્લોરોસેન્સનું ઉત્સર્જન કરે છે, જે તેને યુરો બૅન્કનોટમાં નકલી વિરોધી પ્રતીકોમાંનું એક બનાવે છે.

યુવી ઇરેડિયેશન હેઠળ યુરો, સ્પષ્ટ વિરોધી નકલી નિશાનો દૃશ્યમાન છે