Торий элементийг 1828 онд Берзелиус Норвегид олдсон ашигт малтмалаас нээсэн бөгөөд хожим нь торит гэж нэрлэсэн (ThSi04). Элемент нь Скандинавын домог зүй дэх аянгын бурхан - Тор хэмээх нэрээр нэрлэгдсэн.
Цэвэр торийг зөвхөн 1934 онд ван Аркел торийн иодидын дулааны диссоциацийн аргаар олж авсан. Ториумын цацраг идэвхт чанарыг 1896 онд Кюри нээсэн.
Ураныг 1789 онд ураны давирхайд (U3Og) Клапрот нээжээ. Нээлтээс хойш 40 гаруй жилийн турш түүний "диоксид" нь зөвхөн 1841 онд түүний хлоридыг калигаар багасгаж, 1898 онд Мари нээсэн болон Пьер Кюри ураны хүдэр дэх радийг нээсэн.
1900 он хүртэл ураны хүдрийг бага хэмжээгээр боловсруулж уран зураг (ураны шар) болон шил, керамик эдлэлийг будахад ашигладаг ураны нэгдлүүдийг гаргаж авдаг байв. 1900-1942 он хүртэл ураны хүдрийг голчлон боловсруулж, радийг гаргаж авсан. 1942 оноос өнөөг хүртэл хүдэр боловсруулах гол зорилго нь цөмийн реакторын уран юм.
Торий ба ураны шинж чанарууд
1946 онд Г.Сиборг нэгэн таамаг дэвшүүлсэн бөгөөд үүний дагуу Үелэх системд actii-ийн дараа 5/ бүрхүүл дүүрсэн лантанидтай төстэй актинид (эсвэл актинид) элементүүдийн шилжилтийн шинэ бүлэг эхэлдэг. Энэ үзэл бодлыг одоо нийтээрээ хүлээн зөвшөөрч байна. Актинид нь торий, протактин, урий, саурийн элементүүд (нептуни, плутони, америций, куриум, беркелий, калифорни, эйнштейн, ферми, менделеви, нобелиум) орно. Энэ цувралын анхны гишүүд нь тори, протактин, урий бөгөөд эдгээр нь ихэвчлэн үечилсэн системийн IV, V, VI хажуугийн бүлэгт багтдаг боловч үндсэн химийн шинж чанарт нь үндэслэн актини ба лантанидын аналог гэж үзэх боломжгүй юм. . Нэмж дурдахад, спектрийн судалгаагаар тори, протактин, магадгүй уранд 5/-электрон байхгүй болохыг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч хүнд элементийн атомуудын Sf ба 6d түвшний электрон энергийн ойролцоо байгааг харгалзан үзэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь электрон нэг түвшнээс нөгөөд шилжих хялбар байдлыг тодорхойлдог. Тори, ураныг актинид гэж ангилахыг дэмжсэн хэд хэдэн аргументууд байдаг. Тиймээс, металл төлөвт тори, уран (түүнчлэн траисураидууд) нь шинж чанараараа лантанидуудтай төстэй бөгөөд циркони, тантал, вольфрамаас эрс ялгаатай байдаг. Ураны химийн нэгдлүүдийн шинж чанар нь вольфрамын нэгдлүүдийн шинж чанараас эрс ялгаатай.
Тори нь химийн шинж чанараараа циркони, гафнитай ойролцоо байдаг ч тори ба дөрвөн валент цери хоёрын хооронд илүү төстэй байдал ажиглагдаж байна. Лантанидууд шиг активоидууд нь парамагнит шинж чанараараа ялгагдана. Усан уусмал дахь уран ба траисуранидын катионуудын соронзон мэдрэмтгий байдлын өөрчлөлт нь хэд хэдэн лантанидын хувьд ижил байна.
Байгалийн тори нь бараг нэг изотоп 2^Th (Ti/Z = 1.39* * 1010 жил) агуулдаг бөгөөд энэ нь 2gfPb хар тугалга изотопоор төгссөн цацраг идэвхт гэр бүлийн үндэслэгч юм. Байгалийн уран нь 238 (Гi/2 = 4.5" 109 жил) ба 235U (T\/r - 7.1 10) масстай 235 (0.71%) ба 234 (0.005%) гэсэн гурван изотопоос бүрдэнэ. жил) нь цацраг идэвхт гэр бүлийн (4n + 2) ба (4n + 3) цувралын өвөг дээдэс юм.
