Il torio ( Th , numero atomico 90) non ha isotopi stabili , come tutti gli elementi di numero atomico maggiore di quello del piombo (82). Tuttavia, ha sei isotopi presenti in natura e uno di questi, il torio 232 ( 232 Th), è relativamente stabile, con un'emivita di 14,05 miliardi di anni, molto più lunga dell'età della Terra , e anche leggermente superiore a quella della Terra . età dell'universo . Questo isotopo rappresenta anche la quasi totalità del torio presente in natura, che è quindi considerato unelemento mononucleidico . Il torio ha una composizione isotopica terrestre caratteristica e può quindi essere assegnata una massa atomica standard: 232.038 06 (2) u .
Sono stati caratterizzati 30 radioisotopi , con un numero di massa variabile tra 209 e 238, il più stabile essendo, dopo 232 Th, 230 Th con un tempo di dimezzamento di 75.380 anni, 229 Th (7.340 anni) e 228 Th (1 , 92 anni ). Tutti gli altri isotopi hanno un'emivita inferiore a 30 giorni e la maggior parte di essi inferiore a 10 minuti. Un isotopo, 229 Th, ha un isomero nucleare (o stato metastabile) con un'energia di eccitazione notevolmente bassa, recentemente misurata a 7,6 ± 0,5 eV .
Il torio naturale è composto quasi interamente dal radioisotopo primordiale 232 Th. 228 Th è il suo discendente che, in equilibrio secolare con 232 Th, ha un'abbondanza relativa di circa 1,4 × 10 -10 .
Gli isotopi 234 Th e 230 Th sono discendenti dell'uranio 238 , a sua volta circa tre volte meno abbondante sulla Terra rispetto al torio 232. Il 234 Th ha un'emivita troppo breve per essere significativamente quantificabile, il 230 Th ha un'abbondanza vicina 1,7 × 10 -5 volte quello dell'uranio 238. È il secondo isotopo più abbondante sulla Terra.
Gli isotopi 227 Th e 231 Th sono discendenti dell'uranio 235.
A causa della loro presenza nelle principali catene di decadimento, gli isotopi naturali del torio hanno ricevuto nomi storici , ormai obsoleti.
Isotopo | Abbondanza approssimativa
(frazione molare) |
Origine | denominazione storica |
---|---|---|---|
227 Th | Tracce (<10 -12 ) | Catena di uranio 235 | Radio-attinio |
228 Th | 1,4 × 10 −10 | Catena di torio 232 | Radio-torio |
230 Th | 2 × 10 −4 | Catena di uranio 238 | Ionio |
231 Th | Tracce (<10 -12 ) | Catena di uranio 235 | Uranio Y |
232 Th | 1 | Radioisotopo primordiale | Torio |
234 Th | Tracce (<10 -12 ) | Catena di uranio 238 | Uranio X 1 |
Il torio-227 fa parte della catena di decadimento dell'uranio 235. È stato storicamente chiamato radio-attinio , secondo il suo isotopo padre in questa catena.
Il torio-228 ( 228 Th) è un isotopo del torio il cui nucleo è costituito da 90 protoni e 138 neutroni . È stato chiamato storicamente radio-torio , per la sua presenza nella catena di decadimento del torio 232 (è il più radioattivo dei due isotopi di questa catena). Ha un'emivita di 1.911 6 anni. Decade principalmente per emissione α per dare radio 224 . Molto occasionalmente (10 −13 ), può anche disintegrarsi per emissione a grappolo , emettendo un nucleo di 20 O , producendo piombo 208 , un isotopo stabile . È un isotopo figlio dell'uranio 232 ( 232 U), prodotto dall'emissione α.
228 Th ha una massa atomica di 228,028 741 1 g mol -1 .
Il torio 229 ( 229 Th) è l'isotopo del torio il cui nucleo è costituito da 90 protoni e 139 neutroni. Decade per emissione α per formare 225 Ra con un'emivita di 7340 anni. È uno degli isotopi con l'emivita più lunga (dopo gli isotopi 232 Th e 230 Th), e l'ultimo la cui emivita supera il millennio.
229 Th è prodotto dal decadimento α dell'uranio 233 ed è utilizzato principalmente per formare attinio 225 e bismuto 213 utilizzato in medicina nucleare .
Torio 229mLa spettroscopia gamma ha indicato che il torio 229 aveva un isomero nucleare con un'energia di eccitazione notevolmente bassa, rendendo anche questo isomero nucleare con la più bassa energia nota. Negli ultimi anni, l'energia accettata di questo stato è stata di 3,5 eV , con un'incertezza di 1,0 eV .
