O que são Actinides?
Os actinídeos são o nome coletivo dado aos elementos 90-103 na tabela periódica, compreendendo tório, protactínio, urânio, neptúnio, plutônio, amerício, cúrio, berquélio, californio, einsteinio, fermio, mendelevio, nobelio e jurrencio. O elemento actinium, número atômico 89, após o qual o grupo recebeu o nome, não é - a rigor - um dos actinídeos, mas é frequentemente incluído com eles. Como todos os elementos mais pesados que o chumbo, nenhuma das séries de actinídeos possui isótopos estáveis e, portanto, todos são radioativos, geralmente sofrendo decaimento alfa em outros elementos. Urânio e tório ocorrem naturalmente, junto com traços de actínio, protactínio, plutônio e neptúnio. Os elementos restantes nunca foram observados na natureza, mas foram fabricados em quantidades extremamente pequenas em aceleradores de partículas.
O urânio e o tório têm meias-vidas longas e estão presentes na Terra em quantidades significativas desde a sua formação. Pensa-se que grande parte do calor no núcleo da Terra, que impulsiona a tectônica de placas e o vulcanismo, se deve ao decaimento radioativo desses elementos. O isótopo plutônio-244 tem uma meia-vida relativamente longa e vestígios do plutônio original da Terra ainda sobrevivem; no entanto, a maioria do plutônio no ambiente vem de reatores nucleares e testes de armas nucleares. Actínio, protactínio e neptúnio de ocorrência natural têm meias-vidas muito mais curtas, portanto, qualquer quantidade desses elementos presentes quando a Terra foi formada há muito tempo se deterioraria em outros elementos. Actinium, protactinium e neptunium se formam através de processos nucleares associados ao decaimento de isótopos de urânio.
Como os elementos lantanídeos, os actinídeos ocupam um bloco separado da tabela periódica principal, como geralmente é representado, devido às suas configurações eletrônicas. Em ambos os blocos, o sub-invólucro de elétrons mais externo foi ocupado antes de um sub-invólucro anterior, devido ao último ter um nível de energia mais alto, e é o número de elétrons nesse sub-invólucro que diferencia os elementos um do outro. Para os lantanídeos, é importante o subconjunto 4f e, para os actinídeos, o subconjunto 5f. Esses elementos também são conhecidos como elementos do bloco f. O sub-revestimento externo é o mesmo para todos os elementos dentro de cada bloco, exceto o Laurêncio, que difere do elemento anterior não no sub-revestimento 5f, mas em ter um sub-revestimento 7p adicional contendo um elétron.
A química dos actinídeos é governada pelo fato de que os elétrons de valência, que podem se ligar a outros átomos, não estão confinados ao sub-invólucro mais externo, fornecendo um número variável de estados de oxidação entre esses elementos. Por exemplo, o plutônio pode ter estados de oxidação de +3 a +7. Todos os elementos são quimicamente reativos e oxidam rapidamente no ar, ficando revestidos com uma camada de óxido. A reatividade aumenta com o peso atômico dentro do grupo; no entanto, a investigação das propriedades químicas de alguns dos membros mais pesados é difícil devido à sua intensa radioatividade e meia-vida muito curta.
Os isótopos de actinídeos de vida mais longa encontraram uma variedade de usos. O tório é utilizado desde o final do século XIX na produção de mantos a gás. A capacidade de alguns isótopos de urânio e plutônio sofrerem fissão nuclear levou ao seu uso em reatores nucleares e armas nucleares, e o plutônio também tem sido usado como uma fonte de energia duradoura para sondas espaciais. O amerício é usado em detectores de fumaça.