Th 90

Торий (Th)

Актиноид

Период: 7 Блок: s

Твёрдое тело

Стандартный атомный вес

Электронная конфигурация

[Rn] 7s² 6d²

Температура плавления

1749.85 °C (2023 K)

Температура кипения

4787.85 °C (5061 K)

Плотность

1.172000e+4 kg/m³

Степени окисления

−1, +1, +2, +3, +4

Электроотрицательность (Полинг)

1.3

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1828

Атомный радиус

180 pm

Дополнительно

Происхождение названия Назван в честь Тора, скандинавского бога грома.

Страна открытия Швеция

Первооткрыватели Йёнс Берцелиус

Торий — это природно встречающийся металл-актиноид с атомным номером 90. Он слабо радиоактивен и встречается главным образом в виде ²³²Th, изотопа с очень большим периодом полураспада. Химически для него доминирует степень окисления +4, и он часто больше напоминает четырёхвалентные лантаноиды, чем уран или плутоний. Его основной технологический интерес связан с тем, что он является фертильным ядерным материалом, который в реакторах может быть превращён в делящийся ²³³U.

В чистом виде торий — серебристо-белый металл, устойчивый на воздухе и сохраняющий свой блеск в течение нескольких месяцев. При загрязнении оксидом торий на воздухе медленно тускнеет, становясь серым и в конце концов чёрным. Физические свойства тория в значительной степени зависят от степени загрязнения оксидом. В наиболее чистых образцах часто содержится несколько десятых процента оксида. Был получен высокочистый торий. Чистый торий мягкий, очень ковкий и может подвергаться холодной прокатке, обжатию и вытягиванию. Торий диморфен, при 1400°C переходя из кубической в объёмно-центрированную кубическую структуру. Оксид тория имеет температуру плавления 3300°C, что является наивысшим значением среди всех оксидов. Лишь немногие элементы, такие как вольфрам, и некоторые соединения, такие как карбид тантала, имеют более высокие температуры плавления. Торий медленно разрушается водой, но не растворяется легко в большинстве обычных кислот, за исключением соляной. Порошкообразный металлический торий часто пирофорен и должен обращаться с осторожностью. При нагревании на воздухе стружка тория воспламеняется и горит ярким белым пламенем.

Название происходит от Тора, скандинавского бога грома. Он был открыт в минерале торите (ThSiO4) шведским химиком Йёнсом Якобом Берцелиусом в 1828 году. Торий был впервые выделен химиками Д. Лели-младшим и Л. Гамбургером в 1914 году.

Торий был открыт Йёнсом Якобом Берцелиусом, шведским химиком, в 1828 году. Он обнаружил его в образце минерала, который был передан ему преподобным Хасом Мортеном Тране Эсмарком, подозревавшим, что он содержит неизвестное вещество. Минерал Эсмарка в настоящее время известен как торит (ThSiO4). Торий составляет около 0.0007% земной коры и в основном получают из торита, торианита (ThO2) и монацита ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4).

Мортен Эсмарк нашёл чёрный минерал на острове Лёвёя, Норвегия, и передал образец своему отцу Йенсу Эсмарку, известному минералогу. Старший Эсмарк не смог его идентифицировать и отправил образец шведскому химику Йёнсу Якобу Берцелиусу для исследования в 1828 году. В 1829 году Берцелиус установил, что он содержит новый элемент, который он назвал торием в честь Тора, скандинавского бога грома. Металл не имел практического применения до 1885 года, когда Карл Ауэр фон Вельсбах изобрёл газовую мантиию. Впервые радиоактивность тория была независимо обнаружена в 1898 году польско-французским физиком Марией Кюри и немецким химиком Герхардом Карлом Шмидтом. В период с 1900 по 1903 год Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди показали, как торий с постоянной скоростью распадается во времени на ряд других элементов. Это наблюдение привело к установлению периода полураспада как одного из результатов экспериментов с альфа-частицами, которые привели к их теории распада радиоактивности. Процесс получения кристаллического прутка (или «йодидный процесс») был открыт Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Бором в 1925 году для получения высокочистого металлического тория. Из-за опасений для здоровья торий в классических ламповых мантиях был заменён редкоземельными элементами, которые также дают интенсивный свет без радиоактивности.

Читать про Торий на Википедии

Изображения

Свойства

Физические

Атомный радиус (эмпир.) 180 pm

Ковалентный радиус 206 pm

Радиус Ван-дер-Ваальса 237 pm

Плотность

Молярный объём 0.0198 L/mol

Агрегатное состояние (НУ) solid

Температура плавления 1749.85 °C

Температура кипения 4787.85 °C

Удельная теплоёмкость 0.118 Дж/(г·К)

Молярная теплоёмкость 27.32 Дж/(моль·К)

Кристаллическая структура fcc

Химические

Электроотрицательность (Полинг) 1.3

Сродство к электрону

Энергия ионизации (1-я)

Энергия ионизации (2-я)

Энергия ионизации (3-я)

Энергия ионизации (4-я)

Энергия ионизации (5-я)

Степени окисления −1, +1, +2, +3, +4

Валентные электроны 3

Электронная конфигурация

Электронная конфигурация (сокр.)