Questo rende indubbiamente possibile eccitarlo utilizzando laser nella gamma V-UV . Questo isomero potrebbe avere applicazioni, in accumulo di energia ad alta densità, a orologeria di precisione, come qubit in informatica quantistica , o per testare l'effetto dell'ambiente chimico sulla velocità di decadimento. Nucleare.
L'emivita di questo stato eccitato è sconosciuta, ma è stimata in 5 ore. Se questo isomero dovesse decadere, produrrebbe un raggio gamma (definito dalla sua origine e non dalla sua lunghezza d'onda) nel dominio dell'ultravioletto . Per un po' si è pensato di aver rilevato questi "raggi gamma ultravioletti", ma questa osservazione si è rivelata in realtà dovuta al gas azoto eccitato da emissioni ad alta energia.
Misure recenti con raggi gamma ad alta energia danno un'energia per lo stato 3/2+ di 7,6 eV , con un'incertezza di 0,5 eV .
Il torio-230 ( 230 Th) è l'isotopo torio il cui nucleo è costituito da 90 protoni e 140 neutroni. Storicamente era chiamato " ionio " (con il simbolo chimico Io) quando fu scoperto nella catena di decadimento dell'uranio-238, prima che si rendesse conto che ionio e torio erano la stessa cosa. Decade principalmente per emissione α nel radio 226 con un'emivita di 75.380 anni.
230 Th può essere usato per datare i coralli e misurare le correnti marine .
Il torio 231 ( 231 Th) è un isotopo del torio il cui nucleo è costituito da 90 protoni e 141 neutroni. È un prodotto di decadimento dell'uranio 235, ed è stato storicamente chiamato Uranio Y a causa della sua presenza in questa catena di decadimento. Decade principalmente per decadimento - per formare protattinio 231 con un'energia di 0,39 MeV . A causa della sua breve emivita, 25,5 ore , si trova solo in quantità molto piccole sulla Terra . La sua massa atomica è 231.036 304 3 g mol −1 .
Il torio-232 ( 232 Th) è l'isotopo torio il cui nucleo è costituito da 90 protoni e 142 neutroni. L'isotopo più stabile del torio, è considerato quasi stabile, la sua emivita è leggermente maggiore dell'età dell'universo . È all'origine della catena di decadimento 4n + 0 che inizia con il suo lentissimo decadimento α in radio 228 e termina con la formazione di piombo 208 .
Il torio 233 ( 233 Th) è l'isotopo del torio il cui nucleo è costituito da 90 protoni e 143 neutroni. 233 Th decade per decadimento - per formare protactinium 233 con un'emivita di 21,83 minuti.
Il torio-234 ( 234 Th) è un isotopo del torio il cui nucleo è costituito da 90 protoni e 144 neutroni. È formato dal decadimento alfa dell'uranio 238, ed è stato storicamente indicato come Uranio X 1 a causa della sua presenza in questa catena di decadimento.
Decade di - decadimento per formare protactinium 234m con un'emivita di 24,1 giorni. 234 Th ha una massa atomica di circa 6 234.043 amu e un'energia di decadimento di 270 keV .
Simbolo dell'isotopo |
Z( p ) | N( n ) | Massa isotopica | Metà vita | Modalità di decadimento |
Isotopo (i) -figlio | Rotazione
nucleare |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Energia di eccitazione | |||||||
209 Th | 90 | 119 | 209.01772 (11) | 7 (5) ms [3.8 (+ 69-15)] |
5 / 2- # | ||
210 Th | 90 | 120 | 210.015075 (27) | 17 (11) ms [9 (+ 17-4) ms] |
α | 206 Ra | 0+ |
β + (raro) | 210 Ac | ||||||
211 Th | 90 | 121 | 211.01493 (8) | 48 (20) ms [0,04 (+ 3-1) s] |
α | 207 Ra | 5 / 2- # |
β + (raro) | 211 Ac | ||||||
212 Th | 90 | 122 | 212.01298 (2) | 36 (15) ms [30 (+ 20-10) ms] |
α (99,7%) | 208 Ra | 0+ |
β + (0,3%) | 212 Ac | ||||||
