1. Химическая энциклопедия

торий

ТОРИЙ (от имени бога грома Тора в сканд. мифологии; лат. Thorium) Th

радиоактивный хим. элемент III гр. периодической системы, ат. н. 90, ат. м. 232,0381; относится к актиноидам. Стабильных изотопов не имеет. Известно 24 изотопа с мас. ч. 213–236. Наиб. долгоживущие изотопы 230Th (T1/27,5∙104 лет, α-излучатель) и 232Th (T1/2 1,4∙1010 лет, α-излучатель), являющийся родоначальником радиоактивного ряда 232Th. В природе распространен изотоп 232Th; содержание в земной коре 8∙10−4% по массе, в морях и океанах 10−9 г/л, в каменных метеоритах 4∙10 %. Известно ок. 120 минералов, из которых основные-торит ThSiO4, торианит (Th,U)O2; главный пром. источник — монацит (Ce, La, Th) PO4 (до 12% ThO2). Т. содержится также в ильменитовых, рутиловых, касситеритовых рудах и рудах РЗЭ. В природе встречается и 230Th — один из продуктов распада U. Пром. запасы Т. к нач. 1980-х гг. оценивались в 1 млн. т. Осн. месторождения расположены в Индии, Канаде, США, Норвегии, Бразилии.

Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 5f76s26p66d27s2; наиб. устойчивая степень окисления +4, реже + 2 и +3; электроотрицательность по Полингу 1,11; атомный радиус 0,1798 нм, ионный радиус Th4+ 0,0984 нм.

Свойства. Т. — серебристо-белый пластичный металл. Известен в двух полиморфных модификациях: ниже 1360 °C устойчива α-форма с гранецентрир. кубич. решеткой, а = 0,50842 нм; в интервале 1360–1750 °C устойчива β-форма с объемноцентрир. кубич. решеткой, a = 0,411 нм; ΔH перехода α : β 3,5 кДж/моль. Т. пл. 1750 °C, т. кип. 4200 °C; плотн. 11,724 г/см3; торий 26,23 Дж/(моль∙К); торий. Рис. 2 14 кДж/моль, торий. Рис. 3597 кДж/моль; торий. Рис. 451,83 Дж/(моль∙К); уравнения температурной зависимости давления пара: для металлического Т. lgp( мм рт. ст.) = -28780/T+5,991 в интервале 1757–1956 К, для жидкого Т. lgp( мм рт. ст.) = = -29770/T+ 6,024 в интервале 2020–2500 К; коэф. линейного расширения 12,5∙10−6 К−1 (298–1273 К); ρ 1,57∙10−3 Ом∙см, температурный коэф. ρ 3,6∙10−3 К−1; теплопроводность 0,62 Вт/(см∙К); модуль сдвига 28,1 ГПа, модуль упругости 703 МПа; коэф. Пуассона 0,265; сверхпроводник ниже 1,4 К. Образует сплавы со мн. металлами.

Т. весьма реакционноспособен; порошкообразный-пирофорен, тускнеет на воздухе, в кипящей воде покрывается пленкой ThO2. Быстро раств. в 6 М соляной кислоте, медленно — в разб. HF, HNO3, H2SO4 и конц. H2SO4, пассивируется конц. HNO3, не реагирует со щелочами. При нагревании Т. в атмосфере H2 при 400–600 °C образуется гидрид ThH2- темно-серые кристаллы с тетрагон. решеткой (а = 0,5734 нм, с = 0,4965 нм), плотя. 9,20 г/см3, торий. Рис. 5 36,71 Дж/(моль∙К), торий. Рис. 6 50,73 Дж/(моль∙К), разлагается водой, при действии растворов кислот выделяет H2, при 900 °C в вакууме разлагается с образованием тонкодисперсного Т. При нагревании Т. с H2 при 250–320 °C получают Th.Hi5-кристаллы с кубич. решеткой (а = 0,9116 нм), торий. Рис. 7 51,32 Дж/(моль∙К), торий. Рис. 8 54,42 Дж/(моль∙К). Свойства некоторых соединений Т. приведены в табл.

торий. Рис. 9

Диоксид TiO2 имеет т. пл. 3350 °C, т. кип. 4400 °C; плотн. 10 г/см3; торий. Рис. 10 61,76 Дж/(моль∙К); торий. Рис. 11 −1226,4 кДж/моль; торий. Рис. 12 65,23 Дж/(моль∙К); уравнение температурной зависимости давления пара: lgp( мм рт. ст.) =-3,16∙104/T+7,20; реагирует с оксидами металлов при 600–800 °C, образуя двойные оксиды (тораты), напр. K2ThO3, BaThO3, ThGeO4, ThTi2O6, Th3V4O16, ThM4O12 и Th2M2O9, где М = Nb, Та; устойчив к действию кислот и восстановителей; образуется при сгорании металла на воздухе, взаимод. гидрида Th с O2 или H2O при 100 °C, прокаливании гидроксида, пероксида, нитрата, оксалата, карбоната и др. солей Т.

