Th 90

Thorium (Th)

actinide
주기: 7 블록: f

Solid

표준 원자량

232.0377 u

전자 배치

[Rn] 7s2 6d2

녹는점

1749.85 °C

끓는점

4787.85 °C

밀도

1.172e+4 kg/m³

산화 상태

−1, +1, +2, +3, +4

전기 음성도(Pauling)

1.3

제1 이온화 에너지

6.3067 eV

발견 연도

1828

원자 반지름

180 pm

상세 정보

이름의 유래 Named for Thor, Norse god of thunder.
발견 국가 Sweden
발견자 Jöns Berzelius

Thorium is a naturally occurring actinide metal with atomic number 90. It is weakly radioactive and is found mainly as ²³²Th, an isotope with a very long half-life. Chemically it is dominated by the +4 oxidation state and often resembles the tetravalent lanthanides more than uranium or plutonium. Its main technological interest is as a fertile nuclear material that can be converted to fissile ²³³U in reactors.

When pure, thorium is a silvery-white metal that is air-stable and retains its luster for several months. When contaminated with the oxide, thorium slowly tarnishes in air, becoming gray and finally black. The physical properties of thorium are greatly influenced by the degree of contamination with the oxide. The purest specimens often contain several tenths of a percent of the oxide. High-purity thorium has been made. Pure thorium is soft, very ductile, and can be cold-rolled, swaged, and drawn. Thorium is dimorphic, changing at 1400°C from a cubic to a body-centered cubic structure. Thorium oxide has a melting point of 3300°C, which is the highest of all oxides. Only a few elements, such as tungsten, and a few compounds, such as tantalum carbide, have higher melting points. Thorium is slowly attacked by water, but does not dissolve readily in most common acids, except hydrochloric. Powdered thorium metal is often pyrophoric and should be handled carefully. When heated in air, thorium turnings ignite and burn brilliantly with a white light.

The name derives from Thor, the Scandinavian god of thunder. It was discovered in the mineral thorite (ThSiO4) by the Swedish chemist Jöns Jacob Berzelius in 1828. Thorium was first isolated by the chemists D. Lely, Jr. and L. Hamburger in 1914.

Thorium was discovered by Jöns Jacob Berzelius, a Swedish chemist, in 1828. He discovered it in a sample of a mineral that was given to him by the Reverend Has Morten Thrane Esmark, who suspected that it contained an unknown substance. Esmark's mineral is now known as thorite (ThSiO4). Thorium makes up about 0.0007% of the earth's crust and is primarily obtained from thorite, thorianite (ThO2) and monazite ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4).

Morten Esmark found a black mineral on Løvøya island, Norway and gave a sample to his father Jens Esmark, a noted mineralogist. The elder Esmark was not able to identify it and sent a sample to Swedish chemist Jöns Jakob Berzelius for examination in 1828. In 1829 Berzelius determined that it contained a new element, which he named thorium after Thor, the Norse god of thunder. The metal had no practical uses until 1885 when Carl Auer von Welsbach invented the gas mantle. Thorium was first observed to be radioactive in 1898, independently, by Polish-French physicist Marie Curie and German chemist Gerhard Carl Schmidt. Between 1900 and 1903, Ernest Rutherford and Frederick Soddy showed how thorium decayed at a fixed rate over time into a series of other elements. This observation led to the identification of half-life as one of the outcomes of the alpha particle experiments that led to their disintegration theory of radioactivity. The crystal bar process (or "iodide process") was discovered by Anton Eduard van Arkel and Jan Hendrik de Boer in 1925 to produce high-purity metallic thorium. Because of health concerns, the thorium in classic lantern mantles has been replaced by rare-earth elements that also produce intense light without the radioactivity.

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
180 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
206 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
237 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
밀도
1.172 × 104 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.0198 L/mol
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
1749.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
4787.85 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
비열
0.118 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
27.32 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
면심 입방 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.3 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전자 친화도
0.607 eV
제1 이온화 에너지
6.3067 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
12.100042 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
18.320063 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
28.648099 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
58.0002 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
−1, +1, +2, +3, +4 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
3 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Rn] 7s2 6d2

열역학적 특성

융해열
0.16696896 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
5.327253 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
승화열
5.938747 eV
원자화열
5.938747 eV
원자화 엔탈피
6.239312 eV

핵 특성

양성자 수
90 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
142 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
32 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
0 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
Th-232
발견 연도
1828

존재비

존재비(지각)
9.6 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
1 × 10−6 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
508 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 18, 32, 18, 10, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-29-1 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
3F2
InChI
InChI=1S/Th
InChI 키
ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 90
전자 90
전하 중성
배치 Th: 6d² 7s²
전자 배치
측정값
[Rn] 6d² 7s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 6d² 7s²
오비탈 도표
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
14/14
5d
10/10
6p
6/6
7s
2/2
6d
2/10 2↑
총 전자 수: 90 홀전자: 2 ?

