торий

ТО́РИЙ -я; м. [лат. Thorium] Химический элемент (Th), радиоактивный металл серебристо-белого цвета, относящийся к актиноидам (получается искусственным путём); используется в ядерной энергетике как сырьё для получения ядерного топлива. ● От имени Тора, бога грома в скандинавской мифологии.

◁ То́риевый, -ая, -ое. Т-ая руда. Т-ые соединения (содержащие торий). То́ристый, -ая, -ое. Т. вольфрам (содержащий торий).

* * *

то́рий

(лат. Thorium), химический элемент III группы периодической системы, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп ²³²Th (период полураспада 1,4·10¹⁰ лет). Назван от имени бога Тора. Серебристо-белый металл; плотность 11,724 г/см³, t_пл 1750°C. Добывают главным образом из монацита. Применяется для легирования сплавов, как геттер при изготовлении электроламп. Перспективное ядерное топливо, в котором ²³²Th мог бы превращаться в уран ²³³U. Последний может участвовать в цепной реакции деления. ThO₂ — огнеупорный материал.

* * *

ТОРИЙ

ТО́РИЙ (лат. thorium), Th (читается «торий»), радиоактивный химический элемент с атомным номером 90, атомной массой 232,0381. Стабильных изотопов не имеет. Известно 24 изотопа с массовыми числами 213—236. Наиболее долгоживущие изотопы ²³⁰Th (g-излучатель, Т_1/2=7,5·10⁴ лет) и ²³²Th (a-излучатель, Т_1/2=1,4·10¹⁰ лет), родоначальник радиоактивного ряда ²³²Th. Конфигурация трех внешних электронных слоев 5s²p⁶d¹⁰6s²6p⁶6d²7s². Актиноид (см. АКТИНОИДЫ). Расположен в IIIB группе в 7 периоде периодической системы элементов.
Степени окисления +4, реже +3 и +2 (валентность IV, III, II).
Радиус атома 0,180 нм, радиус ионов Тh ²⁺ — 0, 108 нм, Th⁴⁺— 0,098 нм. Энергии последовательной ионизации 7,5, 11,5, 20,0, 29,5 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,15—1,20.
История открытия
Впервые оксид тория в 1828 был выделен Я. Берцелиусом (см. БЕРЦЕЛИУС Йенс Якоб) из образца нового минерала торита (см. ТОРИТ).
Первый чистый препарат металлического тория получил в 1882 Л. Ф. Нильсон (см. НИЛЬСОН Ларс Фредерик). В 1898 Мария Склодовская-Кюри (см. СКЛОДОВСКАЯ-КЮРИ Мария) и независимо от нее Герберт Шмидт обнаружили у тория радиоактивные свойства.
Нахождение в природе
Торий — редкоземельный элемент. Содержание в земной коре 8·10^-4% по массе, морской воде — 10^-9г/л. В свободном виде Th не встречается, известно более 100 минералов: торит (см. ТОРИТ) ThSiO₄, торианит(Th,U)O₂; основной промышленный источник Th — монацит (см. МОНАЦИТ). Торий содержится также в ильменитовых (см. ИЛЬМЕНИТ), рутиловых (см. РУТИЛ), касситеритовых (см. КАССИТЕРИТ) рудах.
Радиоизотопы тория (члены радиоактивных рядов ²³⁸U и ²³⁵U всегда присутствуют в минералах урана.
Получение
При выделении Th монацитовые концентраты подвергают сернокислотной или щелочной обработке. Торий отделяют от сопутствующих элементов экстракцией (трибутилфосфатом) и сорбцией. Торий выделяют в виде оксида тория ThO₂ или галогенидов (см. ГАЛОГЕНИДЫ) ThF₄ и ThCl₄
Металлический торий получают восстанавливая эти соединения кальцием (см. КАЛЬЦИЙ) или магнием (см. МАГНИЙ):
ThO₂+2Са=Th+2Са, ThF₄+Mg=2MgF₂+Th
Также используют электролиз расплава фторида тория ThF₄в среде фторидов (см. ФТОРИДЫ) щелочных металлов.
Физические и химические свойства
Торий — серебристо-белый пластичный металл.
Th существует в двух аллотропных (см. АЛЛОТРОПИЯ) модификациях. До 1360°C устойчива a-модификация с гранецентрированной кубической решеткой, а=0,50842 нм. От 1360°C до температуры плавления (1750°C) существует b-модификация с кубической объемно центрированной решеткой. Плотность a-Th 11,724 кг/дм³.
Порошкообразный Th пирофорен. Компактный Th тускнеет на воздухе. При сгорании на воздухе образуется диоксид ThO₂. При нагревании до 300—400°C Th реагирует с галогенами, (см. ГАЛОГЕНЫ) образуя ThHal₄. ThCl₄, ThBr₄ и ThI₄ получают, нагревая ThO₂ в смеси с углем при 500—600°C.
Th взаимодействует с водородом (см. ВОДОРОД), образуя гидриды ThH₂ и Th₄H₁₅. Синтезированы нитрид тория ThN, карбиды (см. КАРБИДЫ): ThC, -TcC₂и другие, бориды (см. БОРИДЫ) ThB₄ и ThB₆, сульфид (см. СУЛЬФИДЫ) ThS₂, фосфиды (см. ФОСФИДЫ) ThP и Th₃P₄.
Th активно реагирует с концентрированной соляной кислотой (см. СОЛЯНАЯ КИСЛОТА):
Th+4HCl=ThCl₄+2H₂
C разбавленными плавиковой, азотной и серной кислотами торий реагирует медленно, концентрированной HNO₃ — пассивируется.
При взаимодействии солей Th с растворами щелочей (см. ЩЕЛОЧИ) выпадает осадок гидроксида тория Th(OH)₄:
Th(NO₃)₄+4NaOH=Th(OH)₄+4NaNO₃
При нагревании до 450—500°C Th(OH)₄ разлагается на ThO₂ и воду. ThO₂амфотерен. (см. АМФОТЕРНОСТЬ) При сплавлении с оксидами (см. ОКСИДЫ) активных металлов при 600—800°C образует соли (см. СОЛИ) — тораты, торат калия K₂ThO₃, торат бария BaThO₃. При сплавлении ThO₂ с оксидами менее активных металлов образуются соли — двойные оксиды типа ThTi₂O₆, Th₃V₄O₁₆, ThNb₄O₁₂.
Стандартный электродный потенциал пары Th^o/Th⁴⁺ 1,9 В.
Применение
Торий — компонент магниевых сплавов. Диоксид тория ThO₂ — огнеупорный материал, используется при изготовлении тиглей для высокотемпературной плавки металлов, компонент катализаторов. Торий — перспективное ядерное топливо.
Физиологическое действие
Торий ядовит. ПДК 0,05 мг/м³.