თორიუმი

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
ნავიგაციაზე გადასვლა ძიებაზე გადასვლა
თორიუმი
90 Th
232.0377(4)
6d2 7s2
თორიუმი, 90Th
Thorium sample 0.1g.jpg
ზოგადი თვისებები
ელემენტის ფერი მოვერცხლისფრო-შავი
სტანდ. ატომური მასა Ar, სტან.(Th) 232.0377(4)
თორიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი
ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი
ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სიცილიუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი
კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენიუმი ბრომი კრიპტონი
რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი
ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიუმი ნეოდიმიუმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლიმიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოემიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო Mercury (element) თალიუმი ტყვა ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი
ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესიუმი ოგანესონი
Ce

Th

(Uqn)
აქტინიუმითორიუმიპროტაქტინიუმი
ატომური ნომერი (Z) 90
ჯგუფი (აქტინოიდები)
პერიოდი პერიოდი 7
ბლოკი f-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია [Rn] 6d2 7s2
ელექტრონი გარსზე 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2
ელემენტის ატომის სქემა
Electron shell 090 Thorium.svg
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში მყარი სხეული
დნობის
ტემპერატურა
1750 °C ​(2023 K, ​​3182 °F)
დუღილის
ტემპერატურა
4788 °C ​(5061 K, ​​8650 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.) 11,7 გრ/სმ3
მოლური მოცულობა 19,8 სმ3/მოლი
დნობის კუთ. სითბო 13,81 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო 514 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა 26,230 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა
P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T (K)-ზე 2633 2907 3248 3683 4259 5055
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი +1, +2, +3, +4 (a weakly basic oxide)
ელექტროდული პოტენციალი -0,7
ელექტრო­უარყოფითობა პოლინგის სკალა: 1,3
იონიზაციის ენერგია
  • 1: 587 კჯ/მოლ
  • 2: 1110 კჯ/მოლ
  • 3: 1930 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი ემპირიული: 179,8 პმ
კოვალენტური რადიუსი 206±6 პმ
იონური რადიუსი (+4e) 102 პმ
მოლური მოცულობა 19,8 სმ3/მოლ
Thorium spectrum visible.png
თორიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
მესრის სტრუქტურა კუბური წახნაგცენტრირებული
Cubic-face-centered.svg
მესრის პერიოდი 5,080 Å
ბგერის სიჩქარე thin rod 2490 მ/წმ (at 20 °C)
თერმული გაფართოება 11,0 µმ/(მ·K) (at 25 °C)
ხვედრითი თბოტევადობა 26,23 /(K·მოლ)
თბოგამტარობა 54,0 ვტ/(·K)
ელექტრული წინაღობა 157 Ω·m (at 0 °C)
მაგნეტიზმი პარამაგნეტიკი
მაგნიტური მგრძნობელობა 132,0·10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული 79 გპა
წანაცვლების მოდული 31 გპა
დრეკადობის მოდული 54 გპა
პუასონის კოეფიციენტი 0,27
მოოსის მეთოდი 3,0
ვიკერსის მეთოდი 295–685 მპა
ბრინელის მეთოდი 390–1500 მპა
CAS ნომერი 7440-29-1
ისტორია
აღმოჩენილია იენს იაკობ ბერცელიუსი (1829)
თორიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ.
დაშლა
(t1/2)
რადიო.
დაშლა
პრო­დუქტი
227Th trace 18,68 d α 223Ra
228Th trace 1,9116 y α 224Ra
229Th trace 7917 y α 225Ra
230Th 0,02% 75400 y α 226Ra
231Th trace 25,5 h β 231Pa
232Th 99,98% 1,405×1010 y α 228Ra
234Th trace 24,1 d β 234Pa

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

ისტორია[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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

სახელწოდების წარმომავლობა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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

ბუნებაში[რედაქტირება | წყაროს 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 | წყაროს რედაქტირება]

თორიუმი ძირითადად შედის 12 მინერალში.

ამ მინერალების საბადოები ცნობილია ავსტრალიაში, ინდოეთში, ნორვეგიაში, აშშ-ში, კანადაში, სამხრეთ აფრიკის რესპუბლიკაში, ბრაზილიაში, პაკისტანში, მალაიზიაში, შრი-ლანკაში, ყირგიზეთში და სხვა ქვეყნებში[1].

იზოტოპები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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)[2].

მიღება[რედაქტირება | წყაროს 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:

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

გამოყენება[რედაქტირება | წყაროს 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 | წყაროს რედაქტირება]

თორიუმზე ფასი შემცირდა 73,37 $/კგ (2009), ვიდრე 96,55 $ (2008).[3]

ბიოლოგიური როლი[რედაქტირება | წყაროს 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 | წყაროს რედაქტირება]

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

ბმულები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში არის გვერდი თემაზე:

სქოლიო[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

  1. http://profbeckman.narod.ru/RH0.files/25_1.pdf
  2. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties“ (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.CS1-ის მხარდაჭერა: მრავალი სახელი: ავტორების სია (link)
  3. И.Н.Бекман: Торий. Курс лекций.