الثوريوم

ثوريوم

Thorium - Thorium

الثوريوم

الثوريوم Thorium عنصر معدني انتقالي ينتمي إلى عناصر زمرة الأكتينيوم، صُنِّف قبل عام 1940 في الفصيلة IV b، من الجدول الدوري القصير لمندليف، عنصراً أخيراً من فصيلة التيتانيوم والزركيوم والهفينوم. رمزه الكيماوي Th وعدده الذري 90 ووزنه الذري 232.038.

اكتشفه الكيميائي السويدي برزيليوس Berzilius  عام 1828، الذي عزله من عيِّنة فلز سوداء وُجدت في جزيرة في النروِجْ. وسمَّاه الثوريوم باسم أحد الآلهة الاسكندنافيين، وسَمَّى الفلز الذي وُجد فيه الثوريت. أمَّا نشاطه الإشعاعي فقد اكتشفه بيير وماري كوري عام 1898.

وجوده في الطبيعة

ليس الثوريوم عنصراً نادراً، إذ تُقدَّر نسبته نحو 0.001% (10^-3%) وزناً من القشرة الأرضية. وهو يوجد في فلزات كثيرة، مرافقاً لعناصر الأتربة النادرة[ر] ويكون في الغالب مع التيتانيوم والنيوبيوم والتنتاليوم واليورانيوم. إن أغنى الفلزات بالثوريوم هما الثوريت Thorite على شكل سيليكات الثوريوم (ThSiO₄)الذي تبلغ نسبة الثوريوم فيه نحو 60%، والثوريانيت Thorianite وهو مزيج من ثنائي أكسيد الثوريوم ThO₂ وأكسيد اليورانيوم U₃O₈. وتبلغ نسبة ما فيه من الثوريوم نحو 90%. ولكن أهم مصدر تجاري للثوريوم هو المونازيت Monazite، وتقع توضعات هذا الفلز في شواطىء الهند والبرازيل وسيلان ومدغشقر، كما يوجد في مناطق أخرى من العالم كجنوبي إفريقية والاتحاد السوفييتي واسكندنافية وأسترالية والولايات المتحدة الأمريكية.

خواصه

تتلخص خواصه الفيزيائية فيما يلي:

إلكترونات المدارات التكافؤية (صيغة) k5f ⁰ 6d² 7S؛ نصف القطر الذري 1.8أنغستروم، نصف القطر الشاردي  Th⁴⁺ ن0.1 أنغستروم، الكتلة الحجمية: 11.7غ/سم³، درجة الانصهار: 1750 ْس، متوسط درجة الغليان: 3850 ْس (3500 ْس ـ4200 ْس)، كمون التشرّد (التأيُّن) الأول: 6.95 ev الرابع 29.38 ev (إلكترون ـ فولط).

ويتكون الثوريوم الطبيعي من نظيرين Isotopes هما: ²³²Th وما ينشأ عنه ²²⁸Th، ونصف حياة الأول 1.4 ×¹⁰10 سنة بينما نصف حياة الثاني 1.9سنة. أمَّا نظائر الثوريوم الأخرى فهي:

وللثوريوم نظير اصطناعي هو ²³³Th وهو يصدر -β ونصف حياته 23.5 دقيقة، وهو يتحََّول إلى بروتِكْتيسينوم 233 الذي يتحوَّل  بدوره  إلى  (²³³U)  اليورانيوم القابل للانشطار.

أمَّا خواصه الكيمياوية فتتلخص فيما يلي: لا يتأثر بالحموض الممددة كثيراً، غير أنه ينحل في حمض كلور الماء المركز، وهو يتفاعل مع حمض الآزوت المركز بسرعة في بداية التفاعل لكنه سرعان ما يتوقف بسبب السلبية المتولدة عن تشكل طبقة ثنائي أكسيد الثوريوم. ولا ينحل الثوريوم في المحاليل المائية لهدروكسيدات المعادن القلوية، كما لا يتأثر بالهواء في درجة الحرارة العادية، لكنه يحترق فيه إذا كان مسحوقاً ويكوّن حينئذٍ أكسيد الثوريوم. وهو يتفاعل مع الماء في الدرجة 100 ْس، ببطء وتزداد شدة تفاعله بارتفاع درجة الحرارة، كما يتفاعل مع الهالوجينات في الدرجة 450 ْس، ومع الآزوت بالدرجة 650 ْس مكوناً الهاليد والنتريد الموافقين، ويتفاعل مع الهدروجين بالدرجة 300 ـ400 ْس مكوّناً هدريد الثوريوم.

تحضيره

يحضر معدن الثوريوم بإرجاع رباعي فلوريد الثوريوم Th F₄ أو ثنائي أكسيد الثوريوم بوساطة معدن الكالسيوم، ويجري التفاعل بتسخين مزيج من Th F₄ وCa بوجود ثنائي كلوريد الزنك ZnCl₂ اللامائي عند الدرجة 600 ْس تقريباً. ويمكن الحصول عليه بالتحليل الكهربائي لمركب سداسي فلورو ثورات (IV) البوتاسيوم K₂Th F₆ أو خماسي فلورو ثورات (IV) البوتاسيوم KTh F₅ المنحل في صهارة ملح كلوريد الصوديوم والبوتاسيوم KCl-NaCl.

استعمالاته

من الاستعمالات الأساسية للثوريوم ومركباته استخدام ThO₂ في المفاعلات النووية، واستخدام الثوريوم في صنع الخلائط المعدنية المختلفة كخلائط المغنزيوم التي تحتوي على 3% من الثوريوم ونحو 0.5-1% من الزركونيوم، وتمتاز هذه الخلائط بمتانة ميكانيكية عالية ويستخدم بعضها في صنع أنابيب الانفراغ الغازية والمصابيح الكهرضوئية، وللثوريوم تطبيقات عملية في مركبات الفضاء والصواريخ لقوته الميكانيكية ووزنه الخفيف.

كذلك تستخدم نترات الثوريوم Th(NO₃)₄ في صنع قمصان المصابيح الغازية بأن تُشرَّب ألياف قطنية أو ألياف اصطناعية بمحلول النترات يراوح تركيزه بين 25-50% ويحتوي على 1-2% من نترات السيريوم Ce(No₃)₄، وبغسل هذه القمصان بمحلول هدروكسيد الأمونيوم الممدد يتشكل هدروكسيد الثوريوم Th(OH)₄ غير المنحل.

 محمد علي المنجد

ـ كيمياء المعادن الانتقالية، الكيمياء اللاعضوية «3»، هيام بيرقدار (جامعة دمشق، 1983-1984).

- R.B.Helsop  & K . Jones . Inorganic chemistry (Elserior scientific publication company, Amsterdam, 1976).

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : علوم

المجلد: المجلد السابع

رقم الصفحة ضمن المجلد : 383

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية