Thorium (revised) (Português)
Note: This article, originally published in 1998, was updated in 2006 for the eBook edition.
visão geral
tório é um membro da família de actinídeos. Os elementos actinídeos estão localizados na linha 7 da tabela periódica. Eles têm números atômicos entre 90 e 103. A tabela periódica é um gráfico que mostra como os elementos químicos estão relacionados uns com os outros. A série actinida é nomeada em homenagem ao elemento 89, actínio, que às vezes é incluído na família actinida.,o tório foi descoberto em 1828 pelo químico sueco Jons Jakob Berzelius (1779-1848). Na época, Berzelius não percebeu que o tório era radioativo. Foi descoberto 70 anos depois, em 1898, pela física polonesa Marie Curie (1867-1934) e pelo químico inglês Gerhard C. Schmidt (1864-1949).o tório é um elemento relativamente comum com poucas aplicações comerciais. Há alguma esperança de que um dia possa ser utilizado em centrais nucleares, nas quais as reacções nucleares são utilizadas para gerar electricidade.
símbolo
Th
número atómico
90
massa atómica
232.,0381
família
Actinida
pronúncia
THOR-ee-um
descoberta e nomeação
em 1815, Berzelius estava estudando um novo mineral encontrado no distrito de Falun, na Suécia. A partir de sua análise, ele concluiu que ele tinha encontrado um novo elemento. Ele nomeou o elemento tório, em homenagem ao deus escandinavo Thor.dez anos depois, Berzelius anunciou que tinha cometido um erro. A substância que ele havia encontrado não era um elemento novo, mas o composto fosfato de ítrio (YPO4).pouco tempo depois, Berzelius relatou novamente que tinha encontrado um novo elemento. Desta vez ele estava certo., Ele escolheu manter tório como o nome para este elemento.na altura em que Berzelius fez a sua descoberta, o conceito de radioactividade era desconhecido. A radioactividade refere-se ao processo pelo qual um elemento se decompõe espontaneamente e emite radiação. Nesse processo, o elemento muitas vezes se transforma em um novo elemento. Um dos primeiros cientistas a estudar a radioactividade foi o Curie. Ela e Schmidt anunciaram quase ao mesmo tempo em 1898 que Berzelius” thorium was radioactive”.
propriedades físicas
tório é um metal prateado branco, macio, algo semelhante ao chumbo ., Pode ser martelada, enrolada, dobrada, cortada, moldada e soldada facilmente. Suas propriedades físicas gerais são um pouco semelhantes às do chumbo. Tem um ponto de fusão de cerca de 1.800°C (3.300°F) e um ponto de ebulição de cerca de 4.500°c (8,100°F). A densidade do tório é de cerca de 11,7 gramas por centímetro cúbico.
propriedades químicas
tório é solúvel em ácidos e reage lentamente com oxigénio à temperatura ambiente. A temperaturas mais elevadas, reage mais rapidamente com o oxigénio, formando dióxido de tório (ThO2).,
a ocorrência na natureza
tório é um elemento relativamente abundante na crosta terrestre. Os cientistas estimam que a crosta contém cerca de 15 partes por milhão do elemento. Este facto é importante do ponto de vista comercial. Significa que o tório é muito mais abundante do que outro importante elemento radioactivo, o urânio . O urânio é usado em reatores nucleares para gerar eletricidade e na fabricação de armas nucleares (bombas atômicas). Os cientistas acreditam que o tório pode substituir urânio para estes fins., Com mais tório do que urânio disponível, seria mais barato fazer eletricidade com tório do que urânio.os minérios mais comuns do tório são a thorite e a monazita. Monazita é uma forma relativamente comum de areia de praia. Pode ser encontrada, entre outros lugares, nas praias da Flórida. Esta areia pode conter até 10% de tório.tório em vez de urânio?
u ranium é um dos elementos mais importantes do mundo de hoje. Por quê? Um dos seus isótopos sofre fissão nuclear. A fissão Nuclear ocorre quando neutrões colidem com o núcleo de um átomo de urânio., Quando isso acontece, o núcleo de urânio divide-se. Enormes quantidades de energia são liberadas. Essa energia pode ser utilizada para a destruição em massa sob a forma de bombas atómicas ou para a produção pacífica de energia em centrais nucleares.
mas existem dois problemas com o uso de urânio para fissão nuclear. Primeiro, dos três isótopos de urânio (urânio-234, urânio-235 e urânio—238), apenas um-urânio—235-sofre fissão. O segundo problema é que este isótopo de urânio é bastante raro. De cada 1000 átomos de urânio, apenas sete são urânio-235., Toneladas de minério de urânio devem ser processadas e enriquecidas para fazer pequenas quantidades deste isótopo crítico. É difícil e extremamente caro.os cientistas sabem que outro isótopo do urânio, urânio 233, também irá sofrer fissão. O problema é que o urânio 233 não ocorre na natureza. Então, como pode ser usado para fazer armas atômicas ou energia nuclear?
