Войти
 | |
| Названия | |
|---|---|
| Названия IUPAC Диоксид тория. Оксид тория (IV) | |
| Другие названия Торий. Ангидрид тория | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| ECHA InfoCard | 100.013.842  |
| PubChem CID | |
| UNII | |
| CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
SMILES
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | ThO 2 |
| Молярная масса | 264,037 г / моль |
| Внешний вид | белое твердое вещество |
| Запах | без запаха |
| Плотность | 10,0 г / см |
| Точка плавления | 3350 ° C (6060 ° F; 3620 K) |
| Температура кипения | 4,400 ° С (7950 ° F; 4670 K) |
| Растворимость в воде | нерастворим |
| Растворимость | нерастворим в щелочи. слабо растворим в кислоте |
| Магнитная восприимчивость (χ) | -16,0 · 10 см / моль |
| Показатель преломления (nD) | 2.200 (торианит) |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | Флюорит (кубическая), cF12 |
| Пространство группа | Fm3m, № 225 |
| Постоянная решетки | a = 559,74 (6) pm |
| Координационная геометрия | Тетраэдр (O); кубическая (Th) |
| Термохимия | |
| Стандартная молярная. энтропия (S 298) | 65,2 (2) ДжК моль |
| Стандартная энтальпия образования. (ΔfH298) | −1226 (4) кДж / моль |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) |  0 2 0  |
| Температура вспышки | Невоспламеняющийся |
| Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
| LD50(средняя доза ) | 400 мг / кг |
| Родственные соединения | |
| Другие катионы | оксид гафния (IV). оксид церия (IV) |
| Родственные соединения | Оксид протактиния (IV). Оксид урана (IV) |
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Ссылки ink | |
диоксид тория (ThO 2), также называемый торий (IV) оксид, представляет собой кристаллическое твердое вещество, часто белого или желтого цвета. Также известное как торий, он образуется в основном как побочный продукт лантанида и производство урана. Торианит - это название минералогической формы диоксида тория. Очень редко и кристаллизуется в изометрической системе. Температура плавления оксида тория 3300 ° C - самая высокая из всех известных оксидов. Только несколько элементов (включая вольфрам и углерод ) и несколько соединений (включая карбид тантала ) имеют более высокие температуры плавления. Все соединения тория радиоактивны, потому что нет стабильных изотопов тория.
Тория существует в виде двух полиморфов. Один имеет кристаллическую структуру флюорита. Это необычно среди бинарных диоксидов. Другие бинарные оксиды со структурой флюорита включают диоксид церия, диоксид урана и диоксид плутония ). Ширина запрещенной зоны тория составляет около 6 эВ. Известна также тетрагональная форма тория.
Диоксид тория более стабилен, чем моноксид тория (ThO). Только при тщательном контроле условий реакции окисление металлического тория может дать моноксид, а не диоксид. При чрезвычайно высоких температурах диоксид может превращаться в монооксид либо в результате реакции диспропорционирования (равновесие с жидким металлическим торием) при температуре выше 1850 К (1580 ° C; 2870 ° F), либо путем простой диссоциации (выделение кислорода) выше 2500 K (2230 ° C; 4040 ° F).
Диоксид тория (торий) может использоваться в ядерных реакторах в качестве керамических топливных таблеток, обычно содержащиеся в ядерных топливных стержнях, плакированных циркониевыми сплавами. Торий не делящийся (но является «плодородным», воспроизводящим делящийся уран-233 при нейтронной бомбардировке); следовательно, он должен использоваться в качестве топлива ядерного реактора вместе с делящимися изотопами урана или плутония. Это может быть достигнуто путем смешивания тория с ураном или плутонием или использования его в чистом виде вместе с отдельными топливными стержнями, содержащими уран или плутоний. Диоксид тория имеет преимущества перед обычными топливными таблетками из диоксида урана из-за его более высокой теплопроводности (более низкая рабочая температура), значительно более высокой точки плавления и химической стабильности (не окисляется в присутствии воды / кислорода, в отличие от диоксида урана).
Диоксид тория можно превратить в ядерное топливо, превратив его в уран-233 (см. Ниже и дополнительную информацию по торию см. В статье). Высокая термическая стабильность диоксида тория позволяет применять его при напылении пламенем и высокотемпературной керамике.
Диоксид тория используется в качестве стабилизатора в вольфрамовых электродах при сварке TIG, электронных лампах и авиационных газотурбинных двигателях. В качестве сплава торированный вольфрам нелегко деформировать, потому что высокотемпературный материал торий увеличивает высокотемпературные механические свойства, а торий помогает стимулировать эмиссию электронов (термоионов ). Это самая популярная оксидная добавка из-за ее низкой стоимости, но от нее постепенно отказываются в пользу нерадиоактивных элементов, таких как церий, лантан и цирконий.
. Дисперсный никель с торией находит свое применение в различных высокотемпературных операциях, например в двигателях внутреннего сгорания, поскольку это хороший материал, устойчивый к ползучести. Его также можно использовать для улавливания водорода.
Диоксид тория почти не имеет ценности в качестве коммерческого катализатора, но такие применения хорошо изучены. Он является катализатором в синтезе с большим кольцом Ружички. Другие области применения, которые были исследованы, включают крекинг нефти, преобразование аммиака в азотную кислоту и получение серной кислоты.
Диоксид тория был основным ингредиентом Торотраста, некогда распространенного радиоконтрастного агента, используемого для церебральной ангиографии, однако он вызывает редкую форму рака. (печеночная ангиосаркома ) через много лет после введения. Это использование было заменено инъекционным йодом или принимаемой внутрь суспензией сульфата бария в качестве стандартных рентгеновских контрастных агентов.
Еще одним важным применением в прошлом было газовое покрытие фонарей, разработанных Карлом Ауэром фон Вельсбахом в 1890 году, которые составлены 99 процентов ThO 2 и 1% оксида церия (IV). Даже в конце 1980-х годов было подсчитано, что около половины всего произведенного ThO 2 (несколько сотен тонн в год) использовалось для этой цели. Некоторые мантии все еще используют торий, но оксид иттрия (или иногда оксид циркония ) все чаще используется в качестве замены.
Пожелтевшая линза из диоксида тория (слева), аналогичная линза, частично пожелтевшая под действием ультрафиолетового излучения (в центре), и линза без пожелтения (справа) При добавлении в стекло, диоксид тория помогает увеличить его показатель преломления и уменьшить дисперсию. Такое стекло находит применение в качественных объективах для фотоаппаратов и научных приборов. Излучение этих линз может затемнить их и пожелтеть в течение многих лет и испортить пленку, но риск для здоровья минимален. Пожелтевшие линзы можно вернуть в исходное бесцветное состояние путем длительного воздействия интенсивного ультрафиолетового излучения. С тех пор диоксид тория был заменен оксидами редкоземельных элементов, такими как оксид лантана, почти во всех современных высокоиндексных стеклах, поскольку они обеспечивают аналогичные эффекты и не являются радиоактивными.
