יסוד כימי · דף עיון
90Th

תוריום

תוריום הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 90 וסמלו Th. הוא נמצא במחזור 7, קבוצה — ובבלוק f. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Rn] 6d2 7s2.

מספר אטומי90
משקל אטומי תקני232.0377(4)
קבוצה—
מחזור7
בלוקf
תצורת אלקטרונים[Rn] 6d2 7s2
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

בכימיה של תוריום משתתפות אורביטלות 5f, 6d ו-7s. האקטינידים המוקדמים יכולים להציג כמה מצבי חמצון, ואילו אצל הכבדים יותר מצב +3 נעשה חשוב במיוחד.

תצורת האלקטרונים של תוריום היא [Rn] 6d2 7s2. כל האקטינידים רדיואקטיביים, ולכן יש לקרוא את הכימיה שלהם יחד עם יציבות הגרעין, זמן מחצית החיים ודרכי הדעיכה.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

תוריום יכול ליצור תחמוצות, הלידים וקומפלקסים בכמה מצבי חמצון. מכיוון שכל האקטינידים רדיואקטיביים, הצורה הכימית קשורה גם לרדיוכימיה, לאיזוטופים וליציבות הגרעין.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 11.70g/cm³. נקודת ההתכה היא 2 023 K (1 750 °C). נקודת הרתיחה היא 5 058K (4 788 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא תוריום וכיצד משתמשים בו?

בפועל, תוריום מופיע ביישומים כגון אנרגיה גרעינית, סגסוגות ומחקר מדעי. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

אנרגיה גרעינית

בתחום אנרגיה גרעינית, החשיבות של תוריום נובעת בעיקר מתכונות גרעיניות של היסוד או של איזוטופים מסוימים, כגון דעיכה, קליטת נייטרונים או שחרור חום.

סגסוגות

תוריום מתווסף למתכות או לסגסוגות כדי לשנות חוזק, עמידות בפני קורוזיה, התנהגות בהתכה או ביצועים בטמפרטורות גבוהות.

מחקר מדעי

תוריום מיוצר, מבודד או נמדד בעיקר במחקר שבוחן מגמות אטומיות, גרעיניות ומחזוריות, ולא לשימוש מסחרי רחב.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

תוריום נמצא במחזור 7 בסדרת בלוק f. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: רדיום; אקטיניום; פרוטקטיניום; אורניום. השוואה לאורך הסדרה מאפשרת לעקוב אחר שינויים הדרגתיים ברדיוס, בתצורה האלקטרונית, במצבי חמצון ובתכונות מגנטיות או אופטיות.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגאקטיניד
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 10 · 2
צפיפות11.70g/cm³
נקודת התכה2 020 K (1 747 °C)
נקודת רתיחה5 058K (4 788 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג1.3
אנרגיית יינון ראשונה609kJ/mol
זיקה אלקטרונית112.7 kJ/mol

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי תוריום מזוהה עם עבודתו של ינס יאקוב ברצליוס. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של תוריום הוא 232.0377(4). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

לתוריום אין איזוטופים יציבים. האיזוטופים שלו רדיואקטיביים, ולכן זמן מחצית החיים ודרך הדעיכה הם נתונים מרכזיים במדידה, במחקר וביישומים.

בטיחות

טיפול וחשיפה

תוריום הוא יסוד רדיואקטיבי. הטיפול בו דורש בקרת קרינה המתאימה לאיזוטופ, לפעילות, לסוג הקרינה ולצורה הכימית של הדגימה.