نترات الثوريوم (IV)

نترات الثوريوم (IV) مركب كيميائي ، وهو ملح للثوريوم وحمض النيتريك، صيغته الكيميائية Th(NO₃ ₎ ₄ _. وهو مادة صلبة بيضاء في حالته اللامائية، ويمكن أن يشكل رباعي وخماسي هيدرات . وهو، كملح للثوريوم ، مشع بشكل ضعيف .

يمكن تحضير نترات الثوريوم (IV) المائية عن طريق تفاعل هيدروكسيد الثوريوم (IV) وحمض النيتريك :

Th ( OH) _₄ + 4 HNO₃ ₊ 3 H₂O _→ Th(NO₃ ₎ ₄ ₊ 5 _H₂O

تُنتَج أنواع مختلفة من الهيدرات عن طريق التبلور في ظروف مختلفة. عندما يكون المحلول مخففًا جدًا، يتحلل النترات مائيًا. على الرغم من الإبلاغ عن أنواع مختلفة من الهيدرات على مر السنين، بل ويدّعي بعض الموردين توفيرها، إلا أن الهيدرات الرباعية والخماسية هي الموجودة فعليًا فقط. ^{[ 6 ] [ أ ]} ما يُسمى بالهيدرات السداسية، المتبلورة من محلول متعادل، هي على الأرجح ملح قاعدي. ^{[ 7 ]}

يُعدّ الشكل الخماسي الهيدرات الشكل الأكثر شيوعاً. ويتم بلورته من محلول حمض النيتريك المخفف. ^{[ 2 ]}

يتكون رباعي هيدرات الثوريوم، Th(NO₃ ₎ ₄ _· 4H₂O ، _عن طريق التبلور من محلول حمض النيتريك المركز. وتؤدي تراكيز حمض النيتريك من 4 إلى 59% إلى تكوين رباعي هيدرات الثوريوم. ^{[ 6 ]} تتميز ذرة الثوريوم بتناسق 12، حيث ترتبط بها أربع مجموعات نترات ثنائية السن وأربع جزيئات ماء. ^{[ 7 ]}

للحصول على نترات الثوريوم (IV) اللامائية، يلزم التحلل الحراري لـ Th (NO₃ _{) ₄} · _2N₂O₅ . يحدث _التحلل عند درجة حرارة 150-160 درجة مئوية (302-320 درجة فهرنهايت) . ^{[ 8 ]}  

نترات الثوريوم اللامائية مادة بيضاء. وهي مرتبطة تساهميًا ولها نقطة انصهار منخفضة تبلغ 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت) . ^{[ 6 ]}  

يتبلور مركب خماسي هيدرات الثوريوم ( Th(NO₃ ₎ ₄ _· 5H₂O ) _على شكل بلورات شفافة عديمة اللون ^{[ 1 ]} في النظام المعيني القائم . ترتبط كل ذرة ثوريوم مرتين بكل مجموعة من مجموعات النترات الأربع ثنائية السن ، وبثلاث جزيئات ماء عبر ذرات الأكسجين. وبذلك، يكون تنسيق الثوريوم أحد عشر تنسيقًا. كما يوجد جزيئان آخران من الماء في البنية البلورية، يرتبطان بروابط هيدروجينية مع جزيئات ماء أخرى أو مع مجموعات النترات. ^{[ 5 ]}

يمكن إذابة نترات الثوريوم في العديد من المذيبات العضوية المختلفة ^{[ 5 ]،} بما في ذلك الكحولات والكيتونات والإسترات والإيثرات. ^{[ 7 ]} ويمكن استخدام هذه الخاصية لفصل المعادن المختلفة، مثل اللانثانيدات. عند وجود نترات الأمونيوم في الطور المائي، تميل نترات الثوريوم إلى الذوبان في السائل العضوي، بينما تبقى اللانثانيدات في الماء. ^{[ 7 ]}

يؤدي إذابة نترات الثوريوم في الماء إلى خفض درجة تجمده. ويبلغ أقصى انخفاض في درجة التجمد -37 درجة مئوية (-35 درجة فهرنهايت) عند تركيز  2.9  مول/كجم . ^{[ 9 ]}

