عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
90Th

ثوريوم

ثوريوم عنصر كيميائي عدده الذري 90 ورمزه Th. يقع في الدورة 7، المجموعة — ضمن القطاع f. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Rn] 6d2 7s2.

العدد الذري90
الكتلة الذرية القياسية232.0377(4)
المجموعة—
الدورة7
القطاعf
التوزيع الإلكتروني[Rn] 6d2 7s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

تشارك مدارات 5f و6d و7s في كيمياء ثوريوم. يمكن لعناصر الأكتينيدات الأولى أن تُظهر عدة حالات أكسدة، بينما تصبح الحالة +3 أكثر أهمية في العناصر الأثقل.

التوزيع الإلكتروني لـثوريوم هو [Rn] 6d2 7s2. جميع الأكتينيدات مشعة، لذلك يجب قراءة خواصها الكيميائية إلى جانب استقرار النواة وعمر النصف وأنماط الاضمحلال.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يستطيع ثوريوم تكوين أكاسيد وهاليدات ومعقدات تناسقية في حالات أكسدة مختلفة. وبما أن الأكتينيدات كلها مشعة، فإن فهم أشكالها الكيميائية يرتبط أيضاً بالكيمياء الإشعاعية والنظائر واستقرار النواة.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 11.70g/cm³. نقطة الانصهار هي 2 023 K (1 750 °C). نقطة الغليان هي 5 058K (4 788 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد ثوريوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر ثوريوم في تطبيقات مرتبطة بـطاقة نووية، سبائك وبحث علمي. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

طاقة نووية

يُعد ثوريوم مهماً في دورة الوقود النووي وفي أبحاث أنظمة الطاقة النووية.

سبائك

يُضاف ثوريوم إلى الفلزات أو السبائك لتعديل القوة ومقاومة التآكل وسلوك الانصهار أو الأداء عند درجات الحرارة المرتفعة.

بحث علمي

يُنتج ثوريوم أو يُعزل أو يُقاس أساساً في الأبحاث التي تختبر الاتجاهات الذرية والنووية والدورية، وليس للاستخدام التجاري واسع النطاق.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع ثوريوم في الدورة 7 ضمن سلسلة القطاع f. العناصر المجاورة المعروضة هي: راديوم؛ أكتينيوم؛ بروتكتينيوم؛ يورانيوم. وتساعد المقارنة على امتداد السلسلة في تتبع التغير التدريجي في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني وحالات الأكسدة والخواص المغناطيسية أو البصرية.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفأكتينيد
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 10 · 2
الكثافة11.70g/cm³
نقطة الانصهار2 020 K (1 747 °C)
نقطة الغليان5 058K (4 788 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.3
طاقة التأين الأولى609kJ/mol
الألفة الإلكترونية112.7 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف ثوريوم بأعمال يونس ياكوب برزيليوس. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـثوريوم هي 232.0377(4). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لا يملك ثوريوم نظائر مستقرة. نظائره مشعة، ولذلك تصبح أعمار النصف وأنماط الاضمحلال بيانات أساسية في القياس والبحث والتطبيقات.

السلامة

المناولة والتعرض

ثوريوم عنصر مشع. تتطلب مناولته ضوابط إشعاعية تتناسب مع النظير والنشاط ونوع الإشعاع والصورة الكيميائية للعينة.