Торий (хим. элемент) это:

Торий (хим. элемент)
Торий (лат. Thorium), Th, радиоактивный химический элемент, первый член семейства актиноидов, входящих в III группу периодической системы Менделеева; атомный номер 90, атомная масса 232,038; серебристо-белый пластичный металл. Природный Т. практически состоит из одного долгоживущего изотопа 232Th ‒ родоначальника одного из радиоактивных рядов ‒ с периодом полураспада T1/2 = 1,39×1010 лет (содержание изотопа 228Th, находящегося с ним в равновесии, ничтожно ‒ 1,37×10‒8%) и четырёх короткоживущих изотопов, два из которых относятся к радиоактивному ряду урана ‒ радия: 234Th (T1/2 = 24,1 сут) и 230Th (T1/2 = 8,0×104 лет), остальные ‒ к ряду актиния: 231Th (T1/2 = 25,6 ч) и 227Th (T1/2 = 18,17 сут). Из искусственно полученных изотопов наиболее устойчив 229Th (T1/2 = 7340 лет).

Т. открыт в 1828 И. Я. Берцелиусом в одном из сиенитов в Норвегии. Элемент назван по имени бога грома в скандинавской мифологии ‒ Тора, а минерал ‒ силикат тория ‒ торитом.

Распространение в природе. Т.‒ характерный элемент верхней части земной коры ‒ гранитного слоя и осадочной оболочки, где его в среднем содержится соответственно 1,8 ·10‒3% и 1,3·10‒3% по массе. Т. сравнительно слабомигрирующий элемент; в основном он участвует в магматических процессах, накапливаясь в гранитах, щелочных породах и пегматитах. Способность к концентрации слабая. Известно 12 собственных минералов Т. (см. Ториевые руды). Т. содержится в монаците, уранините, цирконе, апатите, ортите и др. (см. Радиоактивные минералы). Основной промышленный источник Т. ‒ монацитовые россыпи (морские и континентальные). В природных водах содержится особенно мало Т.: в пресной воде 2×10‒9%, в морской воде 1×10‒9%. Он очень слабо мигрирует в биосфере и гидротермальных растворах.

Физические и химические свойства. Т. существует в виде двух модификаций: a-формы с гранецентрированной кубической решёткой при температуре до 1400 °С (а = 5,086 Å) и b-формы с объёмноцентрированной кубической решёткой при температуре выше 1400 °С (a = 4,11 Å). Плотность Т. (рентгено-графическая) 11,72 г/см3 (25 °С); атомный диаметр в a-форме 3,59 Å, в b-форме 3,56 Å; ионные радиусы Th3+ 1,08 Å, Th4+ 0,99 Å; tпл 1750 °С; tkип 3500‒ 4200 °C.

Мольная теплоёмкость Т. 27,32 кдж/(кмоль×К) [6,53 кал/(г-атом×°С)] при 25 °С; теплопроводность при 20 °С 40,19 вт/м×К) [0,096 кал/(см×сек×°С)]; температурный коэффициент линейного расширения 12,5×10‒6 (25‒100 °С); удельное электросопротивление 13×10‒6‒18×10‒6 ом×см (25 °С); температурный коэффициент электросопротивления 3,6×10‒3‒4×10‒3. Т. парамагнитен; удельная магнитная восприимчивость 0,54×10‒6 (20 °С). При 1,4К переходит в состояние сверхпроводимости.

Т. легко деформируется на холоду; механические свойства Т. сильно зависят от его чистоты, поэтому предел прочности при растяжении Т. варьирует от 150 до 290 Мн/м 2 (15‒29 кгс/мм 2), твёрдость по Бринеллю от 450 до 700 Мн/м 2 (45‒70 кгс/мм 2). Конфигурация внешних электронов атома Th 6d 27s 2.

Хотя Т. относится к семейству актиноидов, однако по некоторым свойствам он близок также к элементам второй подгруппы IV группы периодической системы Менделеева ‒ Ti, Zr, Hf. В большинстве соединений Т. имеет степень окисления +4.