Гидроксид Th(OH)4 — аморфное вещество; устойчив при 260–450 °C, выше 470 °C превращ. в ThO2; раств. в воде (5∙10−7 моль/л); получают взаимод. солей Т. с растворами щелочей при pH 3,5–3,6.

Мононитрид ThN (т. пл. 2630 °C) получают при взаимодействии металлического Т. с NH3 или ThO2 с Mg в атмосфере N2. Нитрид Th2N3 синтезирован при взаимодействии ThH2 с NH3 или N2 при 1000 °C; устойчив в атмосфере N2 при 1730 °C; при 1500 °C в вакууме выделяет N2 с образованием ThN2.

Монокарбид ThC имеет т. пл. 2625 °C; торий. Рис. 13 45,14 Дж/(моль∙К); торий. Рис. 14 −125,5 кДж/моль; торий. Рис. 15 57,93 Дж/(моль∙К); получают взаимод. металлического Т. со стехиометрич. количеством С. Дикарбид ThC2 существует в трех полиморфных модификациях: при комнатной температуре устойчива α-форма с моноклинной решеткой, в интервале 1430–1480 °C-р-форма с тетрагон. решеткой, выше 1480 °C-γ-форма с кубич. решеткой; т. пл. 2655 °C, т. кип. 5000 °C; торий. Рис. 16 53,63 Дж/(моль∙К); −125,5 кДж/моль; торий. Рис. 17 68,46 Дж/(моль∙К); разлагается водой и разб. кислотами с образованием углеводородов, на воздухе окисляется при 600–700 °C до ThO2; получают взаимод. металлического Т. с избытком углерода или восстановлением ThO2 углеродом при 1500 °C.

Тетрагалогениды ThНа14 получают при нагр. металлич. Th, ThH2, ThC2 или ThO2 при 300–400 °C с соответствующим На12 или HHal. Тетрафторид ThF4 имеет т. пл. 1100 °C, т. кип. 1650 °C; плотн. 5,71 г/см3; торий. Рис. 18 110,709 Дж/(моль ∙К); торий. Рис. 19 −209,785 кДж/моль; торий. Рис. 20 142,047 Дж/(моль∙К); уравнение температурной зависимости давления пара lgp (мм рт. ст.)= — 16860/Г+ 9,105; раств. в воде (0,17 мг/л); образует кристаллогидраты. Тетра-хлорид ThCl4 имеет т. пл. 770 °C, т. кип. 921 °C; торий. Рис. 21 120,290 Дж/(моль∙К); торий. Рис. 22 −118,616 кДж/моль; торий. Рис. 23 190,372 Дж/(моль∙К); уравнение температурной зависимости давления пара в интервале 296–1023 К lgp (мм рт. ст.) = = -11612/T + 10,098; раств. в воде (55,61% по массе при 0 °C), низших спиртах, эфирах, ацетоне, не раств. в жидком Cl2, CS2, CCl4, C6H6; гигроскопичен, образует гидраты с 2, 4, 7 и 12 молекулами воды. Тетрабромид ThBr4 имеет т. пл. 679 °C, т. кип. 857 °C; плотн. 5,69 г/см3; торий. Рис. 24 125,19 Дж/(моль∙К); торий. Рис. 25 −964,412 кДж/моль; торий. Рис. 26 228,028 Дж/(моль∙К); уравнение температурной зависимости давления пара lgр (мм рт. ст.)= — 9628/Т+8,85; образует гидраты с 7, 8, 10 и 12 молекулами воды, сольваты — с NH3, аминами, ацетонитрилом, трифенилфосфиноксидом. Тетраиодид ThI4 имеет т. пл. 566 °C, т. кип. 837 °C; торий. Рис. 27 126,650 Дж/(моль∙К); торий. Рис. 28 −670,695 кДж/моль; торий. Рис. 29 255,224 Дж/(моль∙К); уравнение температурной зависимости давления пара lgp (мм рт. ст.) = — 6893/T + 9,09; разлагается с выделением I2 при нагр. и действии света, хорошо раств. в воде с образованием гидратов.

Бориды ThB4 и ThB6 получены взаимод. ThO2 и В при нагр., дисилицид ThSi2 — нагреванием ThO2 с Si, дисульфид ThS2-р-Цией H2S с галогенидами или гидридами Т., серы с металлическим Т. или ThCl2 и CS, с ThO2, д нее лени д ThSe2-взаимод. Th и Se при 700 °C; фосфиды ThP4 и Th3Р4 — при нагр. ThCl4 с парами P или ThH2 с PH3.

