Toriostruktur, egenskaper, erhållning, användning

han Torio Det är ett metalliskt element som tillhör serien av aktinider, av de så kallade sällsynta jordarna och vars kemiska symbol är den. Den har ett atomantal på 90 och en atomvikt på 232 g/mol. Torioföreningar innehåller vanligtvis det med oxidationsnummer +4 (th⁴⁺).

Torio dioxidföreningen, tho₂, Det är känt industriellt som Toria och används i de flesta av Torium -applikationerna, kännetecknade av att vara den kemiska föreningen med den största smältpunkten (3.300 ºC).

Metalliskt thoriumprov lagrat i en glasblister under argon. Dess svartaktiga beläggning beror på dess oxid. Källa: Alchemist-HP (Talk) (www.Pse-mendelejew.de) / fal

Torio upptäcktes 1828 av murbrukens Esmark, som hittades på den norska ön Løvøya, ett svart mineral. Esmark levererade mineralet till Jöns Jacob Berzelius, som analyserade honom att hitta en okänd metall i honom.

Han kallade det svarta mineralet som Torita (Thorita) för att hedra den skandinaviska guden Thor. Under tiden kallades den okända metallen Torio (Thorium). Thoriums radioaktiva karaktär etablerades av Anton Edward Van Arkel och Jan Hendrik de Boer, och oberoende av Pierre Curie och Marie Curie.

[TOC]

Toriumegenskaper

Fysisk

Thorium är en radioaktiv, ljus, måttligt hård, silver, duktil och formbar vit metall, som dimmar mycket långsamt i luften och blir grå och senare svart. Det tillhör gruppen av aktinider och identifierar sig med atomnummer 90 och en atomvikt av 232 g/mol.

Radioaktivitet

Torio-232 (²³²Th₉₀) utgör mer än 99% av det totala thoriumelementet som finns i jordens cortex. Det kan betraktas att det är en stabil isotop, trots att det är radioaktivt, eftersom dess halvliv är 1.405 x 10¹⁰ år. Radioaktivt minskar genom emission av a- och p -partiklar och y -strålning.

Torio-232 förvandlas till Radio-268 (²⁶⁸Ra₈₈) genom att utfärda en alfapartikel, bestående av två protoner och två neutroner. Thorium kan drabbas av en serie radioaktiva upplösningar tills det blir ett stabilt element: Lead-208.

Kan tjäna dig: blyklorid: egenskaper, struktur, användningar

Torio-232 kan fånga neutroner för att förvandlas till Uranium-233 radioaktivt element och avger ß-typ strålning. Uranium används å andra sidan i kärnreaktorer för energiproduktion.

Reaktivitet

Thorium är en elektropositiv och mycket reaktiv metall. Det oxiderar mycket långsamt i luften, även om korrosion kan uppstå efter flera månader. När den är uppvärmd i luften är den påslagen och avger ett starkt vitt ljus medan produktionen av toriodioxid, tho₂.

Under standardtemperatur och tryckförhållanden attackeras thorium långsamt av vatten. På samma sätt löses thorium inte i de vanligaste syrorna, med undantag för saltsyra, där den löses upp och lämnar en svart, olöslig rest.

Det är också upplöst i koncentrerad salpetersyra med en liten mängd katalytisk eller fluorosylikatfluorid. Thorium är en pyroforisk metall: när den blir pulveriserad kan den antändas spontant.

Strukturera

Torio -atomer bildar en kubisk struktur Kristall centrerad på ansikten (FCC) vid rumstemperatur. När det värms upp över 1360 ºC lider glaset en övergång till den kubiska fasen centrerad på kroppen (BCC), med lägre densitet. Samtidigt förvärvar thorium under högt tryck (100 GPa eller mer) en tät tetragonal struktur centrerad på kroppen (BCT).

Elektronisk konfiguration

Elektroniska toriuminställningar

Den förkortade elektroniska konfigurationen för thorium är som följer:

[RN] 6d² 7s²

Att förlora sina fyra Valencia -elektroner omvandlas till Thr -katjonen⁴⁺. Observera att trots att det är en skådespel, saknar den elektroner i sina 5F -orbitaler, i motsats till de andra aktiniderna.

