Tor (Th)

Tor w układzie okresowym

Pierwiastek leży w siódmym okresie, czyli w siódmym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 7 powłokach. Należy do aktynowce, dla których nie podaje się numeru grupy. W temperaturze pokojowej Tor jest ciałem stałym (topnieje w 1750 °C, wrze w 4788 °C).

Tor — co to za pierwiastek

Grzał siatki lamp gazowych, a bywa rozważany jako paliwo bezpieczniejszych reaktorów.

Właściwości pierwiastka Tor

Tor jest srebrzystobiałym, dość miękkim i ciągliwym metalem o gęstości 11,72 g/cm³. Topi się w 1750 stopniach Celsjusza, a wrze dopiero w 4788, więc znosi temperatury niszczące większość metali. Na powietrzu powoli ciemnieje, a rozdrobniony pył toru jest piroforyczny, czyli potrafi zapalić się samoczynnie. W związkach występuje niemal wyłącznie na stopniu utlenienia +4. Jest pierwiastkiem promieniotwórczym: tor-232 rozpada się, emitując cząstki alfa, ale jego czas połowicznego rozpadu wynosi około 14 miliardów lat, więc promieniowanie jest słabe. Zagrożeniem nie jest samo trzymanie kawałka metalu, lecz wdychanie pyłu lub połknięcie związków toru, które odkładają się w organizmie i napromieniają go od środka.

Zastosowanie pierwiastka Tor

Przez dziesięciolecia najbardziej znanym zastosowaniem toru były siatki żarowe lamp gazowych — nasycone tlenkiem toru świeciły jasnym, białym światłem, gdy rozgrzał je płomień. Dziś spotyka się je rzadko, głównie w starych lampach turystycznych. Tor dodaje się do elektrod wolframowych używanych przy spawaniu metodą TIG, bo ułatwiają zajarzenie i utrzymanie łuku; ze względu na promieniotwórczość zastępuje się je stopniowo elektrodami z lantanem lub cerem. Dawniej tlenek toru wchodził w skład szkła optycznego o wysokim współczynniku załamania, stosowanego w obiektywach, oraz niektórych katalizatorów. Największe nadzieje wiąże się z energetyką: tor-232 pochłania neutron i przechodzi ostatecznie w rozszczepialny uran-233, więc może być paliwem reaktorów, w tym reaktorów na stopione sole. Takie instalacje są wciąż na etapie badań i pojedynczych prototypów.

Tor — najważniejsze związki chemiczne

Podstawowym związkiem jest tlenek toru ThO₂, biały proszek należący do najbardziej ogniotrwałych tlenków — to on świecił w siatkach lamp gazowych i wchodził w skład tygli pracujących w skrajnie wysokich temperaturach. Azotan toru Th(NO₃)₄ dobrze rozpuszcza się w wodzie i służył właśnie do nasycania takich siatek. Fluorek toru ThF₄ rozważa się jako składnik paliwa w reaktorach na stopione sole, bywa też używany jako powłoka optyczna. W przyrodzie tor występuje głównie w monacycie, minerale wydobywanym razem z pierwiastkami ziem rzadkich.

Tor — gdzie go spotykasz

• dawne siatki lamp gazowych
• spawanie TIG
• paliwo przyszłych reaktorów

Tor w szkole — co trzeba wiedzieć

Toru nie ma w podstawie programowej szkoły podstawowej, a w liceum pojawia się głównie przy okazji promieniotwórczości. Warto wiedzieć, że należy do aktynowców, ma liczbę atomową 90, masę atomową około 232 u i w związkach zawsze wartościowość IV. Typowe zadanie dotyczy rozpadu alfa: jądro traci dwa protony i dwa neutrony, więc liczba atomowa maleje o dwa, a masowa o cztery — z toru-232 powstaje rad-228. Uczniowie mylą nazwę pierwiastka z torem w znaczeniu toru kolejowego albo toru ruchu ciała z fizyki; w chemii chodzi wyłącznie o pierwiastek. Pamiętaj też, że promieniotwórczy nie znaczy natychmiast groźny: liczy się rodzaj promieniowania, tempo rozpadu i to, czy substancja dostanie się do wnętrza organizmu.

Tor — historia odkrycia

Tor wyodrębnił w 1829 roku szwedzki chemik Jöns Jacob Berzelius z ciemnego minerału przysłanego mu z Norwegii; minerał ten nazwano później torytem. Berzelius nadał nowemu pierwiastkowi imię Thora, nordyckiego boga piorunów, kontynuując zwyczaj sięgania po mitologię. Że tor jest promieniotwórczy, zauważono dopiero prawie siedemdziesiąt lat później — niezależnie od siebie stwierdzili to Gerhard Schmidt i Maria Skłodowska-Curie, która przy tej okazji wprowadziła samo pojęcie promieniotwórczości. Co ciekawe, Berzelius użył nazwy thorium już wcześniej, dla substancji, która okazała się pomyłką, i dopiero za drugim razem przypisał ją prawdziwemu pierwiastkowi.

Tor — skąd wzięła się nazwa

od Thora, nordyckiego boga

Tor — izotopy

tor-232 praktycznie jedyny (14 mld lat)

Tor — bezpieczeństwo

Słabo promieniotwórczy, ale pyły groźne przy wdychaniu.

Ciekawostki o pierwiastku Tor

• W skorupie jest go trzy razy więcej niż uranu.
• Rozpad toru we wnętrzu Ziemi jest, obok rozpadu uranu i potasu, jednym ze źródeł ciepła podtrzymujących ruchy skorupy i płynne jądro planety.
• Stare obiektywy fotograficzne ze szkłem torowym z czasem żółkną od własnego promieniowania i kolekcjonerzy rozpoznają je po tym zabarwieniu.
• Indie, dysponujące dużymi złożami monacytu, od dziesięcioleci planują energetykę jądrową opartą właśnie na torze.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Tor