Hva er aktinider?

Actinides er det kollektive navnet som er gitt til elementer 90-103 i det periodiske tabellen, som omfatter thorium, protaktinium, uran, neptunium, plutonium, americium, curium, berkelium, californium, einstein, fermium, mendelevium, adneum og lawrimen. Element Actinium, atomnummer 89, hvoretter gruppen er navngitt, er ikke - strengt tatt - i seg selv et av aktinidene, men er ofte inkludert i dem. Som med alle elementer som er tyngre enn bly, har ingen av aktinidserien noen stabile isotoper, og alle er derfor radioaktive, generelt gjennomgår alfa -forfall til andre elementer. Uran og thorium forekommer naturlig, sammen med spor av aktinium, protaktinium, plutonium og neptunium. De gjenværende elementene har aldri blitt observert i naturen, men har blitt produsert i ekstremt små mengder i partikkelakseleratorer.

uran og thorium har lange halveringstid og har vært til stede i jorden i betydelige mengder siden dens dannelse. Det er thoUght så mye av varmen i jordens kjerne, som driver platetektonikk og vulkanisme, skyldes det radioaktive forfallet til disse elementene. Isotopen plutonium-244 har relativt lang halveringstid og spor av jordens opprinnelige plutonium overlever fortsatt; Imidlertid kommer mest plutonium i miljøet fra atomreaktorer og atomvåpenprøver. Naturlig forekommende aktinium, protaktinium og neptunium har mye kortere halveringstid, så alle mengder av disse elementene som var til stede da jorden ble dannet for lenge siden, hadde forfalt til andre elementer. Actinium, protactinium og neptunium danner gjennom kjernefysiske prosesser assosiert med forfallet av isotoper av uran.

I likhet med lanthanidelementene, opptar aktinidene en egen blokkering fra hovedperiodisk tabell, som det vanligvis er avbildet, på grunn av deres elektronkonfigurasjoner. I begge disse blokkene, den ytterste elekTron -underskall har vært okkupert før et tidligere underskall, på grunn av at sistnevnte hadde et høyere energinivå, og det er antall elektroner i dette underskallet som skiller elementene fra hverandre. For lantanidene er det 4F -underskallet som er viktig, og for aktinidene, 5F -underskallet. Disse elementene er også kjent som F-Block-elementene. Det ytterste underskallet er den samme for alle elementene i hver blokk, bortsett fra Lawrencium, som skiller seg fra det foregående elementet som ikke er i 5F -underskallet, men ved å ha et ekstra 7p -underskall som inneholder ett elektron.

Aktinidkjemi styres av det faktum at valenselektronene, som kan binde seg til andre atomer, ikke er begrenset til det ytterste underskallet, noe som gir et variabelt antall oksidasjonstilstander blant disse elementene. For eksempel kan plutonium ha oksidasjonstilstander fra +3 til +7. Alle elementene er kjemisk reaktive og oksiderer raskt i luft, og blir belagt med et lag oksid. Reaktivery øker med atomvekt i gruppen; Undersøkelse av de kjemiske egenskapene til noen av de tyngre medlemmene er imidlertid vanskelig på grunn av deres intense radioaktivitet og veldig korte halveringstid.

De lengre levde actinid-isotoper har funnet en rekke bruksområder. Thorium har blitt brukt siden slutten av 1800 -tallet i produksjonen av gassmantler. Evnen til noen isotoper av uran og plutonium til å gjennomgå kjernefysisk fisjon har ført til deres bruk i kjernefysiske reaktorer og atomvåpen, og plutonium har også blitt brukt som en langvarig kraftkilde for romprober. Americium brukes i røykvarslere.