Стандартный окислит. потенциал для Th0/Th4+ 1,9 В. В водных растворах Т. существует обычно в степени окисления +4, в комплексных соед., как правило, степень окисления +2 и +3. Ионы Т. в растворе склонны к гидролизу с образованием гидроксо-ионов [Th(OH)3]+, [Th2(OH)2]6+, [Th4(OH)12]4+ и комплексообразованию. Известны комплексы Т. в растворах с фторид-, иодат-, бромат-, нитрат-, хлорид-, хлорат-, сульфат-, сульфит-, карбонат-, фосфат-, пирофосфат-, молибдат-ионами, с анионами орг. кислот (муравьиной, уксусной, щавелевой, винной и др.). Т. образует устойчивые хелаты с 1,3-дикетонами, купфероном и 8-гидроксихинолином, которые не раств. в воде, но раств. в органических растворителях.

Получение. При выделении Т. монапитовые концентраты подвергаются сернокислотному или щелочному вскрытию. Для отделения сопутствующих элементов (РЗЭ и др.) используют экстракцию (с трибутилфосфатом) и сорбцию. Т. выделяют в виде ThO2, ThCl4 либо ThF4 (получают соотв. хлорированием или фторированием ThO2). Металлический Т. получают из ThO2, ThF4 или ThCl4 восстановлением Ca, Mg или Na при 900–1000 °C, электролизом ThF4 или KThF5 в расплаве галогенидов щелочных металлов при 800 °C и плотности тока на графитовом аноде 0,5 А/дм2.

Применение. Т. используют для легирования магниевых и др. сплавов, как геттер при изготовлении электроламп. ThO2-огнеупорный материал, компонент катализаторов, перспективное ядерное топливо в уран-то-риевых реакторах, в которых 232Th превращ. в 233U по реакции:

торий. Рис. 30 Изотоп 230Th-источник

α-излучения, 228Th используют для получения торона (220Rn), а изотопы 234Th и 229Th-изотопные индикаторы.

• см. также ядерный топливный цикл

Токсичен, ПДК 0,05 мг/м3.

Впервые Т. выделен И. Берцелиусом в 1828 из минералов, известных теперь как ториты.

Лит.: Торий, пер. с англ., М., 1962; Chemistry of the actinide elements, 2 ed., v. 1 -2, L.-N.Y., 1986.

Б. Ф. Мясоедов

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me

Значения в других словарях

  1. Торий — I То́рий Спурий (Spurius Torius), римский политический деятель, народный трибун 111 до н. э., проведший закон, по которому различные категории государственных земель (ager publicus) переходили в частную собственность, то есть их можно было продавать. Большая советская энциклопедия
  2. торий — -я, м. Химический радиоактивный элемент, серовато-белый металл (используется в ядерной энергетике как сырье для получения ядерного топлива). [По имени Тора, бога грома в скандинавской мифологии] Малый академический словарь
  3. ТОРИЙ — Спурий (Spurius Torius) — рим. политич. деятель, нар. трибун 111 до н. э., проведший закон, по к-рому различные категории оккупированных земель (см. Ager publicus) переходили в частную собственность, т. е. их можно было продавать. Закон Т. завершал постепенную отмену реформ, проведенных Гракхами. Советская историческая энциклопедия
  4. торий — орф. торий, -я (хим.) Орфографический словарь Лопатина
  5. торий — То́р/ий/. Морфемно-орфографический словарь
  6. ТОРИЙ — ТОРИЙ (символ Th), радиоактивный металл, элемент из группы АКТИНОИДОВ, открытый в 1828 г. Основная руда — монацит (фосфат). Металл используется в фотоэлектрических и термоэлектронных эмиттерах. Один из продуктов распада — РАДОН-220. Научно-технический словарь
  7. Торий — Th (от имени бога грома Topa в скандинавской мифологии; лат. Thorium * a. thorium; н. Thorium; ф. thorium; и. torio),- радиоактивный хим. элемент III группы периодич. системы Mенделеева, ат.н. 90, ат. м. 232,0381, относится к актиноидам. Природный T. Горная энциклопедия
  8. Торий — (Thorium; Th) радиоактивный химический элемент III группы периодической системы Д.И. Менделеева; атомный номер 90, атомный вес (масса) 232,038; относится к актиноидам. Медицинская энциклопедия
  9. торий — Т’ОРИЙ, тория, мн. нет, ·муж. (·хим. ). Один из химических элементов, металл. (По имени бога грома Thorr в скандинавской мифологии.) Толковый словарь Ушакова
  10. торий — ТОРИЙ -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. Толковый словарь Кузнецова
  11. торий — ТОРИЙ один из редких, химически открытых металлов, в ископаемом торит. Торина, ториновая окись, земля. Толковый словарь Даля
  12. Торий — См. Цирконий, Церий. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  13. торий — [< соб. сканд.] – хим. элемент, символ Th, порядковый номер 90, атомный вес 232,12; радиоактивный металл, легко поддающийся ковке; солями тория пропитывают колпачки для газокалильных сеток Большой словарь иностранных слов
  14. ТОРИЙ — ТОРИЙ (лат. Thorium) — Th, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 90, атомная масса 232,0381, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 232Th (период полураспада 1,389·1010 лет). Большой энциклопедический словарь
  15. торий — торий м. Химический радиоактивный элемент, серовато-белый, блестящий, относительно мягкий металл. Толковый словарь Ефремовой