عند تسخين نترات الثوريوم الخماسية، تتكون نترات تحتوي على كمية أقل من الماء، إلا أن هذه المركبات تفقد أيضًا بعض النترات. عند درجة حرارة 140 درجة مئوية (284 درجة فهرنهايت)، يتكون نترات قاعدي، ThO(NO₃ ₎ ₂ _. وعند التسخين الشديد، يتكون ثاني أكسيد الثوريوم . ^{[ 5 ]}  

يترسب بيروكسي نترات بوليمري عندما يتحد بيروكسيد الهيدروجين مع نترات الثوريوم في محلول مع حمض النيتريك المخفف. ^{صيغته الكيميائية هي} Th6 ( _O2 ) ₁₀ ( _NO3 ) _{4 ·} 10H2O . [ ₅ ]

_{ينتج عن} تحلل محاليل نترات الثوريوم نترات قاعدية هي _Th₂ ( OH) _₄ (NO₃ ₎ ₄ _· xH₂O و Th₂ ( OH) ₂(NO₃) _₆ · _8H₂O . _في بلورات Th₂ ( OH ) _₂ ( _{NO₃)₆ ·} 8H₂O _، ترتبط _ذرتا ثوريوم _بذرتي أكسجين جسريتين ^. _تُحاط كل ذرة ثوريوم بثلاث مجموعات نترات ثنائية التنسيق وثلاث جزيئات ماء، مما يجعل عدد التناسق 11. [ ^{5 ]}

عند إضافة حمض الأكساليك إلى محلول نترات الثوريوم، تترسب أكسالات الثوريوم غير القابلة للذوبان . ^{[ 10 ]} وتؤدي إضافة أحماض عضوية أخرى إلى محلول نترات الثوريوم إلى ترسب أملاح عضوية مع حمض الستريك؛ وأملاح قاعدية، مثل حمض الطرطريك ، وحمض الأديبيك ، وحمض الماليك ، وحمض الجلوكونيك ، وحمض فينيل أسيتيك ، وحمض الفاليريك . ^{[ 11 ]} كما تتشكل رواسب أخرى من حمض السيباسيك وحمض الأزيليك.

^{تُحضّر مركبات سداسي نترات الثوريوم، ذات الصيغة العامة M₂ITh} ₍ NO₃ ) ₆ _أو M₂ITh ₍ NO₃ ) ₆ _· 8H₂O _، بمزج نترات فلزات أخرى مع نترات الثوريوم في محلول مخفف من حمض النيتريك. يمكن أن يكون _{M₂I هو المغنيسيوم، أو المنغنيز،} ^أو الكوبالت، أو النيكل، أو الزنك. أما M₁ ^فيمكن أن يكون السيزيوم، أو ^أيون النترات (NO) ^⁺، أو أيون النترات (NO₂ ₎ ⁺ ^. [ ^{5 ] تتميز} بلورات سداسي نترات الثوريوم ثنائي التكافؤ ثماني الهيدرات بشكل أحادي الميل بأبعاد خلية وحدة متشابهة: β=97°، a=9.08، b=8.75-8، c=12.61-3. ^{[ 12 ]} تُعرف مركبات خماسي نترات الثوريوم، ذات الصيغة العامة M₁Th (NO₃ ⁾ ₅ _· xH₂O ، _عندما يكون ^M₁ هو الصوديوم أو _{البوتاسيوم} . ^{[ 5 ]}

يُعرف ^أيضًا _{المركبان} K3Th ( _NO3 ) ₇ و K3H3Th ( _NO3 ) ₁₀ · 4H2O _. ^[ 7 ^]_​​_​

يتبلور نترات الثوريوم أيضًا مع روابط أخرى ومذيبات عضوية بما في ذلك إيثر ثنائي إيثيل الإيثيلين جليكول ، وثلاثي (ن-بيوتيل) فوسفات ، وبوتيل أمين ، وثنائي ميثيل أمين ، وأكسيد ثلاثي ميثيل فوسفين. ^{[ 7 ]}