Thori là một nguyên tố hóa học có kí hiệu Th và số hiệu nguyên tử 90 trong bảng tuần hoàn. Trong tự nhiên, thori là một kim loại phóng xạ thấp, và cũng được xem là một nguyên liệu hạt nhân thay thế cho urani.

Tính chất

Vật lý

Thori nguyên chất là một kim loại có ánh bạc, bền trong không khí và giữ được ánh của nó trong khoảng vài tháng. Khi lẫn với ôxít, thori bị mờ đi từ từ trong không khí và chuyển sang mày xám và cuối cùng là đen. Các tính chất vật lý của thori chịu ảnh hưởng lớn bởi mức độ lẫn với ôxít. Các loại tinh khiết nhất thường chứa khoảng 10% lượng ôxít. Thori nguyên nhất mềm, dễ uốn và có thể cuộn tròn ở trạng thái lạnh (không cần gia nhiệt), rập nóng và kéo dài. Thori có hai kiểu cấu trúc và chúng biến đổi ở 1400 °C từ lập phương sang lập phương tâm khối. Bột thori thường tự bốc cháy do vậy nên cẩn thận khi cần chúng. Khi nung nóng trong không khí, kim loại thori phát cháy và có ngọn lửa sáng màu trắng.

Xem Actinit trong môi trường để biết thêm chi tiết về thori.

Hóa học

Thori phản ứng rất chậm với nước nhưng không phải lúc nào cũng tan trong axít thường trừ axít clohidrit.[1] Nó hòa tan trong axít nitric đậm đặc với một ít chất xúc tác là ion Flo.

Các hợp chất của thori thường bền ở trạng thái ôxi hóa +4.

Hợp chất

Thori điôxít được sử dụng làm chất ổn định trong các điện cực tungsten trong kỹ thuật hàn khí trơ tungsten, ống điện, động cơ máy bay. Nó nóng chảy ở 3300 °C là giá trị cao nhất trong tất cả các ôxít.

Thori(IV) nitrat và thori(IV) florua thường có các dạng hydat như: Th(NO₃)4.4H₂O và ThF₄.4H₂O. Tâm thori nằm trong mặt phẳng phân tử hình vuông. Thori(IV) cacbonat, Th(CO₃)₂ cũng tương tự.

Khi xử lý với natri florua và axít clohiđric, Th4+ tạo thành ion phức ThF6^2-, và có thể kết tủa ở dạng muối không tan K₂ThF₆.

Thori(IV) hyđroxit, Th(OH)₄, không tan trong nước, cũng không là chất lưỡng tính. Perôxít của thori rất hiếm ở dạng chất rắn không tan. Tính chất này có thể dùng để tách thori ra khỏi các ion khác trong dung dịch.

Nếu có mặt các ion phốtphát, Th⁴⁺ sẽ kết tủa thành nhiều hợp chất khác nhau và là các hợp chất không tan trong nước và các dung dịch axít.

Ứng dụng

Một số ứng dụng của thori như:

Thori là một nguyên tố trong hợp kim với magiê, dùng trong các động cơ máy bay, nhằm tăng độ bền và chống lại biến dạng trườn ở nhiệt độ cao.
Thori cũng là chất trong hợp kim kỹ thuật hàn cung tungsten khí (GTAW) để tăng nhiệt độ nóng chảy của các điện cực tungsten và tăng độ bền mối hàn.
Thori được phủ lên dây kim loại tungsten trong các thiết bị điện nhằm làm tăng truyền nhiệt qua điện tích của catốt bị nung nóng.
Định tuổi Urani-thori được dùng để xác định tuổi hóa thạch họ người.
Thori được dùng để bổ sung thêm trong quá trình sản xuất nguyên liệu hạt nhân. Đặc biệt đối với các lò phản ứng khuếch đại năng lượng được thiết kế với mục đích sử dụng thori. Khi thori nhiều hơn urani, một số mẫu lò phản ứng hạt nhân kết hợp thori vào chu trình nguyên liệu của chúng.
Thori cũng được sử dụng trực tiếp làm nguyên liệu hạt nhân giống như urani, vì nó tạo ra ít chất thải phóng xạ nguyên tử lớn.
Thori là tấm chắn phóng xạ rất hiệu quả, mặc dù nó chưa bao giờ được sử dụng vào mục đích này so với chì.

Các ứng dụng của thori điôxít (ThO2):

Lớp áo trong các đèn khí cầm tay. Các lớp áo này phát sáng rực rỡ với các tia sáng chói (không liên quan đến phóng xạ) khi nung nóng bằng ngọn lửa khí.
Sử dụng trong các điện cực kỹ thuật hàn cung tungsten khí.
Sử dụng để điều khiển kích thước hạt của tungsten dùng trong các bóng đèn điện.
Sử dụng trong gốm cách nhiệt giống như các nồi nấu kim loại nhiệt độ cao trong phòng thí nghiệm.
Thêm vào thủy tinh, nó giúp tạo ra thủy tinh có hệ số khúc xạ cao và tán xạ thấp. Ngoài ra chúng còn được sử dụng làm các thấu kính của camera và thiết bị khoa học.
Sử dụng làm chất xúc tác:

Chuyển amoniac thành axít nitric.
Trong các phản ứng cracking dầu mỏ.
Sản suất axít sulfuric.

Thori điôxít là chất hoạt động của Thorotrast, sử dụng như là một phần của chẩn đoán bằng tia X. Ứng dụng này đã bị hủy bỏ bởi vì Thorotrast tự nhiên có thể gây ung thư.