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
frysning/Smältpunkt:	1750 oC, 2023 K

toriumstänger. Foto: energidepartementet

upptäckten av torium

Torium upptäcktes av Jöns Jacob Berzelius 1828, i Stockholm, Sverige efter att han fått ett prov av ett ovanligt svart mineral från Hans Esmark som hittades på en ö nära Brevik, Norge.,

mineralet innehöll ett stort antal kända element, inklusive järn, mangan, bly, tenn och uran plus ett annat ämne som Berzelius inte kunde identifiera.

han drog slutsatsen att mineralet innehöll ett nytt element.

han kallade den svarta mineralstoriten, till ära för den skandinaviska guden Thor.

hans analys visade att 57,91% av toriten var en oxid av det föreslagna nya elementet, som han kallade torium. (1)

För att isolera toriummetall fann Berzelius att den mest effektiva metoden var att reagera toriumklorid med kalium för att ge kaliumklorid och torium., (Berzelius gjorde toriumklorid genom att blanda toriumoxid med kol och upphettning till röd värme i en ström av klorgas.) (2)

Berzelius isolering av torium från dess klorid med kalium liknade det tillvägagångssätt som Wöhler och Bussy använde för att isolera beryllium 1828 och av Ørsted för att isolera aluminium 1825.

Torium upptäcktes vara radioaktivt av Gerhard Schmidt 1898 – det första elementet efter uran som ska identifieras som sådant.

Marie Curie fann också detta, självständigt, senare samma år., (3)

i början av 1900 – talet fann Ernest Rutherford och Frederick Soddy att torium förfallit till andra element i en fast takt-en viktig upptäckt i vår förståelse av de radioaktiva elementen. (4), (5)

en metod för att producera toriummetall med hög renhet upptäcktes 1925 av Anton Eduard van Arkel och Jan Hendrik de Boer. Toriumjodid sönderdelas på en vit varm volfram filament skapa en kristall bar av ren torium. (6)

innan han upptäckte torium hade Berzelius upptäckt två andra element, cerium 1803 och selen 1817.,

Jöns Jacob Berzelius. Ett porträtt från Kungliga Vetenskapsakademien

Indiens experimentella kärnreaktor för Toriumbränslecykeln. NDTV rapport.

torium-232 sönderfallskedja. Detta är vad torium gör naturligt. Om vi bombarderar det med neutroner kan vi göra uran-233, från vilket vi kan generera kärnenergi.,(Foto: BatesIsBack)

utseende och egenskaper

skadliga effekter:

torium är radioaktivt. Den samlar i levande djurben, inklusive mänskligt ben, där det kan förbli under lång tid. (7)

egenskaper:

torium är en radioaktiv, ljus, mjuk, silvervit metall, som tarnishes extremt långsamt (över många månader) till den svarta oxiden. Den mest stabila isotopen är torium-232, med en halveringstid på 14,05 miljarder år., Nästan 100% av torium som finns på jorden är torium-232, vilket bara är något radioaktivt eftersom det har en så lång halveringstid. (Uran-235 halveringstid är 700 miljoner år, kortare med en faktor 20.)

torium är kemiskt reaktivt och attackeras av syre, väte, halogener och svavel. (6) Toriumpulver är pyroforiskt (antänds spontant i luft). (7)

torium är dimorf, ändras från ansikte centrerad kubik till kropp centrerad kubik över 1360 oC., (6)

Thorium har det största vätskeintervallet av något element, som spänner över 3000 grader mellan smältpunkten 2023 k (1750 oC) och kokpunkten 5063 k (4790 oC).

Toriumdioxid (thoria) har den högsta smältpunkten för alla kända oxider.

nästan alla naturligt förekommande torium är torium-232 som sönderfaller långsamt till grupp 2 metallradium genom utsläpp av alfapartiklar.,

