Թորիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Թորիում
Th

Թորիում, քիմիական տարր է, որի նշանն է Th և ատոմային թիվը՝ 90։ Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի 3-րդ խմբի տարր է, պատկանում է ակտինիդներին. ծանր, թույլ ռադիոակտիվ տարր է:

Պատմություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Առաջին անգամ թորիումը բյուրեղից առանձնացրել է Իյոնս Յակոբ Բերցելիուսը 1828 թվականին. այն հետագայում ստացել է թորիտ անվանումը: Տարրը հայտնաբերողն այն անվանել է սկանդինավյան դիցաբանության ամպրոպի աստված Թորի պատվին:

Բնության մեջ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թորիում գրեթե միշտ պարունակում են հազվադեպ հանդիպող տարրերի բյուրեղները: Երկրակեղևում թորիումի պարունակությունը 8-13 գ/տ է, ծովային ջրում` 0.05 մկգ/լ: Հրաբխային ապարներում թորիումի պարունակությունը նվազում է թթուներից (18 գ/տ) հիմնական (3 գ/տ): Զգալի քնակությամբ թորիում է կուտակվում պեգմատիտային ու հետհրաբխային գործընթացների արդյունքում, ընդ որում նրա քանակությունը մեծանում է ապարներում կալիումի քանակի աճին զուգընթաց: Ապարներում թորիումի գոյության հիմնական ձևը ուրան-թորիումի բաղադրիչ մասի տեսքով է: Հետհրաբխային գործընթացներում որոշակի նպաստող հանգամանքների պարագայում (լուծույթների հարստացում հալոգեններով, ածխաթթվով) թորիումն ի վիճակի է տեղափոխվելու հիդրոթերմալ լուծույթներում և ֆիքսվելու ուրան-թորիումի և կարկեհան-դիօպսիդային օրթիդ պարունակող տեղանքում: Այս դեպքում թորիումի հիմնական հանքային ապարներն են կազմում մոնացիտային ավազը և ֆերիտորիտը (թորիումի սիլիկատ): Թորիումը կուտակվում է նաև գրեյզենային տեղանքներում, որտեղ խտանում է ֆերիտորիտում կամ ձևավորում է տիտան, ուրան այլ տարրեր պարունակող ապարներ: Մտնում է գրանիտ ձևավորող ապարների մեջ, այդ պատճառով էլ արգելված է որոշ տեղերի գրանիտը կիրառել շինարարության մեջ:

Գոյացման վայրեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թորիում հիմնականում պարունակում 12 ապարներ: Այդ ապարների ձևավորման վայրեր հայտնի են Ավստրալիայում, Հնդկաստանում, Նորվեգիայում, ԱՄՆ-ում, Կանադայում, ՀԱՀ-ում, Բրազիլիայում, Պակիստանում, Մալայզիայում, Շրի Լանկայում, Ղրղզստանում և այլ երկրներում[1]:

Արդյունահանում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թորիում պարունակող մոնացիտային խտանյութից թորիում ստանալու համար կիրառվում են թթուներ կամ ալկալիներ: Հազվադեպ հանդիպող տարրերից այն դուրս են բերում տրիբուտիլֆոսֆատով և սորբումով: Այնուհետև թորիումը մնացած ապարներից անջատում են դիօքսիդի, տետրաքլորիդի և տետրաֆտորիդի տեսքով:

Մետաղական թորիումը այնուհետև առանձնացնում են հալոգենիդներից կամ օքսիդներից մետաղի ջերմամշակման եղանակով (կալցիում-, մագնեզիում- կամ նատրիոթերմիա) 900-1000 °С պայմաններում:

էլեկտրալիզով ThF4 կամ KThF5 KF (կալիումի ֆտորիդ) հալույթում 800 °С գրաֆիտային անոդում:

Թորիումի գինը նվազել է 73,37 $/կգ (2009), մինչդեռ 2008 թվականին այն կազմել է 96,55 $/կգ[2]:

