Co jsou aktinidy?

Actinides je kolektivní název dané prvkům 90-103 v periodické tabulce, zahrnující thorium, protaktinium, uran, neptunium, plutonium, Americium, Curium, Berkelium, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium a Lawrencium. Prvek aktinium, atomové číslo 89, po kterém je skupina pojmenována, není - přísně řečeno - sám o sobě jeden z aktinidů, ale je s nimi často zahrnut. Stejně jako u všech prvků těžších než olovo, žádná ze sérií aktinidu nemá žádné stabilní izotopy, a všechny jsou proto radioaktivní, obecně podstupují alfa rozpad do jiných prvků. Uran a thorium se přirozeně vyskytují spolu se stopami aktinia, protaktinia, plutonia a neptunia. Zbývající prvky nebyly nikdy pozorovány v přírodě, ale byly vyrobeny v extrémně malém množství v urychlovačích částic. Je to thoUght, že velká část tepla v jádru Země, která řídí tektoniku a sopečnou desku, je způsobeno radioaktivním rozpadem těchto prvků. Izotop Plutonium-244 má relativně dlouhý poločas a stopy původního plutonia Země stále přežívají; Většina plutonia v životním prostředí však pochází z jaderných reaktorů a testů jaderných zbraní. Přirozeně se vyskytující aktinium, protaktinium a neptunium mají mnohem kratší poločasy, takže jakákoli množství těchto prvků, které byly přítomny, když byla vytvořena Země, by se dávno rozpadla do jiných prvků. Aktinium, protaktinium a neptunium formy prostřednictvím jaderných procesů spojených s rozpadem izotopů uranu.

Stejně jako prvky lanthanidu, aktinidy zabírají samostatný blok od hlavní periodické tabulky, jak je obvykle znázorněno, kvůli jejich elektronovým konfiguracím. V obou těchto blocích, nejvzdálenější ElecTron Subshell byl obsazen před předchozí subshell, kvůli tomu, že má vyšší energetickou hladinu, a je to počet elektronů v této podsell, který rozlišuje prvky od sebe navzájem. Pro Lanthanides je důležitý 4F subshell, a pro aktinidy, 5F subshell. Tyto prvky jsou také známé jako prvky F-Block. Nejvzdálenější podshell je stejná pro všechny prvky v každém bloku, s výjimkou Lawrencium, které se liší od předchozího prvku, nikoli v podshell 5F, ale má další 7p subshell obsahující jeden elektron.

Actinidová chemie se řídí skutečností, že valenční elektrony, které se mohou spojit s jinými atomy, nejsou omezeny na nejvzdálenější podsell, což mezi těmito prvky poskytuje variabilní počet oxidačních stavů. Například plutonium může mít oxidační stavy od +3 do +7. Všechny prvky jsou chemicky reaktivní a rychle se oxidují ve vzduchu a jsou potaženy vrstvou oxidu. Reaktivityy se zvyšuje s atomovou hmotností ve skupině; Zkoumání chemických vlastností některých těžších členů je však obtížné kvůli jejich intenzivní radioaktivitě a velmi krátkém poločase.

Izotopy s delší životností zjistily různé použití. Thorium se používá od konce 19. století při výrobě plynových plášťů. Schopnost některých izotopů uranu a plutonia podstoupit jaderné štěpení vedla k jejich použití v jaderných reaktorech a jaderných zbraních a plutonium byl také použit jako dlouhodobý zdroj energie pro kosmické sondy. Americium se používá v detektorech kouře.