თორიუმი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
თორიუმი / Thorium (Th) Th-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 90
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება
ლითონური თორიუმი
რუხი ფერის რბილი, ჭედადი, წელვადი, რადიოაქტიური ლითონი
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
232,0381 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 180 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
1): 670,4 (6,95) 2): 3): კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Rn] 6d2 7s2
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 165 პმ
იონური რადიუსი (+4e) 102 პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
1,3
ელექტროდული პოტენციალი
ჟანგვის ხარისხი 4
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 11,78 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 26,23[1] /(·მოლი)
თბოგამტარობა (54,0) ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 2028
დნობის სითბო 16,11 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 5060
აორთქლების სითბო 513,7 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 19,8 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა კუბური წახნაგცენტრირებული
მესრის პერიოდი 5,080 Å
შეფარდება n/
დებაის ტემპერატურა 100


Th 90
232,0381
[Rn] 6d2 7s2
თორიუმი
თორიუმის ატომის სქემა

თორიუმი'მენდელეევის პერიოდული სისტემის მეშვიდე პერიოდის მესამე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, ატომური ნომერია 90. აღინიშნება სიმბოლით

ისტორია[რედაქტირება]

პირველად თორიუმი გამოჰყო ი. ბერცელიუსმა 1828 წელს მინერალისაგან, რომელმაც მოგვიანებით მიიღო სახელწოდება თორიტი (შიცავს თორიუმის სილიკატს).

სახელწოდების წარმომავლობა[რედაქტირება]

თორიუმი ეწოდა მისი პირველაღმომჩენის მიერ სკანდინავიური მითოლოგიით მეხის ღმერთის თორის (ტორის) პატივსაცემად.

ბუნებაში[რედაქტირება]

თორიუმი თითქმის ყოველთვისაა იშვიათმიწა ელემენტების მინერალებში, რომლებისგანაც უმეტესწილად ხდება მათი მიღება. დედამიწის ქერქში თორიუმის შემცველობა მიახლოებით არის 8 — 13 გრ/ტ, ზღვის წყალში 0,05 მკგ/ლ. მაგმატიურ ქანებში თორიუმის შემცველობა მცირდება მჟავებიდან (18 გ/ტ) ფუძეებამდე (3 გ/ტ). თორიუმის მნიშვნელოვანი ნაწილი გროვდება პეგმატიტური და პოსტმაგმატიტური პროცესებისას, ამასთან მისი შემცველობა იზრდება ქანებში კალიუმის ზრდასთან ერთად. თორიუმის არსებობის ძირითადი ფორმა ქანებში არის ურან-თორიუმის ქანების უმეტეს შემცველ ნაწილი ან იზომორფული მინარევები აქცესორებელ მინერალებში. თორიუმის მთავარ მინერალებს წარმოადგენს მონაციტის ქვიშა და ფერიტორიტი. ასევე თორიუმი გროვდება ზოგიერთ გრეიზენობრივ საბადოებში, სადაც ის კონცენტრირდება ფერიტორიტებში ან წარმოქმნის მინერალებს, რომლებიც შეიცავენ ტიტანს, ურანს და ა.შ. შედის თითქმის ყველა ქარსის შემადგენლობაში, როგორც მინარევი ურანთან ერთად.

საბადოები[რედაქტირება]

თორიუმი ძირითადად შედის 12 მინერალში.

ამ მინერალების საბადოები ცნობილია ავსტრალიაში, ინდოეთში, ნორვეგიაში, აშშ-ში, კანადაში, სამხრეთ აფრიკაში, ბრაზილიაში, პაკისტანში, მალაიზიაში, შრი-ლანკაში, ყირგიზეთში და სხვა ქვეყნებში[2].

იზოტოპები[რედაქტირება]

Searchtool-80%.png მთავარი სტატია : თორიუმის იზოტოპები.

2012 წ-თვის. ცნობილია თორიუმის 30 იზოტოპი და კიდევ ზოგიერთი მისი ნუკლიდების 3 აღგზნებული მეტასტაბილური მდგომარეობა.