На воздухе при комнатной температуре Т. окисляется незначительно, покрываясь защитной плёнкой чёрного цвета; выше 400 °С быстро окисляется с образованием ThO2 ‒ единственного окисла, который плавится при 3200 °С и обладает высокой химической устойчивостью. Получают ThO2 термическим разложением нитрата, оксалата или гидроокиси Т. С водородом при температурах выше 200 °С Т. реагирует с образованием порошкообразных гидридов ThH2, ThH3 и др. состава. В вакууме при температуре 700‒800 °С из Т. можно удалить весь водород. При нагревании в азоте выше 800 °С образуются нитриды ThN и Th2N3, которые разлагаются водой с выделением аммиака. С углеродом образует два карбида ‒ ThC и ThC2; они разлагаются водой с выделением метана и ацетилена. Сульфиды ThS, Th2S3, Th7S12, ThS2 могут быть получены при нагревании металла с парами серы (600‒800 °С). Т. реагирует с фтором при комнатной температуре, с остальными галогенами ‒ при нагревании, с образованием галогенидов типа ThX4 (где Х ‒ галоген). Наиболее важное промышленное значение из галогенидов имеют фторид ThF4 и хлорид ThCl4. Фторид получают действием HF на ThO2 при повышенных температурах; хлорид ‒ хлорированием смеси ThO2 с углём при повышенных температурах. Фторид мало растворим в воде и минеральных кислотах; хлорид, бромид и йодид ‒ гигроскопичны и хорошо растворимы в воде. Для всех галогенидов известны кристаллогидраты, выделяемые кристаллизацией из водных растворов.

Компактный Т. при температурах до 100 °С медленно корродирует в воде, покрываясь защитной окисной плёнкой. Выше 200 °С активно реагирует с водой с образованием ThO2 и выделением водорода. Металл на холоду медленно реагирует с азотной, серной и плавиковой кислотами, легко растворяется в соляной кислоте и царской водке. Соли Т. образуются в виде кристаллогидратов. Растворимость солей в воде различна: хорошо растворимы нитраты Th (NO3)4×nH2O; труднорастворимы сульфаты Th (SO4)2×nH2O, основной карбонат ThOCO3×8H2O, фосфаты Th3(PO4)4×4H2O и ThP2O7×2H2O; практически нерастворим в воде оксалат Th (C2O4)2×6H2O. Растворы щелочей слабо действуют на Т. Гидроокись Th (OH)4 осаждается из солей Т. в интервале pH = 3,5‒3,6 в виде аморфного осадка. Для ионов Th4+ в водных растворах характерна ярко выраженная способность к образованию комплексных соединений и двойных солей.

Получение. Т. извлекается главным образом из монацитовых концентратов, в которых он содержится в виде фосфата. Промышленное значение имеют два способа вскрытия (разложения) таких концентратов:

1) обработка концентрированной серной кислотой при 200 °С (сульфатизация);

2) обработка растворами щёлочи при 140 °С. В сернокислые растворы продуктов сульфатизации переходят все редкоземельные элементы, Т. и фосфорная кислота. При доведении pH такого раствора до 1 осаждается фосфат Т.; осадок отделяют и растворяют в азотной кислоте, а затем нитрат Т. экстрагируют органическим растворителем, из которого Т. легко вымывается в виде комплексных соединений. При щелочном вскрытии концентратов в осадке остаются гидроокиси всех металлов, а в раствор переходит тринатрий фосфат. Осадок отделяют и растворяют в соляной кислоте; понижая pH этого раствора до 3,6‒5, осаждают Т. в виде гидроокиси. Из выделенных и очищенных соединений Т. получают ThO2, ThCl4 и ThF4 ‒ основные исходные вещества для производства металлического Т. металлотермическими методами или электролизом расплавленных солей. К металлотермическим методам относятся: восстановление ThO2 кальцием в присутствии CaCl2 в атмосфере аргона при 1100‒1200 °С, восстановление ThCl4 магнием при 825‒925 °С и восстановление ThF4 кальцием в присутствии ZnCl2 с получением сплава Т. и последующим отделением цинка нагреванием сплава в вакуумной печи при 1100 °С. Во всех случаях получают Т. в форме порошка или губки. Электролиз расплавленных солей ведётся из электролитов, содержащих ThCl4 и NaCI, или ванн, состоящих из смеси ThF4, NaCI, KCl. Т. выделяется на катоде в виде порошка, отделяемого затем от электролита обработкой водой или разбавленными щелочами. Для получения компактного Т. применяют метод порошковой металлургии (спекание заготовок ведут в вакууме при 1100‒1350 °С) или плавку в индукционных вакуумных печах в тиглях из ZrO2 или BeO. Для получения Т. особо высокой чистоты используют метод термической диссоциации лодида Т.

Применение. Торированные катоды применяются в электронных лампах, а оксидно-ториевые ‒ в магнетронах и мощных генераторных лампах. Добавка 0,8‒1% ThO2 к вольфраму стабилизирует структуру нитей ламп накаливания. ThO2 используют как огнеупорный материал, а также как элемент сопротивления в высокотемпературных печах. Т. и его соединения широко применяют в составе катализаторов в органическом синтезе, для легирования магниевых и др. сплавов, которые приобрели большое значение в реактивной авиации и ракетной технике. Металлический Т. используется в ториевых реакторах.