Torium-232 kan omvandlas med termiska (långsamma) neutroner till klyvbart uran-233 via följande reaktionssekvens:

klyvning av uran-233 kan ge neutroner för att starta cykeln igen. Denna reaktionscykel är känd som toriumcykeln. (6)

användning av torium

en spännande möjlighet för framtiden är att driva kärnreaktorer med torium., Inte bara är torium rikligare på jorden än uran, men 1 ton av mined torium kan producera så mycket energi som 200 ton av minerat uran. (8)

skillnaden i energiproduktionen för de två elementen uppstår eftersom det mesta uran som bryts är uran-238, vilket inte är klyvbart. (Naturligt förekommande uran är över 99% uran-238 med endast ca 0,7% av klyvbart uran-235.) Nästan alla minerade torium kan dock enkelt göras till den klyvbara uranisotopen uran-233 genom neutronbombardement (som visas ovan).,

avfall från en toriumreaktor förväntas förlora sin farliga radioaktivitet efter cirka 400-500 år, jämfört med många tusentals år för kärnavfall som produceras idag. (8)

toriumbränsleforskningen fortsätter i flera länder, inklusive USA och Indien. (9)

de flesta icke-nukleära användningarna av torium drivs av de unika egenskaperna hos dess oxid.

Toriumdioxid användes i Welsbach gasmantlar på 1800-talet och idag kan dessa mantlar fortfarande hittas i campinglyktor., (Toriumdioxidens mycket höga smältpunkt säkerställer att den förblir solid, glödande med ett intensivt, starkt vitt ljus vid temperaturen på lyktorns brinnande gas.)

Toriumdioxid används för värmebeständig keramik.

glas som innehåller toriumdioxid har ett högt brytningsindex och låg dispersion, så toriumdioxid tillsätts till glas för användning i högkvalitativa linser och vetenskaplig utrustning.

Torium-magnesiumlegeringar används inom flygindustrin för flygplansmotorer. Dessa legeringar är lätta och har utmärkt styrka och krypmotstånd vid höga temperaturer.,

Torium används för att belägga volfram filament i glödlampor.

efterfrågan på torium i icke-nukleära tillämpningar minskar på grund av miljö-och hälsorisker på grund av dess radioaktivitet.

överflöd och isotoper

överflöd jordskorpan: 6 delar per miljon i vikt, 0,5 delar per miljon mol

överflöd solsystem: 0.,3 delar per miljard i vikt, 2 delar per biljon av mol

kostnad, ren: $ per 100g

kostnad, bulk: $ per 100g

källa: Torium finns inte gratis i naturen men finns i ett antal mineraler: huvudsakligen monazit och bastnasit. Kommersiellt torium extraheras från monazit sand (fosfatmineral). Monazits kemiska inerthet gör extraktionen till en komplex och flerstegsprocess. (6)

Toriummetall kan isoleras genom elektrolys av den vattenfria toriumkloriden med kalcium.,

isotoper: Torium har 28 isotoper vars halveringstider är kända, med massnummer 210-237. Alla är radioaktiva. Den mest stabila isotopen är 232: e, med en halveringstid på 14,05 miljarder år och ett överflöd av nästan 100%.

1. the Quarterly Journal of Science, Literature and Art., Storbritanniens kungliga Institut. Juli-December 1829 p412.
2. Jöns Jacob Berzelius, Den Kvartalsvisa Tidskriften för Vetenskap, Litteratur och Konst., Storbritanniens kungliga Institut., Januari-juni 1830, p88.
3. Lawrence Badash, upptäckten av Toriums radioaktivitet. Journal of Chemical Education, (April 1966) p219.
4. Ernest Rutherford, orsaken och arten av radioaktivitet., Lord Rutherfords samlade papper från Nelson, Vol. 1, s.472-94.
5. Jean Pierre Adloff, Robert Guillaumont, grunden för radiokemi. CRC Press, 1993, p2.
6. M. S. Wickleder, B. Fourest,P. K. Dorhout, kemin av Aktiniden och Transaktinidelementen. Springer. Vol 1.3, p53-63.,
7. Argonne National Laboratory, Torium Human Health Fact Sheet
8. Carlo Rubbia, med Torium kan minska risken för kärnkraft., 2011.
9. World Nuclear Association, Torium

citera denna sida

för online-länkning, kopiera och klistra in något av följande:

<a href="https://www.chemicool.com/elements/thorium.html">Thorium</a>

eller

<a href="https://www.chemicool.com/elements/thorium.html">Thorium Element Facts</a>

för att citera denna sida i ett akademiskt dokument, använd följande MLA-kompatibel citat:

<a href="https://www.chemicool.com/elements/thorium.html">Thorium Element Facts</a>

för att citera denna sida i ett akademiskt dokument, använd följande MLA-kompatibel citat:

"Thorium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/thorium.html>.