The chemical element thorium is classed as an actinide metal. It was discovered in 1828 by Jöns Jacob Berzelius.
Data Zone
| Classification: | Thorium is an actinide metal |
| Color: | silvery |
| Atomic weight: | 232.,0381, no stable isotopes |
| State: | solid |
| Melting point: | 1750 oC, 2023 K |
| Boiling point: | 4790 oC, 5063 K |
| Electrons: | 90 |
| Protons: | 90 |
| Neutrons in most abundant isotope: | 142 |
| Electron shells: | 2,8,18,32,18,10,2 |
| Electron configuration: | 6d2 7s2 |
| Density @ 20oC: | 11.7 g/cm3 |
| Atomic volume: | 19.,9 cm3/mol |
| Structure: | face-centered cubic |
Show more, including: Heats, Energies, Oxidation,
Reactions, Compounds, Radii, Conductivities
| Atomic volume: | 19.9 cm3/mol | |
| Structure: | face-centered cubic | |
| Specific heat capacity | 0.113 J g-1 K-1 | |
| Heat of fusion | 16.1 kJ mol-1 | |
| Heat of atomization | 575 kJ mol-1 | |
| Heat of vaporization | 514.,4 kJ mol-1 | |
| 1st ionization energy | 587 kJ mol-1 | |
| 2nd ionization energy | 1110 kJ mol-1 | |
| 3rd ionization energy | 1930 kJ mol-1 | |
| Electron affinity | – | |
| Minimum oxidation number | 0 | |
| Min. common oxidation no. | 0 | |
| Maximum oxidation number | 4 | |
| Max. common oxidation no. | 4 | |
| Electronegativity (Pauling Scale) | 1.,3 | |
| Polarizability volume | 32.,e(s) | ThH2, Th4H15 |
| Chloride(s) | ThCl4 | |
| Atomic radius | 179 pm | |
| Ionic radius (1+ ion) | – | |
| Ionic radius (2+ ion) | – | |
| Ionic radius (3+ ion) | – | |
| Ionic radius (1- ion) | – | |
| Ionic radius (2- ion) | – | |
| Ionic radius (3- ion) | – | |
| Thermal conductivity | 54 W m-1 K-1 | |
| Electrical conductivity | 7.,1 x 106 S m-1 | |
| Congélation/point de Fusion: | 1750 oC, 2023 K |
Thorium tiges. Photo: Department of Energy
découverte du Thorium
Le Thorium a été découvert par Jöns Jacob Berzelius en 1828, à Stockholm, en Suède, après avoir reçu un échantillon d’un minéral noir inhabituel de Hans Esmark trouvé sur une île proche de Brevik, en Norvège.,
Le minéral contenait un grand nombre d’éléments connus, y compris le fer, le manganèse, le plomb, l’étain et l’uranium, ainsi qu’une autre substance que Berzelius n’a pas pu identifier.
il a conclu que le minéral contenait un nouvel élément.
Il a appelé le minéral noir thorite, en l’honneur du dieu scandinave Thor.
son analyse a indiqué que 57,91% de la thorite était un oxyde du nouvel élément proposé, qu’il a appelé thorium. (1)
Pour isoler le thorium métal, Berzelius a trouvé que la méthode la plus efficace était de faire réagir le chlorure de thorium avec le potassium, pour donner du chlorure de potassium et du thorium., (Berzelius a fabriqué du chlorure de thorium en mélangeant de l’oxyde de Thorium avec du carbone et en le chauffant en chaleur rouge dans un courant de chlore gazeux.) (2)
L’isolement du thorium par Berzelius à partir de son chlorure à l’aide de potassium était similaire à L’approche utilisée par Wöhler et Bussy pour isoler le béryllium en 1828 et par Ørsted pour isoler l’aluminium en 1825.
Le Thorium a été découvert comme radioactif par Gerhard Schmidt en 1898 – le premier élément après l’uranium à être identifié comme tel.