원자 모형

양성자 90
중성자 127
전자 90
질량수 217
안정성 방사성

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

25 / 50 (50 세기 정보가 있는 선 50개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

안정 동위원소가 없습니다.

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
223 방사성223.0208119 ± 0.0000099해당 없음600 ms
217 방사성217.013117 ± 0.000022해당 없음248 us
213 방사성213.013009 ± 0.000076해당 없음144 ms
218 방사성218.013276 ± 0.000011해당 없음122 ns
214 방사성214.0115 ± 0.000017해당 없음87 ms
측정값

상 / 상태

1 atm / 101.325 kPa
고체 25 °C (298.15 K)

이유: 녹는점(1749.85 °C)보다 1724.8 °C 낮음

녹는점 1749.85 °C
끓는점 4787.85 °C
녹는점 미달 온도 1724.8 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
1749.85 °C
끓는점 문헌값
4787.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.16696896 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
5.327253 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

승화열 문헌값
5.938747 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
1.172e+4 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
1.172e+4 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 90개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
Th I 013387013387
Th II +1650206502
Th III +22270227
Th IV +32700
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
Th I 0788
Th II +1517
Th III +2176
Th IV +32
Th V +42
Th VI +52
Th VII +62
Th VIII +72
Th IX +82
Th X +92
NIST 보유 에너지 준위 데이터 →
90 Th 232.0377

Thorium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Rn]7s26d2
에너지 준위 2 8 18 32 18 10 2
산화 상태 -1, +1, +2, +3, +4
HOMO 6d n=6 · l=2 · m=-2
Thorium — 원자 오비탈 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
90 Th 232.0377

Thorium — 결정 구조 시각화 도구

Face-Centered Cubic · 피어슨 기호 cF4
실험 기반
피어슨 기호 cF4
배위수 12
충전율 74.000%
Thorium — 결정 구조 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다

이온 반지름

전하배위스핀반지름
+39해당 없음120.9 pm
+46해당 없음94 pm
+48해당 없음105 pm
+49해당 없음109.00000000000001 pm
+410해당 없음112.99999999999999 pm
+411해당 없음118 pm
+412해당 없음121 pm

화합물

Th
232.038 u
Th
230.033 u
Th
228.029 u
Th
227.028 u
Th+4
232.038 u
Th
234.044 u
Th
226.025 u
Th
229.032 u
Th
238.056 u
Th
231.036 u
Th
239.061 u
Th
232.038 u
Th+2
232.038 u
Th+4
227.028 u

동위원소 (5)

Twenty-seven thorium radioisotopes have been characterized, with a range in atomic weight from 210 to 236. All are unstable with the most stable being 232Th with a half-life of 14.05 billion years. Thorium-232 represents all but a trace of naturally occurring thorium. It is an alpha emitter and goes through six alpha and four beta decay steps before becoming the stable isotope 208Pb. 232Th is sufficiently radioactive to expose a photographic plate in a few hours. Other isotopes of thorium are short-lived intermediates in the decay chains of higher elements, and only found in trace amounts. The longer-lived of these trace isotopes include: 230Th with a half-life of 75,380 years which is a daughter product of 238U decay; 229Th with a half-life of 7340 years and 228Th with a half-life of 1.92 years. All of the remaining radioactive isotopes have half-lives that are less than thirty days and the majority of these have half-lives less than ten minutes. Much of the internal heat the earth produces has been attributed to thorium and uranium.

