Thori(IV) nitrat là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học Th(NO3)4. Là chất rắn màu trắng ở dạng khan, nó có thể ngậm nước để tạo thành nhiều dạng ngậm nước khác nhau, phổ biến hơn là tetrahydrat và pentahydrat. Thori(IV) nitrat có tính phóng xạ yếu.

Thori(IV) nitrat
Struktur des Thorium4+-Ions    Struktur des Nitrat-Ions
Cấu tạo phân tử thori(IV) nitrat
Danh pháp IUPACThorium(4+) tetranitrate
Tên khácThori tetranitrat
Nhận dạng
Số CAS13823-29-5
PubChem26293
Ảnh Jmol-3Dảnh
ảnh 3
SMILES
đầy đủ
  • [N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[Th+4]


    [N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].O.O.O.O.[Th+4]


    [N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].O.O.O.O.O.[Th+4]

ChemSpider24497
UNIIIF944P467K
Thuộc tính
Công thức phân tửTh(NO3)4
Khối lượng mol480,0548 g/mol (khan)
534,10064 g/mol (3 nước)
552,11592 g/mol (4 nước)
570,1312 g/mol (5 nước)
588,14648 g/mol (6 nước)
Bề ngoàitinh thể không màu, trong suốt
Khối lượng riêng2,8 g/cm³
Điểm nóng chảy 55 °C (328 K; 131 °F)
Điểm sôiphân hủy
Độ hòa tan trong nướctan[1]
Độ hòa tan trong etanoltan
Các nguy hiểm
Phân loại của EUNguồn oxy hóa O
Nguy hiểm cho môi trường N
Nguy hiểm chínhđộc tính cao, phóng xạ
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Thori(IV) nitrat được sử dụng trong một bóng đèn

Điều chế

sửa

Thori(IV) nitrat có thể được điều chế bằng cách cho thori(IV) oxit hoặc thori(IV) hydroxide phản ứng với acid nitric:

 
 

Các dạng hydrat khác nhau của thori(IV) nitrat được tạo ra bằng cách kết tinh hợp chất này trong các điều kiện khác nhau. Khi dung dịch này được pha rất loãng, thori(IV) nitrat bị thủy phân. Mặc dù nhiều loại hydrat đã được báo cáo trong những năm qua và một số nhà cung cấp thậm chí còn tuyên bố dự trữ chúng,[2] nhưng chỉ có dạng tetrahydrat và pentahydrat thực sự tồn tại.[3] Còn hexahydrat, được kết tinh từ một dung dịch trung tính, được cho là muối kiềm.[4]

Pentahydrat là dạng muối ngậm nước phổ biến nhất của thori(IV) nitrat. Nó được kết tinh từ dung dịch acid nitric loãng.[5] Thori(IV) nitrat tetrahydrat, hay Th(NO3)4·4H2O, được tạo thành bằng cách kết tinh từ dung dịch axit nitric mạnh hơn. Nồng độ axit nitric từ 4 đến 59% dẫn đến sự hình thành tetrahydrat.[3] Nguyên tử thori có 12 phối trí, với 4 nhóm nitrat bidentat và 4 phân tử nước được gắn vào mỗi nguyên tử thori.[4]

Để thu được thori(IV) nitrat khan, cần phân hủy nhiệt Th(NO3)4·2N2O5. Sự phân hủy xảy ra ở nhiệt độ 150–160 °C.[6]

Tính chất

sửa

Thori(IV) nitrat khan là chất rắn màu trắng. Nó có liên kết cộng hóa trị với điểm nóng chảy thấp là 55 °C.[3]

Pentahydrat Th(NO3)4·5H2O kết tinh dưới dạng các tinh thể trong suốt không màu[7] trong hệ tinh thể trực thoi. Các hằng số mạng tinh thể a = 11,191, b = 22,889, c = 10,579 Å. Mỗi nguyên tử thori được kết hợp hai lần với mỗi nhóm trong số bốn nhóm nitrat bidentat, và với ba phân tử nước thông qua các nguyên tử oxy của chúng. Tổng cộng thori có 11 phối trí. Ngoài ra còn có hai phân tử nước khác trong cấu trúc tinh thể. Phân tử nước được liên kết với nhau thông qua hydro hoặc với các nhóm nitrat.[8] Mật độ là 2,80 g/cm³.[5] Áp suất hóa hơi của thori(IV) nitrat pentahydrat ở 298 K là 0,7 torr, tăng lên 1,2 torr ở 315 K và ở 341 K, nó lên đến 10,7 torr. Ở 298,15 K nhiệt dung khoảng 114,92 cal·K−1mol−1. Nhiệt dung này giảm xuống rất nhiều ở dưới nhiệt độ đông đặc. Nhiệt tạo thành thori(IV) nitrat pentahydrat ở 298,15 K là −547.0 cal·K−1mol−1. Năng lượng Gibbs tiêu chuẩn của sự hình thành là −556,1 kcalmol−1.[9]

Thori(IV) nitrat có thể hòa tan trong một số dung môi hữu cơ khác nhau,[8] bao gồm rượu, xeton, esteete.[4]

Tham khảo

sửa
  1. ^ New Jersey Department of Health. Thorium Nitrate. Hazardous Substance Fact Sheet, 1987
  2. ^ Bogus hydrates include 12, 6, 5.5, 2 and 1 water molecules.
  3. ^ a b c Benz, R.; Naoumidis, A.; Brown, D. (ngày 11 tháng 11 năm 2013). Th Thorium: Supplement Volume C 3 Compounds with Nitrogen (bằng tiếng Anh). Springer Science & Business Media. tr. 70–79. ISBN 9783662063309.
  4. ^ a b c Katz, Joseph j.; Seaborg, Glenn t. (2008). “Thorium”. The Chemistry of the Actinide and Lanthanide Elements. Springer. tr. 106–108. ISBN 978-1-4020-3598-2.
  5. ^ a b Herrmann, W. A.; Edelmann, Frank T.; Poremba, Peter (1999). Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry, Volume 6, 1997: Volume 6: Lanthanides and Actinides (bằng tiếng Đức). Georg Thieme Verlag. tr. 210. ISBN 9783131794611.
  6. ^ JR Ferraro, LI Katzin, G Gibson. The Reaction of Thorium Nitrate Tetrahydrate with Nitrogen Oxides. Anhydrous Thorium Nitrate. Journal of the American Chemical Society, 1955, 77 (2):327-329
  7. ^ Ueki, T.; Zalkin, A.; Templeton, D. H. (ngày 1 tháng 11 năm 1966). “Crystal structure of thorium nitrate pentahydrate by X-ray diffraction”. Acta Crystallographica. 20 (6): 836–841. doi:10.1107/S0365110X66001944.
  8. ^ a b Brown, D. (1973). “Carbonates, nitrates, sulphates, sulfites, selenates, selenites, tellurates and tellurites”. Trong Bailar, J.C. (biên tập). Comprehensive inorganic chemistry (ấn bản thứ 1.). Oxford [u.a.]: Pergamon Press. tr. 286–292. ISBN 008017275X.
  9. ^ Cheda, J.A.R.; Westrum, Edgar F.; Morss, Lester R. (tháng 1 năm 1976). “Heat capacity of Th(NO3)4·5H2O from 5 to 350 K” (PDF). The Journal of Chemical Thermodynamics. 8 (1): 25–29. doi:10.1016/0021-9614(76)90146-4. hdl:2027.42/21859.