Was sind Actinides?
Die Actinide sind der kollektive Name, der den Elementen 90-103 in der Periodenzüchtungstabelle mit Thorium, Protaktinium, Uran, Neptunium, Plutonium, Americium, Curium, Berkelium, Kalifornien, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium und Lawrencium gegeben ist. Das Element Actinium, Atomic Number 89, nach dem die Gruppe genannt wird, ist nicht genau genommen selbst einer der Actinides, sondern oft mit ihnen enthalten. Wie bei allen Elementen, die schwerer als Lead sind, hat keine der Actinid -Serien stabile Isotope und alle sind daher radioaktiv und haben im Allgemeinen Alpha -Verfall in andere Elemente. Uran und Thorium treten natürlich zusammen mit Spuren von Actinium, Protaktinium, Plutonium und Neptunium auf. Die verbleibenden Elemente wurden in der Natur noch nie beobachtet, wurden jedoch in extrem geringen Mengen in Partikelbeschleunigern hergestellt. Es ist thoEs ist auf den radioaktiven Verfall dieser Elemente zurückzuführen, dass ein Großteil der Hitze im Erdkern, die die Plattentektonik und den Vulkanismus antreibt. Das Isotop Plutonium-244 hat eine relativ lange Halbwertszeit und Spuren des ursprünglichen Plutoniums der Erde sind immer noch überleben. Das meiste Plutonium in der Umwelt stammt jedoch von Kernreaktoren und Atomwaffentests. Natürlich vorkommendes Actinium, Protaktinium und Neptunium haben viel kürzere Halbwertszeiten, sodass alle Mengen dieser Elemente vorliegt, die vor langer Zeit zu anderen Elementen verfallen sind. Actinium, Protaktinium und Neptuniumform durch Kernprozesse im Zusammenhang mit dem Zerfall von Isotopen von Uran.
Wie die Lanthanidelemente belegen die Actinide aufgrund ihrer Elektronenkonfigurationen einen separaten Block von der Hauptdauertabelle, wie sie normalerweise dargestellt wird. In diesen beiden Blöcken die äußerste elecTron Subshell wurde vor einer vorherigen Unterschale besetzt, da letztere ein höheres Energieniveau aufweist, und es ist die Anzahl der Elektronen in dieser Unterschale, die die Elemente voneinander unterscheidet. Für die Lanthanides ist es die 4F -Unterschale, die wichtig ist, und für die Actinides die 5F -Unterschale. Diese Elemente sind auch als F-Block-Elemente bekannt. Die äußerste Unterschale ist für alle Elemente in jedem Block gleich, mit Ausnahme von Lawrencium, das sich vom vorhergehenden Element nicht in der 5F -Unterschale unterscheidet, sondern eine zusätzliche 7p -Unterschale mit einem Elektron enthält.
Actinid -Chemie wird durch die Tatsache bestimmt, dass die Valenzelektronen, die sich mit anderen Atomen verbinden können, nicht auf die äußerste Unterschale beschränkt sind, was eine variable Anzahl von Oxidationszuständen zwischen diesen Elementen ergibt. Zum Beispiel kann Plutonium Oxidationszustände von +3 bis +7 haben. Alle Elemente sind chemisch reaktiv und oxidieren schnell in der Luft und werden mit einer Oxidschicht beschichtet. Reaktivitäty nimmt mit Atomgewicht innerhalb der Gruppe zu; Die Untersuchung der chemischen Eigenschaften einiger der schwereren Mitglieder ist jedoch aufgrund ihrer intensiven Radioaktivität und sehr kurzen Halbwerts schwierig.
Die längerlebigen Aktinidisotope haben eine Vielzahl von Verwendungszwecken gefunden. Thorium wird seit dem späten 19. Jahrhundert bei der Herstellung von Gasmanteln eingesetzt. Die Fähigkeit einiger Isotope von Uran und Plutonium, Kernspaltung zu unterziehen, hat zu ihrer Verwendung bei Kernreaktoren und Atomwaffen geführt, und Plutonium wurde auch als lang anhaltende Stromquelle für Weltraumsonden verwendet. Americium wird in Rauchdetektoren verwendet.