Torium: Perbedaan antara revisi

Kepadatan torium mendekati setengah dari kepadatan [[uranium]] dan [[plutonium]]. Namun ia lebih keras dari kedua logam tersebut.<ref name="Yu. D. Tretyakov" /> Torium menjadi [[Superkonduktivitas|superkonduktif]] di bawah suhu 1,4 [[Kelvin|K]].{{sfn|Wickleder|Fourest|Dorhout|2006|pp=61–63}} [[Titik lebur]] torium yang sebesar 1.750&nbsp;°C berada di atas titik lebur aktinium (1.227&nbsp;°C) dan protaktinium (1568&nbsp;°C). Pada unsur-unsur permulaan [[Unsur periode 7|periode 7]], dari [[fransium]] sampai dengan torium, titik lebur unsur meningkat (seperti halnya unsur pada periode lain). Hal ini disebabkan jumlah elektron terdelokalisasi yang setiap atom kontribusikan meningkat dari satu elektron pada fransium menjadi empat elektron pada torium. Ini menyebabkan gaya tarik antara elektron-elektron dengan ion logam menjadi lebih besar seiring dengan muatan positif logam yang meningkat dari satu menjadi empat. Setelah torium, ada kecenderungan penurunan titik lebur yang berawal dari torium sampai dengan [[plutonium]]. Ini beriringan dengan meningkatnya jumlah elektron f dari sekitar 0,4 pada torium menjadi sekitar 6 pada polonium; kecenderungan ini disebabkan oleh peningkatan hibridisasi orbital 5f dan 6d pada atom dan pembentukan ikatan berarah yang mengakibatkan struktur kristal logam menjadi lebih kompleks dan melemahkan ikatan antar logam.<ref name="Yu. D. Tretyakov"/><ref name=Johansson/> (Perhitungan elektron f untuk torium tidaklah bulat karena adanya tumpang tindih orbital 5f–6d).<ref name=Johansson>{{cite journal|last1=Johansson |first1=B. |last2=Abuja |first2=R. |last3=Eriksson |first3=O. |last4=Wills |first4=J. M. |displayauthors=3 |year=1995 |title=Anomalous fcc crystal structure of thorium metal. |journal=Physical Review Letters |volume=75 |issue=2 |pages=280–283 |doi=10.1103/PhysRevLett.75.280|pmid=10059654 |bibcode=1995PhRvL..75..280J|url=https://zenodo.org/record/1233903 }}</ref> Di antara unsur aktinida-aktinida hingga [[kalifornium]], yang dapat dipelajari setidaknya dalam jumlah miligram, torium memiliki titik lebur dan titik didih yang tertinggi dan kepadatan yang terendah kedua; hanya unsur aktinium yang lebih lebih ringan daripada torium.{{efn|Manakala [[einsteinium]] telah terukur memiliki kepadatan yang lebih rendah, pengukuran ini dilakukan pada sampel kecil bermassa mikrogram. Kemungkinan besar hasil pengukuran dipengaruhi oleh penghancuran diri kristal logam einsteinium yang disebabkan oleh radioaktivitasnya yang ekstrem.<ref Name="ES_METALL">{{cite journal|last1=Haire|first1=R. G.|last2=Baybarz|first2=R. D.|doi=10.1051/jphyscol:1979431|title=Studies of einsteinium metal|date=1979|pages=C4–101|volume=40|journal=Le Journal de Physique |url=http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/21/88/27/PDF/ajp-jphyscol197940C431.pdf}}</ref>}} Titik didih torium adalah 4788&nbsp;°C, merupakan titik didih yang tertinggi kelima di antara semua unsur yang telah diketahui titik didihnya.{{efn|Titik didih torium di bawah titik didih [[osmium]], [[tantalum]], [[tungstenwolfram]], dan [[renium]];{{sfn|Wickleder|Fourest|Dorhout|2006|pp=61–63}} titik didih yang lebih tinggi dispekulasikan ditemukan pada logam-logam transisi 6d. Namun, logam-logam ini belumlah diproduksi dalam jumlah yang cukup besar untuk menguji prediksi ini.<ref name=BFricke>{{cite book |last1=Fricke |first1=Burkhard |year=1975 |title=Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties |journal=Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry |volume=21 |pages=[https://archive.org/details/recentimpactofph0000unse/page/89 89–144] |doi=10.1007/BFb0116498 |url=https://archive.org/details/recentimpactofph0000unse/page/89 |accessdate=4 October 2013 |series=Structure and Bonding |isbn=978-3-540-07109-9 }}</ref>}}

