Hvad er aktinider?
Actiniderne er det samlede navn, der er givet til elementerne 90-103 i den periodiske tabel, der omfatter thorium, protactinium, uranium, neptunium, plutonium, americium, curium, berkelium, californium, einsteinium, fermium, mendelevium, nobelium og lawrencium. Elementet actinium, atomnummer 89, hvorefter gruppen er navngivet, er ikke - strengt taget - i sig selv en af actiniderne, men er ofte inkluderet i dem. Som med alle elementer, der er tungere end bly, har ingen af actinid-serierne nogen stabile isotoper, og alle er derfor radioaktive, gennemgår generelt alfa-henfald til andre elementer. Uran og thorium forekommer naturligt sammen med spor af actinium, protactinium, plutonium og neptunium. De resterende elementer er aldrig blevet observeret i naturen, men er fremstillet i ekstremt små mængder i partikelacceleratorer.
Uran og thorium har lang halveringstid og har været til stede i Jorden i betydelige mængder siden dannelsen. Det menes, at meget af varmen i jordens kerne, der driver pladetektonik og vulkanisme, skyldes det radioaktive henfald af disse elementer. Isotopen plutonium-244 har en relativt lang halveringstid og spor af jordens oprindelige plutonium overlever stadig; dog kommer det meste plutonium i miljøet fra atomreaktorer og atomvåbenforsøg. Naturligt forekommende actinium, protactinium og neptunium har meget kortere halveringstid, så enhver mængde af disse elementer, der var til stede, da Jorden blev dannet, ville for længe siden have henfaldet til andre elementer. Actinium, protactinium og neptunium dannes gennem nukleare processer, der er forbundet med forfaldet af isotoper af uran.
Ligesom lanthanidelementerne optager actiniderne en separat blok fra den periodiske periodiske tabel, som det normalt er afbildet, på grund af deres elektronkonfigurationer. I begge disse blokke er den yderste elektronunderskal blevet optaget før et forudgående underskal på grund af, at sidstnævnte har et højere energiniveau, og det er antallet af elektroner i denne underskal, der adskiller elementerne fra hinanden. For lanthaniderne er det 4f-underskallen, der er vigtig, og for actiniderne, 5f-underskallen. Disse elementer er også kendt som f-blokelementer. Den yderste underskal er den samme for alle elementer i hver blok, bortset fra lawrencium, der adskiller sig fra det foregående element ikke i 5f-underskallen, men i at have en yderligere 7p-underskal, der indeholder en elektron.
Actinidkemi styres af det faktum, at valenselektroner, der kan binde til andre atomer, ikke er begrænset til det yderste underskal, hvilket giver et variabelt antal oxidationstilstande blandt disse elementer. For eksempel kan plutonium have oxidationstilstande fra +3 til +7. Alle elementerne er kemisk reaktive og oxideres hurtigt i luft og bliver overtrukket med et lag af oxid. Reaktivitet stiger med atomvægt i gruppen; undersøgelse af de kemiske egenskaber hos nogle af de tungere medlemmer er imidlertid vanskelig på grund af deres intense radioaktivitet og meget korte halveringstider.
De længere levede actinidisotoper har fundet en række anvendelser. Thorium er blevet brugt siden slutningen af det 19. århundrede til produktion af gasmantler. Nogle isotoper af uran og plutoniums evne til at gennemgå nuklear fission har ført til deres anvendelse i nukleare reaktorer og nukleare våben, og plutonium er også blevet brugt som en langvarig strømkilde til rumføler. Americium bruges i røgdetektorer.