Na dole układu okresowego znajduje się specjalna grupa metaliczna pierwiastki promieniotwórcze zwane aktynowcami lub aktynoidami. Pierwiastki te, zwykle rozważane w zakresie od liczby atomowej 89 do liczby atomowej 103 na układzie okresowym, mają interesujące właściwości i odgrywają kluczową rolę w chemii jądrowej.
Lokalizacja
Nowoczesny układ okresowy ma dwa rzędy elementów poniżej głównego korpusu stołu. Aktynowce są pierwiastkami na dole tych dwóch rzędów, podczas gdy górny rząd to seria lantanowców. Te dwa rzędy elementów są umieszczone pod głównym stołem, ponieważ nie pasują do projektu bez spowodowania, że stół będzie mylący i bardzo szeroki.
Jednak te dwa rzędy pierwiastków to metale, czasem uważane za podzbiór grupy metali przejściowych. W rzeczywistości lantanowce i aktynowce są czasami nazywane wewnętrznymi metalami przejściowymi, odnosząc się do ich właściwości i położenia na stole.
Dwa sposoby umieszczania lantanowców i aktynowców w układzie okresowym obejmują je w odpowiednich wiersze z metalami przejściowymi, co powoduje, że stół jest szerszy, lub balony, tworząc trójwymiar stół.
Elementy
Jest 15 elementów aktynowców. The konfiguracje elektroniczne aktynowców wykorzystuje fa podpoziom, z wyjątkiem lawrenu, element d-bloku. W zależności od twojej interpretacji okresowości pierwiastków, seria zaczyna się od aktynu lub toru, kontynuując do Lawrencium. Zwykła lista elementów w serii aktynowców to:
- Aktyn (Ac)
- Tor (Th)
- Protaktyn (Rocznie)
- Uran (U)
- Neptunium (Np)
- Pluton (Pu)
- Americium (Am)
- Curium (Cm)
- Berkelium (Bk)
- Californium (Cf)
- Einsteinium (Es)
- Fermium (Fm)
- Mendelevium (Md)
- Nobelium (nie)
- Lawrencium (Lr)
Obfitość
Jedynymi dwoma aktynowcami znajdowanymi w znacznych ilościach w skorupie ziemskiej są tor i uran. Małe ilości plutonu i neptunu występują w rzędach uranu. Aktyn i protaktyn występują jako produkty rozpadu niektórych izotopów toru i uranu. Pozostałe aktynowce są uważane za pierwiastki syntetyczne. Jeśli występują naturalnie, jest to część schematu rozpadu cięższego pierwiastka.
Wspólne właściwości
Aktynowce mają następujące właściwości:
- Wszystkie są radioaktywne. Te pierwiastki nie mają stabilnych izotopów.
- Aktynowce są wysoce elektrododatnie.
- Metale łatwo psują się w powietrzu. Te pierwiastki są piroforyczne (spontanicznie zapalają się w powietrzu), szczególnie jako drobno rozdrobnione proszki.
- Aktynowce są bardzo gęstymi metalami o charakterystycznych strukturach. Można utworzyć wiele allotropów - pluton ma co najmniej sześć allotropów. Wyjątkiem jest aktyna, która ma mniej faz krystalicznych.
- Reagują z wrzącą wodą lub rozcieńczonym kwasem, uwalniając gazowy wodór.
- Metale aktynowcowe są zwykle dość miękkie. Niektóre można ciąć nożem.
- Te elementy są ciągliwy i plastyczny.
- Wszystkie aktynowce są paramagnetyczny.
- Wszystkie te elementy są metalami w kolorze srebrnym, które są stałe w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem.
- Aktynowce łączą się bezpośrednio z większością niemetale.
- Aktynowce sukcesywnie wypełniają podpoziom 5f. Wiele metali aktynowców ma właściwości zarówno pierwiastków blokowych, jak i blokowych.
- Aktynowce wykazują kilka stanów walencyjnych, zwykle więcej niż lantanowce. Większość jest podatna na hybrydyzację.
- Aktynowce (An) można wytwarzać przez redukcję AnF3 lub AnF4 za pomocą par Li, Mg, Ca lub Ba w 1100-1400 ° C.
Używa
W przeważającej części często nie spotykamy tych pierwiastków promieniotwórczych w życiu codziennym. W wykrywaczach dymu znajduje się ameryk. Tor znajduje się w płaszczach gazowych. Aktyn jest stosowany w badaniach naukowych i medycznych jako źródło neutronów, wskaźnik i źródło gamma. Aktynowce mogą być stosowane jako domieszki do luminescencji szkła i kryształów.
Większość aktynowców jest wykorzystywana do produkcji energii i operacji obronnych. Podstawowym zastosowaniem pierwiastków aktynowców jest paliwo z reaktora jądrowego i do produkcji broni jądrowej. Aktynowce są preferowane w tych reakcjach, ponieważ łatwo ulegają reakcjom jądrowym, uwalniając niewiarygodne ilości energii. Jeśli warunki są odpowiednie, reakcje jądrowe mogą stać się reakcjami łańcuchowymi.
Źródła
- E. Fermi "Możliwa produkcja pierwiastków o liczbie atomowej wyższej niż 92„Nature, Vol. 133.
- Grey, Teodor. "Elementy: wizualna eksploracja każdego znanego atomu we wszechświecie. "Black Dog & Leventhal.
- Greenwood, Norman N. i Earnshaw, Alan. "Chemia pierwiastków, „2. wydanie. Butterworth-Heinemann.