Marie Curie a également trouvé cela, indépendamment, plus tard dans la même année., (3)
Au début des années 1900, Ernest Rutherford et Frederick Soddy ont découvert que le thorium se décomposait en d’autres éléments à un rythme fixe – une découverte clé dans notre compréhension des éléments radioactifs. (4), (5)
Une méthode de production de thorium métallique de haute pureté a été découverte en 1925 par Anton Eduard van Arkel et Jan Hendrik de Boer. L’iodure de Thorium est décomposé sur un filament de tungstène chaud blanc créant une barre de cristal de thorium pur. (6)
avant sa découverte du thorium, Berzelius avait découvert deux autres éléments, le cérium en 1803 et le sélénium en 1817.,
Jöns Jacob Berzelius. Un portrait de L’Académie royale des Sciences de Suède
le Thorium-232 chaîne de désintégration. C’est ce que le thorium fait naturellement. Cependant, si nous le bombardons avec des neutrons, nous pouvons fabriquer de l’uranium 233, à partir duquel nous pouvons produire de l’énergie nucléaire.,(Photo: BatesIsBack)
Apparence et Caractéristiques
effets Néfastes:
Thorium radioactif. Il se recueille dans les os d’animaux vivants, y compris les os humains, où il peut rester pendant une longue période de temps. (7)
caractéristiques:
le Thorium est un métal radioactif, brillant, mou, blanc argenté, qui se ternit extrêmement lentement (sur plusieurs mois) en oxyde noir. L’isotope le plus stable est le thorium-232, avec une demi-vie de 14,05 milliards d’années., Près de 100% du thorium trouvé sur Terre est le thorium-232, qui n’est que légèrement radioactif car il a une demi-vie si longue. (La demi-vie de l’Uranium 235 est de 700 millions d’années, plus courte d’un facteur 20.)
le Thorium est chimiquement réactif et est attaqué par l’oxygène, l’hydrogène, les halogènes et de soufre. (6) la poudre de Thorium est pyrophorique (s’enflamme spontanément dans l’air). (7)
le Thorium est dimorphique, passant d’un cubique centré sur la face à un cubique centré sur le corps au-dessus de 1360 oC., (6)
Le Thorium a la plus grande plage de liquides de tous les éléments, s’étendant sur 3000 degrés entre son point de fusion de 2023 K (1750 oC) et son point d’ébullition de 5063 K (4790 oC).
Le dioxyde de Thorium (thoria) a le point de fusion le plus élevé de tous les oxydes connus.
presque tout le thorium naturel est le thorium-232 qui se désintègre lentement en radium métallique du Groupe 2 par émission de particules alpha.,
le Thorium-232 peut être converti par des neutrons thermiques (lents) en uranium-233 fissionnable via la séquence de réaction suivante:
232Th + n ⇒ 233th
ß decay ß decay
233th ⇒ 233Pa ⇒ 233u
Fission de la l’uranium 233 peut fournir des neutrons pour recommencer le cycle. Ce cycle de réactions est connu sous le nom de cycle du thorium. (6)
utilisations du Thorium
une possibilité intéressante pour l’avenir consiste à alimenter les réacteurs nucléaires en thorium., Non seulement le thorium est plus abondant sur Terre que l’uranium, mais 1 tonne de thorium extrait peut produire autant d’énergie que 200 tonnes d’uranium extrait. (8)
la différence dans la production d’énergie des deux éléments provient du fait que la plupart de l’uranium extrait est de l’uranium 238, qui n’est pas fissile. (L’uranium naturel contient plus de 99% d’uranium 238 et seulement environ 0,7% de l’uranium fissile 235.) Presque tout le thorium extrait, cependant, peut facilement être transformé en isotope d’uranium fissile uranium-233 par bombardement neutronique (comme indiqué ci-dessus).,
Les déchets d’un réacteur au thorium devraient perdre leur radioactivité dangereuse après environ 400 à 500 ans, comparativement à plusieurs milliers d’années pour les déchets nucléaires produits aujourd’hui. (8)
la recherche sur le combustible Thorium se poursuit dans plusieurs pays, dont les États-Unis et l’Inde. (9)
la plupart des utilisations non nucléaires du thorium sont motivées par les propriétés uniques de son oxyde.