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թորիումը պատկանում է ակտինիդների խմբին, սակայն էլեկտրոնային թաղանթներով այն նման է Ti-ի, Zr-ի, Hf-ի հատկանիշներին:

Թորիումը ընդունակ է դրսևորելու +4, +3 և +2 աստիճանի թթվայնություն: +3 և +2 թթվայնության աստիճանները դրսևորվում են բրոմի և յոդի հալոգենիդներում, որոնք ստացվում են ամուր փուլում ուժեղ վերականգնիչների ազդեցությամբ: Th4+ իոնը տարբերվում է հիդրոլիզի հակվածությամբ և կոմպլեքս միացությունների գոյացությամբ:

Թորիումը դժվար է լուծվում հիմնական թթուներում: Այն լուծվում է НСl (6-12 մոլ/լ) և HNO3 (8-16 մոլ/լ) լուծույթներում ֆտորի իոնի առկայությամբ: Հազվադեպ է լուծվում արքայաջրում:

Տաքացման արդյունքում փոխազդեցության մեջ է մտնում ջրածնի, հալոգենների, ազոտի, ալյումինի և մի շարք այլ տարրերի հետ: Օրինակ` ջրածնային մթնոլորտում 400-600 °С ջերմության պայմաններում ձևավորվում է ThH2 հիդրիդը:

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թորիումը սպիտակա-արծաթավուն, փայլուն, փափուկ, ձուլվող, հրավտանգ (պիրոֆորային) մետաղ է, այդ պատճառով նրա փոշին խորհուրդ են տալիս պահել կերոսինի մեջ: Օդում մաքուր մետաղը դանդաղ մգանում է, տաքացման դեպքում` բռնկվում և այրվում սպիտակ բոցով` ձևավորելով դիօքսիդ: Համեմատաբար դանդաղ է կոռոզիայի ենթարկվում սառը ջրում, մինչդեռ տաք ջրում թորիումի կոռոզիայի արագությունը բարձր է:

Մինչև 1400 °С ջերմաստիճանում թորիումն ունի խորանարդաձև կենտրոնաձիգ ցանցի տեսք: 1.4 °С ջերմաստիճանում թորիումը գերհաղորդական հատկություն է դրսևորում:

Հալման ջերմաստիճանը 1.750 °С է, եռման ջերմաստիճանը` 4.788 °С: Իոնիզացման էներգիան M → M+ , M+ → M2+, M2+ → M3+, M3+ → M4+ համապատասխանաբար կազմում է 587, 1110, 1978 և 2780 կՋ/մոլ:

Իզոտոպներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

2012 թվականի դրությամբ հայտնի էին թորիումի 30 իզոտոպներ և նրա նուկլիդների` միջուկային իզոմերիայի երեք տեսակ:

Թորիումի նուկլիդներից մեկը` թորիում-232-ը, ունի կիսաքայքայման մեծ շրջան Երկրի տարիքի վերաբերմամբ. այդ պատճառով բնական թորիումը բաղկացած է միայն այդ նուկլիդից: Նրա որոշ իզոտոպներ բնության մեջ բնորոշվում են հետքային քանակությամբ, քանի որ մտնում են ռադիումի, ակտինիումի ռադիոակտիվ շարքի մեջ: Դրանք ունեն ներկայումս հնացած հետևյալ անունները.

  • ռադիոակտինիում 227Th
  • ռադիոթորիում 228Th
  • իոնիում 230Th
  • ուրան Y 231Th
  • ուրան X1 234Th

Առավել կայուն իզոտոպներ են 232Th (կիսաքայքայման շրջանը 14,05 միլիարդ տարի է), 230Th(75 380 տարի), 229Th (կիսաքայքայման շրջանը` 7340 տարի), 228Th (1,9116 տարի): Մնացած իզոտոպների կիսաքայքայման շրջանը 30 օր է[3] :

Տես նաև[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]