Թորիում

Թորիում, քիմիական տարր է, որի նշանն է Th և ատոմային թիվը՝ 90։ Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի 3-րդ խմբի տարր է, պատկանում է ակտինիդներին. ծանր, թույլ ռադիոակտիվ տարր է։

Պատմություն 
Առաջին անգամ թորիումը բյուրեղից առանձնացրել է Իյոնս Յակոբ Բերցելիուսը 1828 թվականին. այն հետագայում ստացել է թորիտ անվանումը։ Տարրը հայտնաբերողն այն անվանել է սկանդինավյան դիցաբանության ամպրոպի աստված Թորի պատվին։

Բնության մեջ 
Թորիում գրեթե միշտ պարունակում են հազվադեպ հանդիպող տարրերի բյուրեղները։ Երկրակեղևում թորիումի պարունակությունը 8-13 գ/տ է, ծովային ջրում` 0.05 մկգ/լ։ Հրաբխային ապարներում թորիումի պարունակությունը նվազում է թթուներից (18 գ/տ) հիմնական (3 գ/տ)։ Զգալի քնակությամբ թորիում է կուտակվում պեգմատիտային ու հետհրաբխային գործընթացների արդյունքում, ընդ որում նրա քանակությունը մեծանում է ապարներում կալիումի քանակի աճին զուգընթաց։ Ապարներում թորիումի գոյության հիմնական ձևը ուրան-թորիումի բաղադրիչ մասի տեսքով է։ Հետհրաբխային գործընթացներում որոշակի նպաստող հանգամանքների պարագայում (լուծույթների հարստացում հալոգեններով, ածխաթթվով) թորիումն ի վիճակի է տեղափոխվելու հիդրոթերմալ լուծույթներում և ֆիքսվելու ուրան-թորիումի և կարկեհան-դիօպսիդային օրթիդ պարունակող տեղանքում։ Այս դեպքում թորիումի հիմնական հանքային ապարներն են կազմում մոնացիտային ավազը և ֆերիտորիտը (թորիումի սիլիկատ)։ Թորիումը կուտակվում է նաև գրեյզենային տեղանքներում, որտեղ խտանում է ֆերիտորիտում կամ ձևավորում է տիտան, ուրան այլ տարրեր պարունակող ապարներ։ Մտնում է գրանիտ ձևավորող ապարների մեջ, այդ պատճառով էլ արգելված է որոշ տեղերի գրանիտը կիրառել շինարարության մեջ։

Գոյացման վայրեր 
Թորիում հիմնականում պարունակում 12 ապարներ։ Այդ ապարների ձևավորման վայրեր հայտնի են Ավստրալիայում, Հնդկաստանում, Նորվեգիայում, ԱՄՆ-ում, Կանադայում, ՀԱՀ-ում, Բրազիլիայում, Պակիստանում, Մալայզիայում, Շրի Լանկայում, Ղրղզստանում և այլ երկրներում։

Արդյունահանում 
Թորիում պարունակող մոնացիտային խտանյութից թորիում ստանալու համար կիրառվում են թթուներ կամ ալկալիներ։ Հազվադեպ հանդիպող տարրերից այն դուրս են բերում տրիբուտիլֆոսֆատով և սորբումով։ Այնուհետև թորիումը մնացած ապարներից անջատում են դիօքսիդի, տետրաքլորիդի և տետրաֆտորիդի տեսքով։

Մետաղական թորիումը այնուհետև առանձնացնում են հալոգենիդներից կամ օքսիդներից մետաղի ջերմամշակման եղանակով (կալցիում-, մագնեզիում- կամ նատրիոթերմիա) 900-1000 °С պայմաններում։

 
էլեկտրալիզով ThF4 կամ KThF5 KF (կալիումի ֆտորիդ) հալույթում 800 °С գրաֆիտային անոդում։

Թորիումի գինը նվազել է 73,37 $/կգ (2009), մինչդեռ 2008 թվականին այն կազմել է 96,55 $/կգ։