Физик шинж чанар
Торий бол зөөлөн, мөнгөлөг цагаан металл (шинэхэн зүсэгдсэн үед). Торийн хоёр талст өөрчлөлтийг мэддэг. 1400 QC хүртэл тогтвортой (нүүр төвтэй шоо тортой X хэлбэрийн; 1400 С-ээс дээш температурт ^-хэлбэрийн биеийн төвтэй куб тортой.
Уран бол ган саарал өнгөтэй уян хатан металл юм. Үүний гурван өөрчлөлтийг мэддэг: а-уран нь 662 С хүртэл тогтвортой, орторомбын системд талстждаг; /3-уран нь 662 - 769 С мужид тогтвортой, тетрагональ бүтэцтэй; 769С-ээс дээш температурт тогтвортой, куб нүүр төвтэй бүтэцтэй y-уран. Тори болон ураны зарим физик шинж чанаруудыг доор харуулав.
Ториум Уран
Атомын дугаар 90 92
Атомын масс "233.038 238.03
Нягт р 0, г/см3 11,7 18,5-19
Температур, ° C:
TOC \o "1-3" \h \z хайлах 1750 ISO
Буцалгах 3500-4200 3700-4200
Цахилгаан эсэргүүцэл
R o -106, Ом-см 13-18 30.0
Дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлол
P-102", см2 7.31 7.68
(изотопуудын байгалийн холимог)
Электрон ажлын функц, эВ.... 3.51 3.27
Суналтын бат бэх, МПа.... 200-220 400-800*
Хатуулаг NV, МПа 530-700 1500 *
Уян хатан модуль E 0, GPa 70 190
Гэмтсэн металлыг зөөлрүүлэх горимоос хамаарна. 770 0С-т гажигтай металлыг зөөлрүүлсний дараа . Ураны механик шинж чанар нь механик болон дулааны боловсруулалтын горимоос (металл талстуудын анизотропийг харгалзан) ихээхэн хамаардаг. Ураныг /3- ба ^-өөрчлөлтийн тогтвортой байдлын температурт халааж, дараа нь бөхөөх нь /3- эсвэл y-хэлбэрийг бэхлэхэд хүргэдэггүй, харин zerium нунтаглаж, механик боловсруулалтын явцад үүсэх бүтцийг арилгадаг. .
Химийн шинж чанар
Агаар дахь торий, уран нь ердийн температурт аажмаар исэлдсээр хар исэл хальсаар хучигдсан байдаг бөгөөд энэ нь зэврэлтийг саатуулдаг боловч зогсоодоггүй. 150 С-ээс дээш температурт уран, 400 С-ээс дээш температурт тори нь хурдан исэлддэг.
Тори-хүчилтөрөгчийн системд зөвхөн нэг тогтвортой исэл ThOj мэдэгдэж байна. Торийн давхар исэл нь 3200С-т хайлж, химийн өндөр бат бэхтэй.
Уран-хүчилтөрөгчийн системд зургаан исэл суурилуулсан бөгөөд тэдгээрийн хамгийн чухал нь U02, U308, U03 юм. Тори, уран дахь хүчилтөрөгчийн уусах чадвар маш бага. Ургн ба тори нь 250 - 300 ба 400 - 600 С-ийн температурт устөрөгчтэй идэвхтэй урвалд орж гидрид (UH3, ThH2, ThH375) үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд эхний ажлын хэсэг нь нунтаг болж хувирдаг. Ураны эрлийз нь 430С-аас дээш температурт, торийн гидрид нь 700-800С-ийн температурт вакуумд задардаг.
600 - 800 С-ийн температурт металууд азоттой урвалд орж, нитрид (U2N3, Th2N3, UN, ThN) үүсгэдэг. Ураны нитрид нь хүчилд бага уусдаг ба шүлтийн уусмалд идэвхгүй байдаг. Торийн нитрид нь усаар задарч, аммиак ялгаруулдаг. Нүүрстөрөгч, уран, тори нь карбид (UC, U2C3, UC2, ThC, ThC2) үүсгэдэг. Карбидууд усаар задарч, нүүрсустөрөгчийг ялгаруулдаг.
Уран, тори нь хүйтэн үед фтортой, халах үед бусад галогентэй урвалд ордог. Ураны фторидуудаас хамгийн чухал нь UF6 (ураны изотопуудыг ялгахад ашигладаг) ба UF4 -^ нь уран үйлдвэрлэх эхлэлийн нэгдэл болдог.