O truque é começar com um isótopo de tório, tório-232. O tório-232 tem uma longa semi-vida de 14 mil milhões de anos., Se o tório-232 é bombardeado com neutrões, passa por uma série de mudanças nucleares, primeiro para o tório-233, depois para o protactínio-233, e finalmente para o urânio-233. Todo o processo leva apenas cerca de um mês. No final do mês, foi produzido um fornecimento de urânio-233. Este isótopo de urânio tem uma semi-vida bastante longa, cerca de 163 mil anos. Assim, uma vez feito, fica por aqui por muito tempo. Pode então ser utilizado para a fissão nuclear.
os cientistas gostariam de encontrar uma maneira de usar este processo para tornar o urânio-233 economicamente. O tório é muito mais abundante do que o urânio., Seria muito mais barato fazer bombas nucleares e centrais nucleares com tório do que com urânio.
infelizmente, ninguém descobriu como fazer o processo funcionar em grande escala. Um reator nuclear usando tório foi construído perto de Platteville, Colorado, em 1979. No entanto, surgiram alguns problemas económicos e técnicos. Após apenas dez anos de operação, a fábrica foi encerrada. A promessa das plantas de fissão de tório ainda não se tornou realidade.,
Há alguma esperança de que o tório possa algum dia ser usado em usinas nucleares, onde reações nucleares são usadas para gerar eletricidade.
isótopos
Mais de duas dúzias de isótopos de tório são conhecidos. Todos são radioactivos. O isótopo com a maior semi-vida é o tório-232. Sua meia-vida é de cerca de 14 bilhões de anos. Isótopos são duas ou mais formas de um elemento. Os isótopos diferem uns dos outros de acordo com o seu número de massa. O número escrito à direita do nome do elemento é o número de massa., O número de massa representa o número de prótons mais nêutrons no núcleo de um átomo do elemento. O número de prótons determina o elemento, mas o número de nêutrons no átomo de qualquer elemento pode variar. Cada variação é um isótopo.
a semi-vida de um elemento radioactivo é o tempo necessário para que metade de uma amostra do elemento se decomponha. Após uma meia-vida (14 bilhões de anos), apenas 5 gramas de uma amostra de 10 gramas de tório-232 seriam deixados. Os restantes 5 gramas teriam sido decompostos para formar um novo isótopo.,o tório em monazite, thorite ou outros minerais é primeiramente convertido em dióxido de tório (ThO2). Este dióxido de tório é então aquecido com cálcio para obter o elemento livre:
usos e compostos
tório e seus compostos têm relativamente poucos usos. O composto de tório mais importante comercialmente é o dióxido de tório. Este composto tem o ponto de fusão mais alto de qualquer óxido, cerca de 3.300°c (6.000°F). É usado em cerâmica de alta temperatura. Cerâmica é um material feito de materiais terrestres, como areia ou argila., Tijolos, telhas, cimento e porcelana são exemplos de cerâmica. O dióxido de tório também é usado na fabricação de vidro especial e como um catalisador. Um catalisador é uma substância usada para acelerar ou desacelerar uma reação química sem sofrer qualquer mudança.o único dispositivo em que a maioria das pessoas pode ter visto dióxido de tório está em lanternas de gás portáteis. Estas lanternas contêm um material gauzy chamado manto. O gás que passa pelo manto é inflamado para produzir uma chama branca muito quente e brilhante. Essa chama fornece a luz na lanterna., O manto na maioria das lanternas era uma vez feito de dióxido de tório porque pode ficar muito quente sem derreter.o dióxido de tório num manto gasoso é radioactivo. Mas não é perigoso para as pessoas porque a quantidade utilizada é tão pequena. Ainda assim, as mantas de gás nos Estados Unidos já não são feitas com tório. Foram encontrados substitutos mais seguros.outro composto de tório, o fluoreto de tório (ThF4), é usado em lâmpadas de arco de carbono para projetores de filmes e holofotes. Uma lâmpada de arco de carbono contém um pedaço de carbono (carvão vegetal) ao qual foram adicionadas outras substâncias (como o ThF4)., Quando uma corrente elétrica é passada através do carbono, emite uma luz branca brilhante. A presença de fluoreto de tório torna esta luz ainda mais brilhante.tal como acontece com todas as matérias radioactivas, o tório é perigoso para a saúde humana e de outros animais. Deve ser manuseada com muita precaução. As células vivas que absorvem a radiação estão danificadas ou mortas. Inalar um elemento radioactivo é especialmente perigoso porque expõe tecidos internos frágeis.