При работе с Т. необходимо соблюдать правила радиационной безопасности.

А. Н. Зеликман.

Т. в организме. Т. постоянно присутствует в тканях растений и животных. Коэффициент накопления Т. (то есть отношение его концентрации в организме к концентрации в окружающей среде) в морском планктоне ‒ 1250, в донных водорослях ‒ 10, в мягких тканях беспозвоночных ‒ 50‒300, рыб ‒ 100. В пресноводных моллюсках (Unio mancus) его концентрация колеблется от 3×10‒7 до 1×10‒5%, в морских животных от 3×10‒7 до 3×10‒6%. Т. поглощается главным образом печенью и селезёнкой, а также костным мозгом, лимфатическими железами и надпочечниками; плохо всасывается из желудочно-кишечного тракта. У человека суточное поступление Т. с продуктами питания и водой составляет 3 мкг; выводится из организма с мочой и калом (0,1 и 2,9 мкг соответственно). Т. ‒ малотоксичен, однако как природный радиоактивный элемент вносит свой вклад в естественный фон облучения организмов (см. Фон радиоактивный).

Г. Г. Поликарпов.


Лит.: Торий, его сырьевые ресурсы, химия и технология, М., 1960; Зеликман А. Н., Металлургия редкоземельных металлов, тория и урана, М., 1961; Емельянов В. С., Евстюх и н А. И., Металлургия ядерного горючего, 2 изд., М., 1968; Сиборг Г. Т., Кац Дж., Химия актинидных элементов, пер. с англ., М., 1960; Bowen Н. J. М., Trace elements in biochemistry, L.‒N. Y., 1966.


Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Торий (хим. элемент)" в других словарях:

  • Торий (хим. элемент) — …   Википедия

  • Уран (хим. элемент) — Уран (U) Атомный номер 92 Внешний вид простого вещества Свойства атома Атомная масса (молярная масса) 238.0289 а. е. м. (г/моль) …   Википедия

  • ТОРИЙ — (ново лат. thorium). Металл, получаемый в виде порошка свинцово серого цвета, при нагревании горит ярким пламенем, превращаясь в торину. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ТОРИЙ новолатинск. thorium,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Торий — (Th) радиоактивный хим. элемент III гр. периодической системы, порядковый номер 90, массовое число 232. Открыт Берцелиусом в 1828 г. Естественный Th представляет собой практически чистый изотоп Th232. В настоящее время известны изотопы с… …   Геологическая энциклопедия

  • ТОРИЙ — (лат. Thorium), Th, радиоактивный хим. элемент III группы периодич. системы элементов, ат. номер 90, ат. масса 232,0381, относится к актиноидам. В природе представлен в основном a радиоактивным Th (T1/2 =1,405 · 1010 лет). Электронная… …   Физическая энциклопедия

  • ТОРИЙ — естественный долгоживущий радиоактивный хим. элемент, символ Th (лат. Thorium), ат. н. 90, ат. м. 232,03; светло серый тугоплавкий металл, плотность 11724 кг/м3, tпл = 1750°С. Главным источником Т. служит минерал монацит. Т. важный материал… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ТОРИЙ — (от имени бога грома Тора в сканд. мифологии; лат. Thorium) Th, радиоактивный хим. элемент III гр. периодич. системы, ат. н. 90, ат. м. 232,0381; относится к актиноидам. Стабильных изотопов не имеет. Известно 24 изотопа с мае. ч. 213 236. Наиб.… …   Химическая энциклопедия

  • ТОРИЙ — (дат. Thorium), хим. элемент III гр. периодич. системы, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый нуклид 232Th (период полураспада 1,4*1010 лет). Назв. от имени бога Тора. Серебристо белый металл; плотн. 11,724 г/см3, tпл 1750 оС …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • ТОРИЙ — [от имени бога громовержца Тора (Thor) в скандинавской мифологии] хим. радиоактивный элемент из семейства актиноидов, символ Th (лат. Thorium), ат. н. 90, ат. м. 232,0381. В природе элемент почти целиком состоит из долгоживущего изотопа… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Актиний химический элемент открытый Дебирном — (хим.) радиоактивное вещество, открытое Дебирном (Dеbiеrnе) в смоляной обманке (Pechblende). По совету г жи и г на Кюри, нашедших в смоляной обманке радий и полоний (см.), Дебирн стал отыскивать в ней новые радиоактивные вещества, обращая главное …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»