Sampai dengan akhir abad ke-19, para kimiawan secara bulat setuju bahwa torium dan uranium memiliki sifat-sifat kimia yang beranalogi dengan hafnium dan tungstenwolfram; keberadaan unsur-unsur lantanida pada baris periode ke-6 tabel periodik dianggap hanya sebagai pengecualian saja. Pada tahun 1892, kimiawan Britania Henry Bassett mempostulatkan keberadaan baris periode tambahan di bawah lantanida untuk mengakomodasi baik unsur-unsur yang telah diketahui maupun yang belum ditemukan. Henry Bassett berpendapat bahwa torium dan uranium beranalogi dengan unsur-unsur lantanida. Pada tahun 1913, fisikawan Denmark [[Niels Bohr]] mempublikasikan suatu [[model Bohr|model teoretis]] atom beserta dengan orbital-orbital elektronnya. Model ini dengan cepat mendapat penerimaan yang luas. Berdasarkan model ini, unsur-unsur periode ke-7 pada tabel periodik haruslah kelopak-f-nya terisi penuh terlebih dahulu sebelum kelopak-d terisi, seperti pada unsur-unsur lantanida periode ke-6 yang mendahului logam-logam transisi 5d.<ref name=leach/> Keberadaan deret unsur transisi dalam kedua (unsur-unsur aktinida) ini tidaklah diterima luas sebelum ditentukannya struktur elektron unsur-unsur lantanida.<ref>{{cite book|last=van Spronsen |first=J. W. |year=1969 |title=The periodic system of chemical elements |publisher=Elsevier |pages=315–316 |isbn=978-0-444-40776-4}}.</ref> Bohr memberikan pendapat bahwa orbital 5f mungkin tidak terisi terlebih dahulu pada unsur-unsur setelah uranium.<ref name=leach/>

Dalam produksi filamen [[lampu pijar]] berbahan tungstenwolfram, [[rekristalisasi]] tungstenwolfram dapat ditekan secara signifikan dengan penambahan sejumlah kecil torium dioksida ke dalam bubuk [[penyinteran|sinter]] tungstenwolfram.{{sfn|Stoll|2005|p=32}} Penambahan sejumlah kecil torium dioksida ke [[katode panas]] tungstenwolfram secara signifikan menurunkan [[fungsi kerja]] elektron. Sebagai akibatnya, elektron terpancarkan pada suhu yang jauh lebih rendah.{{sfn|Wickleder|Fourest|Dorhout|2006|pp=52–53}} Torium membentuk lapisan berketebalan satu atom yang menyelimuti permukaan tungstenwolfram. Fungsi kerja dari permukaan torium menurun kemungkinan karena terbentuknya medan listrik pada antarmuka torium dan tungstenwolfram yang disebabkan oleh elektropositivitas torium yang lebih besar.<ref>{{Cite book|title=Electronic Devices and Circuits: The Commonwealth and International Library: Electrical Engineering Division|last=Pridham|first=G. J.|year=2016|publisher=Elsevier|isbn=978-1-4831-3979-1|page=105|language=en}}</ref> Sejak tahun 1920-an, kawat tungstenwolfram bertorium telah digunakan dalam tabung-tabung elektronik berserta katode dan antikatode pada tabung sinar-X dan penyearah. Oleh karena torium bereaksi dengan oksigen dan nitrogen dari atmosfer, torium juga berperan sebagai [[penangkap]] zat pengotor dalam tabung vakum. Penemuan transistor pada tahun 1950-an secara signifikan menyebabkan penurunan penggunaan torium untuk tujuan tersebut.{{sfn|Stoll|2005|p=32}} Torium dioksida juga digunakan dalam [[las busur tungsten gas|las busur wolfram gas]] (''gas tungsten arc welding'', disingkat GTAW) untuk meningkatkan kekuatan elektrode tungstenwolfram dan stabilitas busur pada suhu tinggi.{{sfn|Wickleder|Fourest|Dorhout|2006|pp=52–53}} Penggunaan torium dioksida untuk tujuan ini secara perlahan telah digantikan dengan senyawa oksida lainnya, seperti oksida dari zirkonium, serium, dan [[lantanum]].<ref>{{cite book |last=Uttrachi |first=J. |date=2015 |title=Weld Like a Pro: Beginning to Advanced Techniques |publisher=CarTech Inc. |page=42 |isbn=978-1-61325-221-5}}</ref><ref>{{cite book |last=Jeffus |first=L. |date=2016 |title=Welding: Principles and Applications |publisher=Cengage Learning |page=393 |isbn=978-1-305-49469-5}}</ref>