Kan tjäna dig: sprida fas

Erhållande

Det huvudsakliga mineralet som används för att få thorium är monaciten. Det första steget är dess separation från sin primära insättning: Pegmatita. Alkalinoterösa metallkarbonater elimineras från pegmatiten genom reaktion av deras fragment med väteklorid.

De resulterande fragmenten kalcineras och filtreras och genomgår sedan en magnetisk separering. Således erhålls ett sandigt material av monacita. Denna sand utsätts för en 93%svavelsyra -matsmältning, vid en temperatur av 210 till 230 ° C, och i flera timmar. Den bildade syralösningen utspäddes senare med vatten tio gånger dess volym.

Monacitas rester sjunker till botten, medan thorium och de andra elementen i sällsynta jordar flyter i syraberedning. PH till 1 justeras.3, som producerar utfällningen av thorium som fosfat, medan resten av det sällsynta landet i suspension förblir i lösning.

För närvarande utförs separationen och rening med flytande lösningsmedel, till exempel hyllning av fosfat i Queroseno.

Toriometall kan förekomma i kommersiella mängder genom metallotermisk reduktion i Totrafluoruro de Torio (THF₄) och torio dioxid (Tho₂) eller genom elektrolys av thoriumtetraklorid (THCL₄).

Ansökningar

Thorium har haft många tillämpningar, av vilka många har kasserats sedan 1950 -talet, eftersom dess radioaktiva karaktär utgjorde en hälsorisk.

Industriister

Legeringar

Thorium har legerat med volfram som elektrod i TIG -svetsningen (volframens inert gas), som utgör 2% av legeringen.

I små mängder har Torio lagts till i volframfilamenten för att minska dess kristallisation, vilket gör att elektronernas utsläpp kan sänka temperaturen. Volfram-Torio-ledningar har använts i elektroniska rör och i elektroderna på röntgen- och likriktarnas rör.

Toriodioxid har använts i volframbågsvetsning, eftersom volframmotståndet mot höga temperaturer hos metallelektroder ökar. Det har emellertid ersatts i denna applikation av Circumlisher, Cerio eller Lantano Oxides.

Kan tjäna dig: var kommer plast ifrån? Historia och typer

Blixt

Totrafluoruro de Torio har å andra sidan använts som material för att minska reflexerna i multicapa optiska beläggningar, som är transparenta för ljus med en våglängd mellan 0.350 till 1.2 um. Torio Salt har emellertid ersatts i denna användning av Tetrafluoruro de Lantano.

Torio dioxid har använts för belysning av ljus, för att avge ett lysande ljus som motsvarar synligt ljus. Även om thorium fortfarande används i denna applikation har den delvis ersatts av ITE.

Eldfast material

Thorium har också använts i utarbetandet av eldfasta material för den metallurgiska industrin och i keramiska krisoler för undervisning och forskningslaboratorier.

Kärnreaktorer

Torio-232 används i kärnreaktorer för att fånga långsam rörelseneutroner, eftersom det förvandlas till uran-233. Detta radioaktiva element är fysiskt och används för energiproduktion.

Utvecklingen av kärnreaktorer baserat på Torio-32 har varit långsam, vilket skapat den första reaktorn med denna egenskap i Indian Point Energy Center, beläget i Buchanan USA, året 1962. Torio-232 kärnreaktorer avger inte plutonium, vilket gör dem mindre föroreningar.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (fjärde upplagan). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Thorium. Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. National Center for Biotechnology Information (2020). Thorium.  Pubchem Comunund -sammanfattning för CID 23974. Återhämtat sig från: pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov
4. Doktor. Doug Stewart. (2020). Thoriumelement fakta. Återhämtat sig från: Chemicool.com
5. Redaktörerna för Enyclopaedia Britannica. (2020). Thorium. Återhämtat sig från: Britannica.com
6. Lentech B.V. (2020). Thorium. Återhämtat sig från: Lentech.com
7. Rachel ross. (1 mars 2017). Fakta om thorium. Återhämtat sig från: Livescience.com
8. Hov. (2020). Thorium. Återhämtat sig från: kemi.com