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 |
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| 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 | |
| Polarizabilidad de volumen | 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 | |
| Congelación/punto de Fusión: | 1750 oC, 2023 K |
barras de Torio. Foto: Departamento de energía
descubrimiento de torio
el torio fue descubierto por Jöns Jacob Berzelius en 1828, en Estocolmo, Suecia, después de recibir una muestra de un mineral negro inusual de Hans Esmark encontrado en una isla cerca de Brevik, Noruega.,
el mineral contenía un gran número de elementos conocidos, incluidos hierro, manganeso, plomo, estaño y uranio, además de otra sustancia que Berzelius no pudo identificar.
concluyó que el mineral contenía un nuevo elemento.
llamó al mineral negro thorite, en honor al dios escandinavo Thor.
su análisis indicó que el 57,91% de la torita era un óxido del nuevo elemento propuesto, al que llamó torio. (1)
para aislar el torio metálico, Berzelius encontró que el método más efectivo era reaccionar cloruro de torio con potasio, para producir cloruro de potasio y torio., (Berzelius hizo cloruro de torio mezclando óxido de torio con carbono y calentando al rojo-calor en una corriente de gas de cloro.) (2)
El aislamiento de torio de Berzelius de su cloruro usando potasio fue similar al enfoque utilizado por Wöhler y Bussy para aislar berilio en 1828 y por Ørsted para aislar aluminio en 1825.
el torio fue descubierto radiactivo por Gerhard Schmidt en 1898 – el primer elemento después del uranio en ser identificado como tal.
Marie Curie también encontró esto, de forma independiente, más tarde en el mismo año., (3)
A principios de 1900 Ernest Rutherford y Frederick Soddy encontraron que el torio decayó en otros elementos a una velocidad fija – un descubrimiento clave en nuestra comprensión de los elementos radiactivos. (4), (5)
un método para producir metal de torio de alta pureza fue descubierto en 1925 por Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik De Boer. El yoduro de torio se descompone en un filamento de tungsteno blanco caliente creando una barra de cristal de torio puro. (6)
antes de su descubrimiento del torio, Berzelius había descubierto otros dos elementos, el cerio en 1803 y el selenio en 1817.,
Jöns Jacob Berzelius. Un retrato de la Real Academia sueca de Ciencias
cadena de desintegración de torio-232. Esto es lo que el torio hace naturalmente. Sin embargo, si lo bombardeamos con neutrones podemos fabricar uranio-233, A partir del cual podemos generar energía nuclear.,(Foto: BatesIsBack)
Apariencia y Características
los efectos Nocivos:
el Torio radiactivo. Se acumula en los huesos de animales vivos, incluidos los huesos humanos, donde puede permanecer durante un largo período de tiempo. (7)
Características:
el torio es un metal radiactivo, brillante, suave, blanco plateado, que se empaña extremadamente lentamente (durante muchos meses) al óxido negro. El isótopo más estable es el torio-232, con una vida media de 14,05 mil millones de años., Casi el 100% del torio encontrado en la Tierra es torio-232, que es solo ligeramente radiactivo porque tiene una vida Media tan larga. (La vida media del uranio-235 es de 700 millones de años, más corta por un factor de 20.)
el torio es químicamente reactivo y es atacado por el oxígeno, el hidrógeno, los halógenos y el azufre. (6) el polvo de torio es pirofórico (se enciende espontáneamente en el aire). (7)
el torio es dimórfico, cambiando de cúbico centrado en la cara a cúbico centrado en el cuerpo por encima de 1360 oC., (6)
el torio tiene el rango de líquido más grande de cualquier elemento, abarcando más de 3000 grados entre su punto de fusión de 2023 K (1750 oC) y su punto de ebullición de 5063 k (4790 oC).