თორიუმის მხოლოდ ერთი ნუკლიდი (თორიუმ-232) ფლობს საკმარისად მაღალ ნახევარდაშლის პერიოდს დედამიწის ხნოვანებასთან შედარებით, ამიტომაც ბუნებრივი თორიუმი თითქმის მთლიანად შედგება ამ ნუკლიდისაგან. ზოგიერთი მისი იზოტოპი შეიძლება კვალის სახით აღმოჩნდნენ ბუნებრივ სინჯებში, რადგანაც ის შედის რადიუმის, აქტინიუმის და თოტიუმის რადიოქტიურ რიგში:

  • რადიოაქტიური 227Th
  • რადიოთორიუმი 228Th
  • იონიუმი 230Th
  • ურან Y 231Th
  • ურან X1 234Th

ყველაზე სტაბილურ იზოტოპებს წარმოადგენენ 232Th (ნახევარდაშლის პერიოდი შეადგენს 14,05 მილიარდ წელს), 230Th (75,380 წელი), 229Th (7,340 წელი), 228Th (1,9116 წელი). დარჩენილ იზოტოპებს აქვთ 30 დღეზე ნაკლები ნახევარდაშლის პერიოდი (მათ უმეტესობას 10 წთ-ზე ნაკლები ნახევარდაშლის პერიოდი აქვს)[3].

მიღება[რედაქტირება]

თორიუმის მიღებისას თორიუმშემცველ მონაციტურ კონცენტრატებს ხსნიან მჟავეებისა და ტუტეების მეშვეობით. იშვიათმიწა ელემენტები გამოჰყავთ ტრიბუტილფოსფატით ექსტრაქციით და სორბციით. შემდგომ თორიუმს ლითონების ნაერთების ნარევებიდან გამოყოფენ დიოქსიდის ტეტრაქლორიდის ან ტეტრაფტორიდის სახით.

ლითონურ თორიუმს შემდგომ გამოყოფენ ჰალოგენიდებიდან ან ოქსიდიდან მეტალოთერმიის მეთოდით (კალციუმ-, მაგნიუმ- ან ნატრიუმთერმიით) 900—1000 °С-ზე:

\mathsf{ThF_4 + 2Ca \longrightarrow Th + 2CaF_2}

ელექტროლიზით ThF4 ან KThF5 ნადნობში KF 800 °С-ზე გრაფიტის ანოდზე.

გამოყენება[რედაქტირება]

თორიუმს გამოიყენებენ რამდენიმე დარგში, სადაც უმეტესწილად შეუცვლელია. ამ ლითონის პერიოდულ სისტემაში ადგილმდებარეობამ და ატომის ბირთვის სტრუქტურამ განაპირობა მისი გამოყენება მშვიდობიან ატომურ ენერგიაში. თორიუმ-232 — წყვილ-წყვილი იზოტოპია (პროტონებისა და ნეიტრონების წყვილი რაოდენობა), ამიტომ არ შეუძლია დაყოფა სითბური ნეიტრონებით და იყოს ბირთვულ საწვავად. მაგრამ სითბური ნეიტრონის მიტაცების შემთხვევაში 232Th გარდაიქმნება 233U-ად შემდეგი სქემით:

232Th + n → 233Th — (β-) → 233Pa — (β-) → 233U.

ურან-233-ს შეუძლია დაშლა როგორც ურან-235 და პლუტონიუმ-239-ს, რაც ხსნის უფრო მეტ სერიოზულ პერსპექტივებს ატომური ენერგეტიკის განვითარებისათვის (ურან-თორიუმის საწვავი ციკლი, ჩქარი ნეიტრონების რეაქტორები). ატომურ ენერგეტიკაში გამოიყენება თორიუმის კარბიდი, თორიუმის ოქსიდი და თორიუმის ფტორიდი (მაღალტემპერატურულ თხევადმჟავიან რეაქტორებში) ურანისა და პლუტონიუმის ნაერთებთან და დამხმარე დანამატებთან.

