Proprietățile și reacțiile seriei de elemente Actinide

În partea de jos a tabelului periodic se află un grup special de elemente radioactive metalice numite actinide sau actinoide. Aceste elemente, de obicei considerate că variază de la numărul atomic 89 până la numărul atomic 103 din tabelul periodic, au proprietăți interesante și joacă un rol cheie în chimia nucleară..

Locație

Tabelul periodic modern are două rânduri de elemente sub corpul principal al tabelului. Actinidele sunt elementele din partea de jos a acestor două rânduri, în timp ce rândul de sus este seria lantanidelor. Aceste două rânduri de elemente sunt plasate sub tabelul principal, deoarece nu se încadrează în design fără a face masa confuză și foarte largă.

Cu toate acestea, aceste două rânduri de elemente sunt metale, uneori considerate un subset al grupului de metale de tranziție. De fapt, lantanidele și actinidele sunt uneori numite metale de tranziție interioară, referindu-se la proprietățile și poziția lor pe masă.

Două moduri de plasare a lantanidelor și a actinidelor într-un tabel periodic sunt includerea lor în rândurile corespunzătoare cu metalele de tranziție, ceea ce face ca masa să fie mai largă, sau să le baloneze, formând o masă tridimensională.

element

Există 15 elemente actinide. Configurațiile electronice ale actinidelor utilizează f sublevel, cu excepția lawrenciumului, un element d-block. În funcție de interpretarea dvs. a periodicității elementelor, seria începe cu actinium sau toriu, continuând până la lawrencium. Lista obișnuită de elemente din seria de actinide este:

• Actiniu (Ac)
• Thorium (Th)
• Protactinium (Pa)
• Uraniu (U)
• Neptuniu (Np)
• Plutoniu (Pu)
• Americium (Am)
• Curiu (Cm)
• Berkeliu (Bk)
• California (Cf)
• Einsteinium (Es)
• Fermiu (Fm)
• Mendelevium (Md)
• Nobelium (nr)
• Lawrencium (Lr)

Abundenţă

Singurele două actinide găsite în cantități apreciabile în scoarța terestră sunt toriu și uraniu. Cantități mici de plutoniu și neptuniu sunt prezente în ordinele de uraniu. Actinium și protactinium apar ca produse de descompunere ale anumitor izotopi de toriu și uraniu. Celelalte actinide sunt considerate elemente sintetice. Dacă apar în mod natural, aceasta face parte dintr-o schemă de descompunere a unui element mai greu.

Proprietăți comune

Actinidele au următoarele proprietăți:

• Toate sunt radioactive. Aceste elemente nu au izotopi stabili.
• Actinidele sunt puternic electropozitive.
• Metalele se tund ușor în aer. Aceste elemente sunt piroforice (se aprind spontan în aer), în special ca pulberi fin divizate.
• Actinidele sunt metale foarte dense, cu structuri distinctive. Se pot forma numeroase alotrope - plutoniul are cel puțin șase alotrope. Excepție este actinium, care are mai puține faze cristaline.
• Reacționează cu apă clocotită sau acid diluat pentru a elibera gaz de hidrogen.
• Metalele actinide tind să fie destul de moi. Unele pot fi tăiate cu un cuțit.
• Aceste elemente sunt maleabile și ductile.
• Toate actinidele sunt paramagnetice.
• Toate aceste elemente sunt metale de culoare argintie, solide la temperatura camerei și la presiune.
• Actinidele se combină direct cu majoritatea nemetalelor.
• Actinidele completează succesiv sub-nivelul 5f. Multe metale de actinidă au proprietăți atât ale blocului d, cât și ale elementelor bloc f.
• Actinidele prezintă mai multe stări de valență, de obicei mai mult decât lantanidele. Majoritatea sunt predispuse la hibridizare.
• Actinidele (An) pot fi preparate prin reducerea AnF3 sau AnF4 cu vapori de Li, Mg, Ca sau Ba la 1100-1400 C.

utilizări

În cea mai mare parte, nu întâlnim deseori aceste elemente radioactive în viața de zi cu zi. Americium se găsește în detectoarele de fum. Toriul se găsește în mantoanele cu gaz. Actinium este utilizat în cercetarea științifică și medicală ca sursă de neutroni, indicator și sursă gamma. Actinidele pot fi folosite ca dopanți pentru a face sticla și cristalele luminescente.

Cea mai mare parte a utilizării actinidelor se referă la operații de producție și apărare a energiei. Utilizarea principală a elementelor actinide este ca combustibil al reactorului nuclear și în producerea armelor nucleare. Actinidele sunt favorizate pentru aceste reacții, deoarece suferă ușor reacții nucleare, eliberând cantități incredibile de energie. Dacă condițiile sunt corecte, reacțiile nucleare pot deveni reacții în lanț.

surse

• Fermi, E. „Producția posibilă a elementelor cu număr atomic mai mare de 92.” Nature, Voi. 133.
• Grey, Theodore. "Elemente: o explorare vizuală a fiecărui atom cunoscut din Univers." Black Dog & Leventhal.
• Greenwood, Norman N. și Earnshaw, Alan. „Chimia elementelor”, ediția a II-a. Butterworth-Heinemann.