3.2.1. Химические свойства тория

В природных соединениях Th имеет лишь одно состояние окисления IV, которое он проявляет в своих ионных и ковалентных соединениях. Соединения, где Th обладает более низкими степенями окисления (II и III), получены искусственно. Они отличаются малой устойчивостью. При окислении Th образует диоксид ThO₂, который является одним из важнейших его соединений. ThO₂ имеет высокую температуру плавления (3222°С) и труднорастворим. В отличие от ТiO₂ и ZrO₂, ThO₂ сравнительно легко растворяется в серной кислоте. Гидроксид тория Th(OH)₄ осаждается из раствора при рН ≥ 3,5, растворим в кислотах. В присутствии карбонатов щелочных металлов и солей органических кислот образует растворимые комплексные соединения.

Галогениды тория, за исключением фторида, хорошо растворимы и летучи при повышенных температурах. Под действием паров воды они легко гидролизуются с образованием оксигалогенидов (ThOCl₂, ThOBr₂).

Сульфат тория (безводный и в форме кристаллогидратов) относится к числу растворимых соединений, хотя его растворимость ниже, чем у аналогичных соединений лантаноидов цериевой группы. Наибольшей растворимостью среди соединений тория обладает нитрат, образующий несколько кристаллогидратов.

Практически нерастворимы: фторид ThF₄ · 4Н₂О; йодат Th(IO₃)₄; оксикарбонат ThOCO₃ · Н₂О; оксалат Th(C₂O₄)₂ · 6Н₂О; сульфит Th(SO₃)₂ · 2Н₂О; группа фосфатов, хроматы, молибдаты.

Благодаря большому заряду и сравнительно малому ионному радиусу торий склонен к образованию комплексных ионов.

В растворах с рН ≤ 3 торий находится в форме иона Th⁴⁺. При увеличении рН начинается сильный гидролиз:

42

Th⁴⁺ + 2H₂O ←→ Th(OH)

2+

2

+ 2H.

При рН > 3,5 микроконцентрации тория образуют в растворе коллоидный Th(OH)₄.

С одноосновными кислотами торий образует комплексные соединения типа ThA³⁺, ThA

2+

2

, ТhА

+

3

(А - анион кислоты).

Аналогичные комплексные ионы возникают с серной и фосфорной кислотами. С азотной кислотой образуется комплекс состава Me¹[Th(NO₃)₅], с фтористоводородной - Me¹[ThF₅] и Me

1

2

[ThF₆]. При избытке карбонат-ионов в растворе возникает карбонатный комплекс Me

1

6

[Th(CO₃)₅]. Большое количество растворимых комплексных соединений торий образует с солями органических кислот (тартратов, цитратов и т.д.). В оксалате аммония и щелочных металлов образуются растворимые комплексные соединения типа Ме

1

4

[Th(С₂О₄)₄].

43