რადგანაც თორიუმის საერთო მარაგი დედამიწის ქერქში 3-4 ჯერ აღემატება ურანის მარაგს, მას შეუძლია ატომურ ენერგეტიკაში რამდენიმე ასეული წელით უზრუნველყოს კაცობრიობის ენერგომოთხოვნილება.

გარდა ატომური ენერგეტიკისა, თორიუმი ლითონის სახით წარმატებით გამოიყენება მეტალურგიაში (მაგნიუმის ლეგირება და სხვა.), რაც შენადნობს ანიჭებს მეტ ექსპლუატაციურ მახასიათებლებს, წინააღმდეგობა გახლეჩაზე, ცეცხლგამძლეობას). ნაწილობრივ თორიუმი მისი ჟანგის სახით გამოიყენება მაღალსიმტკიცის კომპოზიციებში როგორვ განმამტკიცებელი (ავიაციაში). თორიუმის ოქსიდი მისი დნობის უმაღლესი ტენპერატურის გამო ყველა ოქსიდს შორის (3350 K) და უჟანგაობის გამო გამოიყენებენ ყველაზე საპასუხისმგებლო ნაკეთობების და კონსტრუქციების დასამზადებლად, რომლებიც მუშაობენ ზემძლავრ სითბურ დინებებზე, და შეიძლება იყოს იდეალურ მასალად წვის კამერების და გაზოდინამიკური არხების მოსაპირკეთებლად.

ღირებულება[რედაქტირება]

თორიუმზე ფასი შემცირდა 73,37 $/კგ (2009), ვიდრე 96,55 $ (2008).[4]

ბიოლოგიური როლი[რედაქტირება]

თორიუმი ყოველთვისაა მცენარეებისა და ცხოველების ქსოვილებში. თორიუმის დაგროვების კოეფიციენტი (ანუ ორგანიზმში კონცენტრაციის შეფარდება გარემოში კონცენტრაციასთან) ზღვის პლანქტონში — 1250, ფსკერის წყალმცენარეებში — 10, უხერხემლოების რბილ ქსოვილებში - 50—300, თევზებშ — 100. მტკნარი წყლის მოლუსკებში მისი კონცენტრაცია მერყეობს 3×10−7-დან 1×10−5 %-მდე, ზღვის ცხოველებში 3×10−7-დან 3×10−6 %-მდე. თორიუმს უმთავრესად შთანთქავს ღვიძლი და ელენთა, ასევე ძვლის ტვინი, ლიმფური კვანძები და თირკმელზედა ჯირკვლები; ცუდად იწოვება კუჭ-ნაწლავის ტრაქტით. ადამიანი თორიუმს ყოველდღიურად მიიღებს წყალთან და საკვებთან ერთად და შეადგენს 3 მკგ; ორგანიზმიდან გამოდის შარდთან და კალთან ერთად (0,1 და 2,9 მკგ შესაბამისად). თორიუმი ნაკლებად ტოქსიკურია, თუმცა, როგორც ბუნებრივი რადიოაქტიური ელემენტი შეაქვს თავისი წვლილი ორგანიზმის დასხივების ფონში.

საინტერესო ფაქტები[რედაქტირება]

  • ცნობილია შემთხვევა, როდესაც თორიუმის მნიშვნელოვანი რაოდენობა მოპოვებულ იქნა არასპეციალისტის მიერ

ბმულები[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე:

სქოლიო[რედაქტირება]

  1. რედკოლ.:ზეფიროვი (მთ. რედ.) ქიმიური ენციკლოპედია: 5 ტომად. — მოსკოვი: დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია, 1995. — ტომი: 4. — გვ. 639. — 20 000 ეგზ. — ISBN 5—85270—039—8
  2. http://profbeckman.narod.ru/RH0.files/25_1.pdf
  3. თარგი:ცნობარი:Nubase2003
  4. И.Н.Бекман: Торий. Курс лекций.