El dióxido de torio (toria) tiene el punto de fusión más alto de cualquier óxido conocido.
casi todo el torio natural es torio – 232 que decae lentamente al radio metálico del Grupo 2 por emisión de partículas alfa.,
el torio-232 puede ser convertido por neutrones térmicos (lentos) a uranio-233 fisionable a través de la siguiente secuencia de reacción:
232th + n ⇒ 233th
ß decay ß decay
233th ⇒ 233pa ⇒ 233u
fisión de la el uranio-233 puede proporcionar neutrones para iniciar el ciclo de nuevo. Este ciclo de reacciones se conoce como el ciclo del torio. (6)
usos del torio
una posibilidad emocionante para el futuro es alimentar reactores nucleares con torio., No solo el torio es más abundante en la tierra que el uranio, sino que 1 tonelada de torio extraído puede producir tanta energía como 200 toneladas de uranio extraído. (8)
la diferencia en la producción de energía de los dos elementos surge porque la mayor parte del uranio extraído es uranio-238, que no es fisible. (El uranio natural es más del 99% de uranio-238 con solo alrededor del 0,7% del uranio-235 fisible.) Casi todo el torio extraído, sin embargo, puede convertirse fácilmente en el isótopo de uranio fisible uranio-233 a través del bombardeo de neutrones (como se muestra arriba).,
Se espera que los residuos de un reactor de torio pierdan su peligrosa radiactividad después de unos 400-500 años, en comparación con muchos miles de años para los residuos nucleares producidos hoy en día. (8)
la investigación sobre el combustible de torio continúa en varios países, incluidos los Estados Unidos y la India. (9)
La mayoría de los usos no nucleares del torio son impulsados por las propiedades únicas de su óxido.
El dióxido de torio se utilizó en los mantos de gas Welsbach en el siglo XIX y hoy en día estos mantos todavía se pueden encontrar en linternas de camping., (El punto de fusión muy alto del dióxido de torio asegura que se mantenga sólido, brillando con una luz blanca intensa y brillante a la temperatura del gas ardiente de la linterna.)
El dióxido de torio se utiliza para la cerámica resistente al calor.
El vidrio que contiene dióxido de torio tiene un alto índice de refracción y baja dispersión, por lo que el dióxido de torio se agrega al vidrio para su uso en lentes de alta calidad y equipos científicos.
Las aleaciones de torio-magnesio se utilizan en la industria aeroespacial para motores de aviones. Estas aleaciones son ligeras y tienen una excelente resistencia y resistencia a la fluencia a altas temperaturas.,
el torio se utiliza para recubrir filamentos de tungsteno en bombillas.
la demanda de torio en aplicaciones no nucleares está disminuyendo debido a preocupaciones ambientales y de salud debido a su radiactividad.
abundancia e isótopos
abundancia corteza terrestre: 6 partes por millón en peso, 0.5 partes por millón en moles
abundancia Sistema solar: 0.,3 partes por billón en peso, 2 partes por billón en moles
costo, puro: $ por 100g
costo, a granel: $ por 100g
Fuente: el torio no se encuentra libre en la naturaleza, pero se encuentra en una serie de minerales: principalmente monazita y bastnasita. Comercialmente el torio se extrae de la arena de monacita (mineral fosfato). La inercia química de la monacita hace que la extracción sea un proceso complejo y de varias etapas. (6)
el metal de torio se puede aislar por electrólisis del cloruro de torio anhidro con calcio.,
isótopos: el torio tiene 28 isótopos cuyas semividas se conocen, con números de masa 210 a 237. Todos son radioactivos. El isótopo más estable es el 232º, con una vida media de 14.050 millones de años y una abundancia de prácticamente el 100%.
- La Revista Trimestral de la Ciencia, la Literatura y el Arte., The Royal Institure of Great Britain., Julio a diciembre de 1829 p412.
- Jöns Jacob Berzelius, The Quarterly Journal of Science, Literature and Art., The Royal Institure of Great Britain.,, Enero a junio de 1830, p88.
- Lawrence Badash, el descubrimiento de la radiactividad del torio., Journal of Chemical Education, (April 1966) p219.
- Ernest Rutherford, the Cause and Nature of Radioactivity., The Collected Papers of Lord Rutherford of Nelson, Vol. 1, pp 472-94.
- Jean Pierre Adloff, Robert Guillaumont, Fundamentals of Radiochemistry., CRC Press, 1993, p2.
- M. S. Wickleder, B. Fourest, P. K. Dorhout, the Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements., Springer., Vol 1.3, p53-63.,
- Argonne National Laboratory, Torio Human Health Fact Sheet
- Carlo Rubbia, el uso de torio podría reducir el riesgo de la energía Nuclear., 2011.
- World Nuclear Association, Torio
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"Thorium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/thorium.html>.