Термодинамические

Теплота плавления 0.16696896 eV

Теплота парообразования 5.327253 eV

Теплота возгонки 5.938747 eV

Теплота атомизации 5.938747 eV

Энтальпия атомизации

Ядерные

Стабильные изотопы 0

Год открытия 1828

Распространённость

Распространённость (земная кора) 9.6 мг/кг

Распространённость (океан)

Реакционная способность

N/A

Кристаллическая структура

Параметр решётки a 508 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2

Идентификаторы

Номер CAS 7440-29-1

Термный символ

InChI InChI=1S/Th

InChI Key ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Measured

Заряд иона

Протоны 90

Электроны 90

Заряд Neutral

Конфигурация Th: 6d² 7s²

[Rn] 6d² 7s²

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 6d² 7s²

Orbital diagram

↑↓

2/2

↑↓

2/2

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑↓

10/10

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑↓

10/10

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑↓

14/14

↑↓

10/10

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑

2/10 2↑

Всего электронов: 90 Неспаренных: 2

Модель атома

Protons 90

Neutrons 127

Electrons 90

Mass number 217

Stability Радиоактивный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

Испускание Видимый: 380–750 нм

Распределение изотопов

Нет стабильных изотопов.

Массовое число	Атомная масса (а.е.м.)	Природная распространённость	Период полураспада
223 Радиоактивный	223,0208119 ± 0,0000099	N/A	600 мс
217 Радиоактивный	217,013117 ± 0,000022	N/A	248 us
213 Радиоактивный	213,013009 ± 0,000076	N/A	144 мс
218 Радиоактивный	218,013276 ± 0,000011	N/A	122 ns
214 Радиоактивный	214,0115 ± 0,000017	N/A	87 мс

Measured

Фазовое состояние

Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 1724.8 °C ниже точки плавления (1749.85 °C)

Температура плавления 1749.85 °C

Температура кипения 4787.85 °C

Ниже точки плавления на 1724.8 °C

0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K

Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Solid

Liquid

Gas

Melting

Boiling

25°C

Твёрдое

Жидкое

Газообразное

Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Literature

1749.85 °C

Температура кипения Literature

4787.85 °C

Текущая фаза Calculated
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Literature

0.16696896 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Literature

5.327253 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Literature

5.938747 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Literature

1.172000e+4 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Calculated

1.172000e+4 kg/m³

При нормальных условиях

Атомные спектры

Показано 10 из 90 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Состав спектральных линий ?

Ion	Заряд	Total lines	Level designations
Th I	0	13387	13387
Th II	+1	6502	6502
Th III	+2	227	227
Th IV	+3	27	0

NIST Lines Holdings →

Состав энергетических уровней ?

Ion	Заряд	Levels
Th I	0	788
Th II	+1	517
Th III	+2	176
Th IV	+3	2
Th V	+4	2
Th VI	+5	2
Th VII	+6	2
Th VIII	+7	2
Th IX	+8	2
Th X	+9	2

NIST Levels Holdings →

90 Th 232.0377

Thorium — Визуализатор атомных орбиталей

[Rn]7s26d2

Уровни энергии 2 8 18 32 18 10 2

Степени окисления -1, +1, +2, +3, +4

HOMO 6d n=6 · l=2 · m=-2

Thorium — превью визуализатора атомных орбиталей

Three.js загружается только по запросу

90 Th 232.0377

Thorium — Визуализатор кристаллической структуры

Face-Centered Cubic · Pearson cF4

Экспериментальные

Pearson cF4

Коорд. № 12

Упаковка 74.000%

Thorium — превью визуализатора кристаллической решётки

Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

Заряд	Координация	Спин	Радиус
+3	9	N/A	120.9 пм
+4	6	N/A	94 пм
+4	8	N/A	105 пм
+4	9	N/A	109.00000000000001 пм
+4	10	N/A	112.99999999999999 пм
+4	11	N/A	118 пм
+4	12	N/A	121 пм

Соединения

232.038 а.е.м.

230.033 а.е.м.

228.029 а.е.м.

227.028 а.е.м.

Th+4

232.038 а.е.м.

234.044 а.е.м.

226.025 а.е.м.

229.032 а.е.м.

238.056 а.е.м.

231.036 а.е.м.

239.061 а.е.м.

232.038 а.е.м.

Th+2

232.038 а.е.м.

Th+4

227.028 а.е.м.

Изотопы (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.

Массовое число	Атомная масса (а.е.м.)	Природная распространённость	Период полураспада	Режим распада
223 Радиоактивный	223,0208119 ± 0,0000099	N/A	600 мс	α =100%
217 Радиоактивный	217,013117 ± 0,000022	N/A	248 us	α =100%
213 Радиоактивный	213,013009 ± 0,000076	N/A	144 мс	α ≈100%β+ ?
218 Радиоактивный	218,013276 ± 0,000011	N/A	122 ns	α =100%
214 Радиоактивный	214,0115 ± 0,000017	N/A	87 мс	α ≈100%β+ ?

223 Радиоактивный

Атомная масса (а.е.м.) 223,0208119 ± 0,0000099