Le dioxyde de Thorium a été utilisé dans les manteaux de gaz de Welsbach au 19ème siècle et aujourd’hui ces manteaux peuvent encore être trouvés dans les lanternes de camping., (Le point de fusion très élevé du dioxyde de Thorium garantit qu’il reste solide, brillant avec une lumière blanche intense et brillante à la température du gaz brûlant de la lanterne.)
Le dioxyde de Thorium est utilisé pour les céramiques résistantes à la chaleur.
Le verre qui contient du dioxyde de thorium a un indice de réfraction élevé et une faible dispersion, de sorte que le dioxyde de thorium est ajouté au verre pour une utilisation dans des lentilles de haute qualité et des équipements scientifiques.
Les alliages Thorium-magnésium sont utilisés dans l’industrie aérospatiale pour les moteurs d’avions. Ces alliages sont légers et ont une excellente résistance et résistance au fluage à des températures élevées.,
le Thorium est utilisé pour enduire les filaments de tungstène dans les ampoules.
la demande de thorium dans les applications non nucléaires diminue en raison des préoccupations environnementales et sanitaires dues à sa radioactivité.
abondance et Isotopes
abondance croûte terrestre: 6 parties par million en poids, 0,5 parties par million en moles
abondance système solaire: 0.,3 parties par milliard en poids, 2 parties par billion en moles
coût, pur: $ par 100g
coût, en vrac: $ par 100g
Source: le Thorium ne se trouve pas libre dans la nature mais se trouve dans un certain nombre de minéraux: principalement la monazite et la bastnasite. Commercialement, le thorium est extrait du sable de monazite (minéral phosphate). L’inertie chimique de la monazite fait de l’extraction un processus complexe et en plusieurs étapes. (6)
le thorium métallique peut être isolé par électrolyse du chlorure de thorium anhydre avec du calcium.,
Isotopes: le Thorium a 28 isotopes dont les demi-vies sont connues, avec des nombres de masse 210 à 237. Tous sont radioactifs. L’isotope le plus stable est le 232ème, avec une demi-vie de 14,05 milliards d’années et une abondance de pratiquement 100%.
- Le Journal Trimestriel de la Science, de la Littérature et de l’Art., L’Institut Royal de la Grande-Bretagne., Juillet à décembre 1829 p412.
- Jöns Jacob Berzelius, La Revue trimestrielle des sciences, de la littérature et de l’art., L’Institut Royal de la Grande-Bretagne.,, Janvier à juin 1830, p88.
- Lawrence Badash, la découverte de la radioactivité du Thorium., Journal de l’Enseignement de la chimie, (avril 1966) p219.
- Ernest Rutherford, la Cause et la Nature de la radioactivité. Il est le Fils de Lord Rutherford de Nelson. 1, p. 472 à 94.
- Jean Pierre Adloff, Robert Guillaumont, fondements de la radiochimie., CRC Press, 1993, p2.
- M. S. Wickleder, B. Fourest,P. K. Dorhout, La Chimie des Actinides et Transactinide Éléments., Springer., Vol 1.3, p53-63.,
- Argonne National Laboratory, Thorium Human Health Fact Sheet
- Carlo Rubbia, L’Utilisation du Thorium pourrait réduire le risque D’énergie nucléaire., 2011.
- Association Nucléaire Mondiale, le Thorium
Citer cette Page
Pour les liens en ligne, s’il vous plaît copiez et collez l’un des éléments suivants:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/thorium.html">Thorium</a>
ou
<a href="https://www.chemicool.com/elements/thorium.html">Thorium Element Facts</a>
Pour citer cette page dans un document académique, veuillez utiliser les informations suivantes MLA conforme citation:
"Thorium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/thorium.html>.