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
223 방사성223.0208119 ± 0.0000099해당 없음600 ms
α =100%
217 방사성217.013117 ± 0.000022해당 없음248 us
α =100%
213 방사성213.013009 ± 0.000076해당 없음144 ms
α ≈100%β+ ?
218 방사성218.013276 ± 0.000011해당 없음122 ns
α =100%
214 방사성214.0115 ± 0.000017해당 없음87 ms
α ≈100%β+ ?
223 방사성
원자 질량(u) 223.0208119 ± 0.0000099
천연 존재비 해당 없음
반감기 600 ms
붕괴 방식
α =100%
217 방사성
원자 질량(u) 217.013117 ± 0.000022
천연 존재비 해당 없음
반감기 248 us
붕괴 방식
α =100%
213 방사성
원자 질량(u) 213.013009 ± 0.000076
천연 존재비 해당 없음
반감기 144 ms
붕괴 방식
α ≈100%β+ ?
218 방사성
원자 질량(u) 218.013276 ± 0.000011
천연 존재비 해당 없음
반감기 122 ns
붕괴 방식
α =100%
214 방사성
원자 질량(u) 214.0115 ± 0.000017
천연 존재비 해당 없음
반감기 87 ms
붕괴 방식
α ≈100%β+ ?

스펙트럼선

전체 9955개 중 50개를 표시합니다. 기본적으로 세기가 측정된 스펙트럼선만 표시됩니다.

파장(nm)세기이온화 단계유형전이정확도출처
576.055056 nm53000Th Iemission6d2.7s2 3F → 5f.6d.7s2 3D*측정값NIST
645.728238 nm44000Th Iemission5f.6d.7s2 3H* → 5f.6d.7s.7p 5I측정값NIST
395.039509 nm42000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
618.262159 nm38000Th Iemission6d2.7s2 3F → 6d.7s2.7p 3P*측정값NIST
658.390575 nm32000Th Iemission6d2.7s2 3F → 6d.7s2.7p 3F*측정값NIST
572.018265 nm31000Th Iemission6d2.7s2 → 5f.6d.7s2 3D*측정값NIST
698.965521 nm31000Th Iemission5f.6d.7s2 3H* → 5f.6d.7s.7p 5I측정값NIST
716.889496 nm30000Th Iemission6d2.7s2 3F → 6d.7s2.7p 3F*측정값NIST
449.3333668 nm28000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
658.853947 nm26000Th Iemission6d2.7s2 3P → 6d.7s2.7p 3P*측정값NIST
691.12262 nm25000Th Iemission6d2.7s2 3F → 6d2.7s.7p 5G*측정값NIST
380.307494 nm24000Th Iemission6d2.7s2 3F → 6d2.7s.7p 3D*측정값NIST
403.6047645 nm24000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
659.148431 nm21000Th Iemission6d2.7s2 3F → 6d2.7s.7p 5G*측정값NIST
401.912876 nm20000Th IIemission6d.7s2 2D → 6d.7s.(3D).7p *측정값NIST
558.702644 nm20000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
411.2754309 nm18000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
470.398977 nm18000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
580.414105 nm18000Th Iemission6d2.7s2 3F → 6d2.7s.7p 5F*측정값NIST
616.982198 nm18000Th Iemission6d2.7s2 3F → 5f.6d.7s2 3D*측정값NIST
597.366467 nm17000Th Iemission6d2.7s2 → 6d.7s2.7p 3P*측정값NIST
653.134169 nm17000Th Iemission6d3.(4F).7s 5F → 6d2.7s.7p 5P*측정값NIST
383.969505 nm16000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
421.092303 nm16000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
515.86042 nm16000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
620.349239 nm16000Th Iemission6d2.7s2 3F → 6d2.7s.7p 5F*측정값NIST
666.22685 nm16000Th Iemission6d3.(4F).7s 5F → 6d2.7s.7p 5P*측정값NIST
394.8030341 nm15000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
403.0842224 nm15000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
410.0341193 nm15000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
467.366094 nm15000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
506.797381 nm15000Th Iemission5f.6d.7s2 3H*측정값NIST
523.115956 nm15000Th Iemission6d2.7s2 3P → 6d2.7s.7p 5P*측정값NIST
634.285945 nm15000Th Iemission6d3.(4F).7s 5F → *측정값NIST
382.838452 nm14000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
472.3438197 nm14000Th Iemission6d2.7s2 3F → 5f.6d.7s2 3D*측정값NIST
553.926178 nm14000Th Iemission6d3.(4F).7s 5F → *측정값NIST
694.361046 nm14000Th Iemission6d3.(4F).7s 5F → *측정값NIST
720.80062 nm14000Th Iemission6d3.(4F).7s 5F → *측정값NIST
425.0314489 nm13000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
489.495493 nm13000Th Iemission6d2.7s2 3F → 6d.7s2.7p 3P*측정값NIST
387.382217 nm12000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
423.5463454 nm12000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
480.81337 nm12000Th Iemission6d2.7s2 3F → *측정값NIST
541.748576 nm12000Th Iemission6d2.7s2 → *측정값NIST
599.412865 nm12000Th Iemission6d2.7s2 3P → 6d.7s2.7p 3P*측정값NIST
659.393903 nm12000Th Iemission6d3.(4F).7s 5F → *측정값NIST
708.416896 nm12000Th Iemission6d3.(4F).7s 5F → *측정값NIST
738.550045 nm12000Th Iemission6d2.7s2 → 6d2.7s.7p 5F*측정값NIST
392.440084 nm11000Th Iemission6d2.7s2 → *측정값NIST

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
175 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
143 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 삼중 결합)
136 pm

반데르발스 반지름

Batsanov
240 pm
Alvarez
293 pm
UFF
339.6 pm
MM3
274 pm

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
288 pm

번호 척도

Mendeleev
16
Pettifor
47
Glawe
34

전기 음성도 척도

Ghosh
0
Miedema
3

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
217 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
54 a.u.

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
19.8 cm3/mol
미데마 전자 밀도
2

공급 위험 및 경제성

생산 집중도
80
상대적 공급 위험
8
매장량 분포
31
정치적 안정성(최대 생산국)
11
정치적 안정성(최대 매장국)
57

상전이 및 동소체

녹는점2023.15 K
끓는점5058.15 K

산화 상태 분류

−1 extended
+1 extended
+2 extended
+3 extended
+4 main

심화 참고 데이터

결정 반지름 상세 정보 (7)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
4VI108calculated,
4VIII119from r^3 vs V plots, calculated,
4IX123
4X127estimated,
4XI132calculated,
4XII135calculated,
3IX—134.9
동위원소 붕괴 방식 (52)
동위원소모드세기
208A100%
209A—
209B+—
210A100%
210B+—
211A100%
211B+—
212A100%
212B+—
213A100%
X선 산란 인자 (516)
에너지 (eV)f₁f₂
10—3.14769
10.1617—3.1007
10.3261—3.05442
10.4931—3.00883
10.6628—2.96392
10.8353—2.91968
11.0106—2.87611
11.1886—2.83318
11.3696—2.79089
11.5535—2.74024

추가 데이터

Sources

Sources of this element.

Thorium-232 is a primordial nuclide, having existed in its current form for over 4.5 billion years, a half-life is comparable to the age of the Universe and thus predating the formation of the Earth. Thorium was forged in the cores of dying stars through the r-process and scattered across the galaxy by supernovas. Thorium is found in small amounts in most rocks and soils. Soil commonly contains an average of around 6 parts per million (ppm) of thorium. Thorium occurs in several minerals including thorite (ThSiO4), thorianite (ThO2 + UO2) and monazite. Thorianite is a rare mineral and may contain up to about 12% thorium oxide. Monazite contains 2.5% thorium, allanite has 0.1 to 2% thorium and zircon can have up to 0.4% thorium.[66] Thorium-containing minerals occur on all continents. Thorium is now thought to be about three times as abundant as uranium and about as abundant as lead or molybdenum. Thorium is recovered commercially from the mineral monazite, which contains from 3 to 9% ThO2 along with rare-earth minerals.

참고 문헌 (1)

Production

Production of this element (from raw materials or other compounds containing the element).

Production

Several methods are available for producing thorium metal; it can be obtained by reducing thorium oxide with calcium, by electrolysis of anhydrous thorium chloride in a fused mixture of sodium and potassium chlorides, by calcium reduction of thorium tetrachloride mixed with anhydrous zinc chloride, and by reduction of thorium tetrachloride with an alkali metal.

참고 문헌 (1)

참고 문헌

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Th

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Thorium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

라이선스 안내: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Thorium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

라이선스 안내: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Thorium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Thorium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Thorium

This section provides all form of data related to element Thorium.

9 PubChem Elements
Thorium

The element property data was retrieved from publications.

최종 업데이트:

데이터 검증 완료:

최신 과학 데이터를 기준으로 내용을 검토합니다.