وهو عنصر مشع للغاية ويوجد بشكل طبيعي في الرمال المعدنية بكميات كبيرة. كما أنه من الممكن العثور عليه في الحيوانات والنباتات والمياه. ونظرًا لأن الثوريوم نشط كيميائيًا للغاية، فإنه يستخدم في القطاع النووي في السبائك والتطبيقات الأخرى. تعرف على المزيد حول خصائصه وأصله وخصائصه.
ما هو الثوريوم؟
وهو عنصر كيميائي يحمل الرقم الذري 90 يقع في مجموعة الأكتينيدات في الجدول الدوري. ومن الشائع العثور عليه في معادن الثوريت والموناسيت والثوريانيت في حالتها الطبيعية، مع لون بين الأبيض أو الفضي مع اتساق ناعم. بالإضافة إلى ذلك، فهو يتأكسد ببطء وعندما يتم سحقه بالحرارة، فهو قابل للاشتعال وينبعث ضوء أبيض.
رمز الثوريوم
اسمها يأتي من إله البرق الإسكندنافي ثور، من الأساطير الاسكندنافية. حصلت على هذا الاسم لتكريم هذا الإله الأسطوري.
خصائص الثوريوم
وهو معدن سام كتلته الذرية 232.0381، وله لون فضي لامع. إنها قادرة على الاحتفاظ بسطوعها، ولكن عند ملامستها للهواء تصبح معتمة ورمادية. اكتشف الميزات الأخرى:
- الحالة : معدن صلب .
- اللون : فضي لامع، ولكن مع مرور الوقت في الجو يصبح رمادياً أو أسود.
- الطعم والرائحة : لا رائحة له ولا طعم له.
- الليونة : في حالتها الطبيعية تكون قابلة للسحب.
- السمية : وهي مرتفعة وتؤثر بشكل كبير على الإنسان لدرجة التسمم.
- النشاط الإشعاعي : مرتفع، لأنه يتمتع بعمر إشعاعي طويل يصل إلى 1.4×1010 سنة.
- البناء : مكعب متمركز على وجوهه.
- التركيب : يتكون من 90 إلكترونًا وبروتونات، مصحوبة بـ 141 نيوترونًا مستقرًا.
- الذوبان : وهو قابل للذوبان في الماء.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للثوريوم
- العدد الذري : 90
- الفترة : 7
- كتلة : ف
- المجموعة : 3
- حالة الأكسدة : 4، 3، 2
- نصف القطر التساهمي (Å): 206 بعد الظهر
- متوسط نصف القطر: 180 ساعة
- الكثافة: 11724 كجم/م3
- نقطة الانصهار: 1755 درجة مئوية
- نصف القطر الذري: 179 ساعة
- السالبية الكهربية: 1.3
- الحرارة النوعية: 120 جول/(كجم)
- الموصلية الكهربائية: 6.53 × 106 ثانية/م
- احتمال التأين الأول (eV): 587
- إلكترونات لكل طبقة: 2، 8، 18، 32، 18، 10، 2
- التكوين الإلكتروني: [Rn] 7s2 5f2
- الكتلة الذرية (جم/مول): 232.0381 ش
- الموصلية الحرارية: 54 واط/(كم)
- نقطة الغليان: 4788 درجة مئوية
أصل الثوريوم
تم اكتشاف العنصر في عام 1828 على يد يونس جاكوب بيرسيليوس في النرويج، أثناء فحصه لمعدن أسود، والذي نجح في عزله. ومع ذلك، في عام 1890، أجرى الكيميائيان بيير وماري كوري تجارب وأكدوا خصائصه المشعة، مما صنفه على أنه الثوريوم المشع.
ما هو الثوريوم المستخدمة ل؟
يمتد استخدام الثوريوم بشكل رئيسي إلى المجال النووي كوقود في السبائك المعدنية. يتم استخدامه كمحفز في التفاعلات العضوية مع المركبات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يتم دمج أكسيد الثوريوم في معدن التنغستن في إنتاج خيوط المصابيح الكهربائية. الاستخدامات الأخرى هي:
- يتم استخدامه كعامل عشوائي في الهياكل الميكانيكية المختلفة.
- وتستخدم أكاسيده كمكونات في إنتاج عدسات عالية الدقة، حيث تعمل على تحسين خصائصها الحيادية.
- يتم استخدامه في صناعة الأقطاب الكهربائية للحام التنغستن.
- يتم استخدامه في سبائك التنغستن، مما يسهل انبعاث الإلكترونات في الأقطاب الكهربائية، من أجل الاشتعال المثالي.
- يتم استخدامه كمادة طلاء في المصابيح الكهربائية بسبب السطوع الذي يوفره.
- تُستخدم خصائص التلوين الخاصة به في إنتاج الزجاج والسيراميك.
- يستخدم ثاني أكسيد الثوريوم كعامل تباين في قطاع الأشعة الطبية.
أين يوجد الثوريوم وكيف يتم الحصول عليه؟
يوجد الثوريوم في البيئة في التربة والصخور والحيوانات والمياه، ويأتي من التحلل الإشعاعي لليورانيوم. بالإضافة إلى ذلك فإن معادن التوريت والثوريانيت والموناسيت هي مصادر نقية للعنصر، ويتم استغلالها حتى الحصول عليه في شكله المعدني.
للحصول عليه، نقوم بإجراء اختزال أكسيد الثوريوم مع الكالسيوم. بالإضافة إلى ذلك، من خلال التحليل الكهربائي لثنائي كلوريد الثوريوم المسال مع الصوديوم والبوتاسيوم، من الممكن الحصول على عينة نقية من المعدن.
الآثار الصحية للثوريوم
ويصل هذا العنصر إلى البيئة بكميات وفيرة من خلال الغازات المنبعثة من المنشآت الصناعية التي تتم معالجتها فيها. يؤدي التعرض العالي إلى الإصابة بأمراض الجهاز التنفسي وسرطان الرئة أو البنكرياس. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يؤثر بشكل كبير على الحمض النووي والمواد الوراثية.
الاستخدام المفرط في تطبيقات الأشعة السينية يمكن أن يؤدي إلى أمراض الكبد. حتى نظائر الثوريوم يستقر في العظام عند التعرض لها لفترة طويلة ويكون مسؤولاً عن سرطان العظام.
وفي الختام فإن هذا الأكتينيد يتميز بنشاطه الإشعاعي في شكله الطبيعي والمعدني، ويستخدم على نطاق واسع في محطات الطاقة النووية، ليحل محل اليورانيوم. بالإضافة إلى ذلك، ونظراً لسميته، يجب استخدامه بحذر، لأنه يسبب الوفاة بسبب التسمم.