Քիմիական հատկություններ 
Թորիումը պատկանում է ակտինիդների խմբին, սակայն էլեկտրոնային թաղանթներով այն նման է Ti-ի, Zr-ի, Hf-ի հատկանիշներին։

Թորիումը ընդունակ է դրսևորելու +4, +3 և +2 աստիճանի թթվայնություն։ +3 և +2 թթվայնության աստիճանները դրսևորվում են բրոմի և յոդի հալոգենիդներում, որոնք ստացվում են ամուր փուլում ուժեղ վերականգնիչների ազդեցությամբ։ Th4+ իոնը տարբերվում է հիդրոլիզի հակվածությամբ և կոմպլեքս միացությունների գոյացությամբ։

Թորիումը դժվար է լուծվում հիմնական թթուներում։ Այն լուծվում է НСl (6-12 մոլ/լ) և HNO3 (8-16 մոլ/լ) լուծույթներում ֆտորի իոնի առկայությամբ։ Հազվադեպ է լուծվում արքայաջրում։

Տաքացման արդյունքում փոխազդեցության մեջ է մտնում ջրածնի, հալոգենների, ազոտի, ալյումինի և մի շարք այլ տարրերի հետ։ Օրինակ` ջրածնային մթնոլորտում 400-600 °С ջերմության պայմաններում ձևավորվում է ThH2 հիդրիդը։

Ֆիզիկական հատկություններ 
Թորիումը սպիտակա-արծաթավուն, փայլուն, փափուկ, ձուլվող, հրավտանգ (պիրոֆորային) մետաղ է, այդ պատճառով նրա փոշին խորհուրդ են տալիս պահել կերոսինի մեջ։ Օդում մաքուր մետաղը դանդաղ մգանում է, տաքացման դեպքում` բռնկվում և այրվում սպիտակ բոցով` ձևավորելով դիօքսիդ։ Համեմատաբար դանդաղ է կոռոզիայի ենթարկվում սառը ջրում, մինչդեռ տաք ջրում թորիումի կոռոզիայի արագությունը բարձր է։

Մինչև 1400 °С ջերմաստիճանում թորիումն ունի խորանարդաձև կենտրոնաձիգ ցանցի տեսք։ 1.4 °С ջերմաստիճանում թորիումը գերհաղորդական հատկություն է դրսևորում։

Հալման ջերմաստիճանը 1.750 °С է, եռման ջերմաստիճանը` 4.788 °С: Իոնիզացման էներգիան M → M+ , M+ → M2+, M2+ → M3+, M3+ → M4+ համապատասխանաբար կազմում է 587, 1110, 1978 և 2780 կՋ/մոլ։

Իզոտոպներ 
2012 թվականի դրությամբ հայտնի էին թորիումի 30 իզոտոպներ և նրա նուկլիդների` միջուկային իզոմերիայի երեք տեսակ։

Թորիումի նուկլիդներից մեկը` թորիում-232-ը, ունի կիսաքայքայման մեծ շրջան Երկրի տարիքի վերաբերմամբ. այդ պատճառով բնական թորիումը բաղկացած է միայն այդ նուկլիդից։ Նրա որոշ իզոտոպներ բնության մեջ բնորոշվում են հետքային քանակությամբ, քանի որ մտնում են ռադիումի, ակտինիումի ռադիոակտիվ շարքի մեջ։ Դրանք ունեն ներկայումս հնացած հետևյալ անունները.
 ռադիոակտինիում 227Th
 ռադիոթորիում 228Th
 իոնիում 230Th
 ուրան Y 231Th
 ուրան X1 234Th

Առավել կայուն իզոտոպներ են 232Th (կիսաքայքայման շրջանը 14,05 միլիարդ տարի է), 230Th( տարի), 229Th (կիսաքայքայման շրջանը` 7340 տարի), 228Th (1,9116 տարի)։ Մնացած իզոտոպների կիսաքայքայման շրջանը 30 օր է :

Տես նաև 
 Պարբերական աղյուսակ

Ծանոթագրություններ 

Մետաղներ
Ակտինոիդներ
Թորիում
Ռադիոակտիվ տարրեր