釷(化學元素釷)

歷史簡介

1815年，貝齊里烏斯從事分析瑞典法龍（Fahlum）地方出產的一種礦石，發現一種新金屬氧化物和鋯的氧化物很相似。他用古代北歐雷神Thor命名這一新金屬為throine（釷），給出它的拉丁名稱 thorium和元素符號Th。由於貝齊里烏斯是當時化學界的權威，所以化學家們都承認了它。可是，貝齊里烏斯在10年後發表文章說，那個稱為thorine的新金屬不是新的，含它的礦石只是釔的磷酸鹽，他自己撤銷了對釷的發現。

到1828年，貝齊里烏斯分析了另一種礦石，是由挪威南部勒峰島上所產的黑色花崗石中找到的，發現其中有一種當時未知的元素。仍用thorine命名它。現明確，這種礦石的主要成分是矽酸釷ThSiO4。因此釷是先被命名後被發現的。

含量分布

釷以化合物的形式存在於礦物內（例如獨居石和釷石），通常與稀土金屬連繫在一起，天然存在釷的是質量數為232的釷同位素。

世界各國已探明的獨居石儲量達幾百萬噸。隨著各國對釷礦的勘探力度的加大，釷的探明儲量也在一直增加。截至2000年，全世界獨居石產量約78萬噸。巴西是最大的釷資源國，其次是土耳其，加拿大和美國。

我國釷資源比較豐富，據不完全統計。20多個省和地區都已發現具有相當數量的釷資源。2005年中國科學院的資料顯示，內蒙古白雲鄂博礦區釷儲量約為22萬噸，占全國釷礦產儲量28.6萬噸的77.3%。

理化性質

物理性質

釷為銀白色金屬，暴露在大氣中漸變為灰色。質較軟，可鍛造。熔點1750°C，沸點4790°C，密度11.72克/厘米3。在1400℃以下原子排列成面心立方晶體；當加熱達到此溫度時，便改為體心立方晶體。

化學性質

釷的化學性質比較活潑，不溶於稀酸和氫氟酸，溶於發煙的鹽酸、硫酸和王水中。硝酸能使釷鈍化。苛性鹼對它無作用。高溫時可與鹵素、硫、氮作用。釷是放射性元素，自然界的釷全部為232Th，其半衰期約為1.4×10e10年。所有釷鹽都顯示出+4價。在化學性質上與鋯、鉿相似。除惰性氣體外，釷能與幾乎所有的非金屬元素作用，生成二元化合物；加熱時迅速氧化並發出耀眼的光。釷是高毒性元素。

用途

釷一般用來製造合金以提高金屬強度；灼燒二氧化釷會發出強烈的白光因此曾經做煤氣燈的白熱紗罩。釷衰變所儲藏的能量，比鈾、煤、石油和其他燃料總和還要多許多，而且釷的含量也要比鈾多得多，所以釷是一種極有前途的能源。釷還是製造高級透鏡的常用原料。用中子轟擊釷可以得到一種核燃料——鈾233。

另外，釷也是比鈾更安全的核燃料，是未來核能利用的發展方向。

製備方法

釷元素多數以以氧化物的形式存在於礦物內（如獨居石），通常與稀土金屬和鉿等金屬的氧化物共生，釷的氧化物和其他稀土元素的氧化物一樣，很難還原，雖然貝齊里烏斯曾利用金屬鉀和氟化釷鉀作用，獲得不純的金屬釷。K2ThF6+4K==6KF+Th，後來用電解的方法才獲得較純的釷。製備釷的最常用方法是將鈣與氧化釷研磨後放在CaO襯裡的坩堝中在氬氣氛圍下加熱至1000攝氏度，然後用水和稀酸浸取產物，可以得到粉末狀金屬釷。