Ториум

Ториум (Th, лат. thorium) — хемиски елемент кој припаѓа на групата актиноиди (7 периода, ф-блок на периоден систем). Неговиот атомски број е 90, и незначително е радиоактивен. Заедно со ураниум се користи како примарно гориво во јадрените реактори.

Ториум  (₉₀Th)

Општи својства
Име и симбол	ториум (Th)
Изглед	сребрена, честопати со црникав оксид
Ториумот во периодниот систем
Ce ↑ Th ↓ (Uqb) актиниум ← ториум → протактиниум
Атомски број	90
Стандардна атомска тежина (±) (Ar)	232,0377(4)
Категорија	актиноид
Група и блок	група б.б., f-блок
Периода	VII периода
Електронска конфигурација	[Rn] 6d2 7s2
по обвивка	2, 8, 18, 32, 18, 10, 2
Физички својства
Фаза	цврста
Точка на топење	2.023 K ​(1.750 °C)
Точка на вриење	5.061 K ​(4.788 °C)
Густина близу с.т.	11,724 г/см3
Топлина на топење	13,81 kJ/mol
Топлина на испарување	514 kJ/mol
Моларен топлински капацитет	26,230 J/(mol·K)
парен притисок P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k при T (K) 2.633 2.907 3.248 3.683 4.259 5.055
Атомски својства
Оксидациони степени	4, 3, 2, 1
Електронегативност	Полингова скала: 1,3
Енергии на јонизација	I: 587 kJ/mol II: 1.110 kJ/mol II: 1.930 kJ/mol
Атомски полупречник	емпириски: 179,8 пм
Ковалентен полупречник	206±6 пм
Спектрални линии на ториум
Разни податоци
Кристална структура	​страноцентрирана коцкеста (сцк)
Брзина на звукот тенка прачка	2.90 м/с (при 20 °C)
Топлинско ширење	11 µм/(m·K) (при 25 °C)
Топлинска спроводливост	54 W/(m·K)
Електрична отпорност	157 nΩ·m (при 0 °C)
Магнетно подредување	парамагнетно
Модул на растегливост	79 GPa
Модул на смолкнување	31 GPa
Модул на збивливост	54 GPa
Поасонов сооднос	0,27
Мосова тврдост	3
Викерсова тврдост	295–685 MPa
Бринелова тврдост	390–1.500 MPa
CAS-број	7440-29-1
Историја
Наречен по	Според Тор, нордискиот бог на молњата
Откриен	Јенс Јакоб Берцелиус (1829)
Најстабилни изотопи
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП 227Th расеан 18,68 д α 6,038 5,978 223Ra 228Th траги 1,9116 г α 5,520 224Ra 229Th веш 7340 г α 5,168 225Ra 230Th траги 75400 y α 4,770 226Ra 231Th траги 25,5 ч β− 0,39 231Pa 232Th 100 % 1,405×1010 г α 4,083 228Ra 234Th траги 24,1 д β− 0,27 234Pa

Ториумот е откриен во 1828 година од страна на шведскиот хемичар Јенс Јакоб Берцелиус. Името го добил според еден од нордиските богови - Тор (Thor).

Својства

Ториум е сребрено бел метал со висок сјај. Изложен на кислород од воздухот тој постепено се затемнува. Чистиот ториум е мек, лесно се извлекува (во жици и сл.), може да се пресува и на собна температура. Тој е полиморфан, постојат и две негови модификации. Растворлив е во поголем дел од концентрираните киселини, додека во солите и во фосрфорна киселина доста споро се раствора. Ториумот е застапен во Земјината кора во количини од 12ppm.

Најважни минерали на ториум се:

• монацит (Ca, La, Nd, Th)PO4

Примена

Осветлување

Ториумот се користел главно во облик на оксид за правење на гасни лампи, меѓутоа поради радиоактивноста на своето испарување, престанало неговото производство. Тие гасни лампи се правеле од мешавина од 99% торумов оксид и 1% цериум нитрат во која се влекувал ураново волнено плетиво па тоа подоцна е запалено. Во пламенот се распаѓа ториум нитрат на ториум диоксид и азот. Останатата слаба структура која во пламен на гас давала бела светлост, која не е повржана со радиоактивноста на ториумот туку е резултат на обичното согорување.

Јадрено гориво

Во рекаторите ториум се користи за производство на ураниумов изотоп 233U. Од изотопот 232Th по пат на бомбардирање на неутрони се добива изотоп 233Th. Тој подоцна се распаѓа преко проактиниум 233Pa на ураниум 233U. Денес е развиена технологија со која овој процес се одвива во реактори со водено разладување со цел да се намали количеството на јадрен отпад. Настанатиот изотоп 233U може да се дели и користи во јадрени реактори.

$\mathrm {^{232}_{\ 90}Th\ +\ _{0}^{1}n\ \longrightarrow \ _{\ 90}^{233}Th\ {\xrightarrow[{22,3\ min}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 91}^{233}Pa\ {\xrightarrow[{26,967\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 92}^{233}U}$