100 ° C хүртэл температуртай хоёр металл нь 200 ° C-аас дээш температурт усанд аажмаар зэврүүлдэг; 200 ° C-аас дээш температурт уур нь уран, торийг идэвхтэй исэлдүүлдэг. Тори нь хүйтэнд азот, хүхрийн болон фторын хүчилд удаан зэврүүлж, давсны хүчилд амархан уусдаг. Шүлтлэг уусмал нь торид бага нөлөө үзүүлдэг.
Усны фторын хүчил нь уранд сул нөлөө үзүүлдэг (хамгаалалтын UF4 хальс үүсдэг). Хүйтэн дэх метал нь халах үед шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилтэй урвалд ордоггүй, зэврэлт нь устай ижил байдаг. Давсны хүчил нь ураныг азотын хүчилд идэвхтэй уусгаж, уусгах нь дунд зэргийн хурдтай явагддаг.
Ториумын химийн нэгдлүүд
Хамгийн тогтвортой деривативууд нь торийн +4 исэлдэлтийн түвшин хамгийн өндөр байдаг. Усны уусмалд исэлдэлтийн доод түвшний нэгдлүүд илрээгүй. Усан уусмал дахь Th4+ ионууд нь нарийн төвөгтэй нэгдлүүд үүсгэх чадвараараа тодорхойлогддог. Усан уусмалаас тусгаарлагдсан торийн хамгийн чухал нэгдлүүд нь:
Торийн гидроксид Th(OH)4 - рН = 3.5+3.6-д аморф тунадас хэлбэрээр тунадас үүснэ. Уусах чадварын бүтээгдэхүүн ~1040;
Ториум нитрат бол маш сайн уусдаг давс бөгөөд Th(NOj)4 lH20 (l = 5 эсвэл 6) талст гидратын найрлагад тусгаарлагдсан. 160 С-ээс дээш температурт TiO2 үүсэх замаар задардаг;
Ториум сульфат Th(SOj2 pH20 - усанд дунд зэргийн уусдаг, шүлтлэг металлын сульфаттай бага зэрэг уусдаг давхар сульфат үүсгэдэг Me2S04 "Thfcoj, /»H,0;
Ториум фторид ThF4 - янз бүрийн тооны усны молекул бүхий тунадас, усанд уусах чадвар нь 1.7 "10-4 г/л. Давс нь эрдэс хүчилд бага зэрэг уусдаг;
Ториум оксалат ThfCflJ "6H20 - ус, 3 - 4 N хүчлийн уусмалд бараг уусдаггүй. Давс нь шүлтлэг металл ба аммонийн оксалатуудын уусмалд уусч, Afe4 төрлийн нийлмэл давс үүсгэдэг;
Үндсэн карбонат TNOSOЪ - 8НгО - усанд бага зэрэг уусдаг, шүлтлэг металл, аммонийн карбонатын уусмалд уусдаг, MejThfcO^j] цогцолбор үүсгэдэг;
Торий фосфатууд TH3(P04)4 4HgO ба ThP207 2HgO нь сул хүчиллэг уусмалаас тусгаарлагдсан муу уусдаг давс юм.
Ураны химийн нэгдлүүд
Төвийг сахисан ба хүчиллэг уусмалд зургаан валент уран нь шар уранил ион VO§+ хэлбэрээр оршдог. Бага зэрэг уусдаг уранил гидроксид III2(OH)2 нь рН = 3.8+6.0 мужид (ураны агууламжаас хамаарч) уусмалаас ялгардаг. Амархан уусдаг уранил давс нь: нитрат U02(N0j)2, сульфат U02S04, хлорид Ш2С12, фтор U02F2, ацетат U02(CH3C00)2. Эдгээр давс нь янз бүрийн тооны усны молекул бүхий талст гидрат хэлбэрээр уусмалаас ялгардаг.
Технологид бага уусдаг уранил давсуудын дотор уранил оксалат UOjCjO^ уранилфосфатууд U02HP04 ба (U02)2P207, аммонийн уранилфосфат NH4U02P04, натрийн уранил ванадат (NaU02U202) зэрэг орно.
Уранил ион нь нарийн төвөгтэй нэгдлүүд үүсгэх хандлагатай байдаг. Иймээс ~, 3- ба 4-нитратын комплекс 2~ хүхрийн хүчлийн комплекс 4-, карбонатын цогцолборын төрлийн фторын ионуудтай комплексууд мэдэгдэж байна)