213 Th | 90 | 123 | 213.01301 (8) | 140 (25) ms | α | 209 Ra | 5 / 2- # |
β + (raro) | 213 Ac | ||||||
214 Th | 90 | 124 | 214.011500 (18) | 100 (25) ms | α | 210 Ra | 0+ |
215 Th | 90 | 125 | 215.011730 (29) | 1.2 (2) s | α | 211 Ra | (1 / 2-) |
216 Th | 90 | 126 | 216.011062 (14) | 26,8 (3) ms | α (99,99%) | 212 Ra | 0+ |
β + (0,006%) | 216 Ac | ||||||
216m1 th | 2042 (13) keV | 137 (4) µs | (8+) | ||||
216m2 Th | 2.637 (20) keV | 615 (55) ns | (11-) | ||||
217 Th | 90 | 127 | 217.013114 (22) | 240 (5) µs | α | 213 Ra | (9/2/+) |
218 Th | 90 | 128 | 218.013284 (14) | 109 (13) ns | α | 214 Ra | 0+ |
219 Th | 90 | 129 | 219.01554 (5) | 1,05 (3) µs | α | 215 Ra | 9/2 + # |
β + (10 −7 % ) | 219 Ac | ||||||
220 Th | 90 | 130 | 220.015748 (24) | 9,7 (6) µs | α | 216 Ra | 0+ |
CE (2 × 10 −7 % ) | 220 Ac | ||||||
221 Th | 90 | 131 | 221.018184 (10) | 1,73 (3) ms | α | 217 Ra | (7/2 +) |
222 Th | 90 | 132 | 222.018468 (13) | 2.237 (13) ms | α | 218 Ra | 0+ |
CE (1,3 × 10 −8 % ) | 222 Ac | ||||||
223 Th | 90 | 133 | 223.020811 (10) | 0,60 (2) secondi | α | 219 Ra | (5/2) + |
224 Th | 90 | 134 | 224.021467 (12) | 1,05 (2) secondi | α | 220 Ra | 0+ |
β + β + (raro) | 224 Ra | ||||||
225 TH | 90 | 135 | 225.023951 (5) | 8,72 (4) minuti | α (90%) | 221 Ra | (3/2) + |
CE (10%) | 225 Ac | ||||||
226 Th | 90 | 136 | 226.024903 (5) | 30,57 (10) minuti | α | 222 Ra | 0+ |
227 Th | 90 | 137 | 227.0277041 (27) | 18.68 (9) d | α | 223 Ra | 1/2 + |
228 Th | 90 | 138 | 228.0287411 (24) | 1.9116 (16) a | α | 224 Ra | 0+ |
CC (1,3 × 10 −11 % ) |
208 Pb 20 O |
||||||
229 Th | 90 | 139 | 229.031762 (3) | 7,34 (16) × 10 3 anni | α | 225 Ra | 5/2 + |
229m Th | 0,0076 (5) keV | 70 (50) h | IT | 229 Th | 3/2 + | ||
230 Th | 90 | 140 | 230.0331338 (19) | 7.538 (30) × 10 4 a | α | 226 Ra | 0+ |
CC (5,6 × 10 −11 % ) |
206 Hg 24 Ne |
||||||
FS (5 × 10 −11 % ) | (Varie) | ||||||
231 Th | 90 | 141 | 231.0363043 (19) | 25,52 (1) h | β - | 231 Pa | 5/2 + |
α (10 −8 % ) | 227 Ra | ||||||
232 Th | 90 | 142 | 232.0380553 (21) | 1.405 (6) × 10 10 a | α | 228 Ra | 0+ |
β - β - (raro) | 232 U | ||||||
FS (1,1 × 10 −9 % ) | (Varie) | ||||||
CC (2,78 × 10 −10 % ) |
182 Yb 26 Ne 24 Ne |
||||||
233 Th | 90 | 143 | 233.0415818 (21) | 21,83 (4) minuti | β - | 233 Pa | 1/2 + |
234 Th | 90 | 144 | 234.043601 (4) | 24.10 (3) d | β - | 234m Pa | 0+ |
235 Th | 90 | 145 | 235.04751 (5) | 7,2 (1) min | β - | 235 Pa | (1/2 +) # |
236 Th | 90 | 146 | 236.04987 (21) # | 37,5 (2) min | β - | 236 Pa | 0+ |
237 Th | 90 | 147 | 237.05389 (39) # | 4,8 (5) minuti | β - | 237 Pa | 5/2 + # |
238 Th | 90 | 148 | 238.0565 (3) # | 9,4 (20) min | β - | 238 pa | 0+ |
1 | H | Hey | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Essere | B | VS | NON | oh | F | Nato | ||||||||||||||||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | sì | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
4 | K | è | Sc | Ti | V | Cr | mn | Fe | Co | O | Cu | Zn | Ga | Ge | Asso | Vedi | Br | Kr | ||||||||||||||
5 | Rb | Sr | sì | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Nel | Sn | Sb | voi | io | Xe | ||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Il | Questo | prima | Nd | Pm | Sm | Aveva | Gd | Tb | Dy | come | Er | Tm | Yb | Leggere | HF | Il tuo | W | Ri | osso | Ir | Pt | A | Hg | Tl | Pb | Bi | po | A | Rn |
7 | Fr | RA | AC | questo | papà | tu | Np | Poteva | Am | Cm | Bk | Cf | È | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | fl | Mc | Lv | Ts | Og |