химический каталог




АКТИНОИДЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

АКТИНОИДЫ (актиниды), семейство из 14 радиоактивных элементов III гр. 7-го периода периодической системы (ат. н. 90-103), следующих за актинием: торий Th, протактиний Ра, уран U, нептуний Np, плутоний Ри, америций Am, кюрии Cm, берклий Bk, калифорний Cf, эйнштейний Es, фермий Fm, менделевий Md, нобелий No и лоуренсий Lr (для последних двух элементов название не общепринято). АКТИНОИДЫ объединяются, подобно лантаноидам, в особую группу благодаря сходству конфигураций внешний электронных оболочек их атомов (см. табл.), чем обусловлена близость многие химический свойств. Гипотеза о существовании в 7-м периоде семейства АКТИНОИДЫ была выдвинута Г. Сиборгом в начале 1940-х гг.

При последоват. переходе от Ас к Lr новые электроны заполняют, как и у лантаноидов, места не на внешний оболочках-шестой и седьмой, а более близкую к ядру оболочку 5f Вследствие этого строение двух внешний оболочек оказывается одинаковым. У первых АКТИНОИДЫ (до Am) энергии связи 5f-и 6d-электронов с ядром атома мало различаются, причем иногда энергия связи 5f-электронов больше энергии связи 6d-электронов. Поэтому у атомов и ионов элементов, непосредственно следующих за Ас, могут заполняться 5f-и(или) 6Л-оболочки.

Степени окисления АКТИНОИДЫ чрезвычайно разнообразны; первые члены семейства, в отличие от лантаноидов, имеют несколько степеней окисления. Так, Th, Ра и U образуют Наиб. устойчивые соединения в степенях окисления соответственно + 4, + 5 и + 6. Начиная с Am Наиб. устойчива степень окисления 4- 3; Cm и Bk в водных растворах, кроме степени окисления + 3, могут иметь относительно устойчивую степень окисления + 4, a Cf, Es, Fm, Md и No-также + 2.

ХАРАКТЕРИСТИКИ АКТИНОИДОВ И АКТИНИЯ
Ат. н.
Символ
Электронная конфигурация
Степень окисления
Атомный радиус, нм
Ионный радиус, нм
М3+ М4 +
89
Ас
6s26p66d17s2
+ 3
0,188
0,1071 —
90
Th
5f76s26p66d27s2
+ 3, +4
0,180
0,1051 0,0984
91
Ра
5f26s26p66dl7s2(или 5f»6s26p66d27s2
+ 3, +4, +5
0,163
0,1034 0,0944
92
U
5f36s26p66d17s2
от +3 до +6
0,156
0,1005 0,0929
93
Np
5f56s26p67s2
от +3 до +7
0,155
0,0986 0,0913
94
Ри
5f66s26p67s2
от +3 до +7
0,160
0,0974 0,0896
95
Am
5f76s26p67s2
от +2 до +7
0,174
0,0962 0,0888
96
Cm
5f4s26p66d17s2
от +3 до +6
0,175
0,0946 0,0886
97
Bk
5f86s26p66d17s2 (или 5f96s26p67s2)
+ 3, +4
0,0935 0,0870
98
Cf
5fio6s26p67s2
+ 2, + 3, +4
0,169
0,0962 —
99
Es
5f116s26p67s2
+ 2, +3
0,0953 —
100
Fm
5f126s26p67s2
+ 2, +3
_
0,0943 -
101
Md
5f136s26p67s2
+ 1, -1-2, +3
_
0,0934 —
102
(No)
5f»146s26p67s2
+ 2, +3
_
0,0928 —
103
(Lr)
Sf146s26p66d17S2
+ 3
0,0921 —

Родственные соединения АКТИНОИДЫ и самого Ас часто изоструктурны, причем с ростом атомного номера параметры кристаллич. решеток монотонно уменьшаются. По мере увеличения заряда ядра снижаются значения ионных радиусов, т.е. наблюдается "актиноидное сжатие" (аналогичное "лантаноид-ному сжатию"), обусловленное последоват. заполнением электронами 5f-оболочки (для лантаноидов-4f-оболочки). Разница в энергиях ионизации отд. АКТИНОИДЫ невелика, что также является одной из причин близости их химический свойств.

Из АКТИНОИДЫ в природе распространены только U и Th; в малых кол-вах встречаются изотопы Ра-дочерние продукты распада U и Th, а также следовые кол-ва Np и Ри, образующиеся при ядерных реакциях изотопов U с нейтронами спонтанного деления. Периоды полураспада даже Наиб. устойчивых нуклидов других АКТИНОИДЫ столь коротки, что в земной коре они отсутствуют. АКТИНОИДЫ-серебристо-белые металлы, темнеющие на воздухе; в мелкораздробленном состоянии пирофорны. Реакцион-носпособны. Плотность большинства АКТИНОИДЫ близка к 20 г/см3. Наиб. легкоплавки Np и Ри (температура плавления ок. 640 °С), остальные плавятся выше 1000°С. Т-ры кипения АКТИНОИДЫ превышают 3000°С. АКТИНОИДЫ легко реагируют с Н2, О2, N2, S, галогенами и др. неметаллами. По химический поведению Наиб. близки между собой U, Np, Ри и Am. Элементы Bk, Fm, Md, No и Lr по химический свойствам подобны лантаноидам. А. склонны к образованию комплексных соединений (особенно с кислородсодержащими лигандами), при этом, как и в случае лантаноидов, для них характерны высокие координационные числа, вплоть до 12.

Важное практическое значение в связи с проблемами переработки облученного ядерного топлива и разделения АКТИНОИДЫ имеет химия водных растворов АКТИНОИДЫ В кислых водных растворах существуют 4 вида катионов - М3+ , М4+ , MO+2 и МО22+. Для Np открыт и пятый тип, вероятно, NpO+3. Ионы типа МO+2 и МО22+ обладают весьма прочной связью М—О. Энергии Гиббса образования ионов АКТИНОИДЫ в разных степенях окисления близки между собой, поэтому в растворе могут одновременно присутствовать различные ионы (как в случае Pu - в степенях окисления от +3 до +6, а в щелочных растворах и + 7). Легкость перехода АКТИНОИДЫ из одной степени окисления в другие при окислит.-восстановит. реакциях используют для их разделения. Для соединение АКТИНОИДЫ в водных растворах характерны гидролиз, полимеризация, комплексообразование, диспропорционирование, а также реакции, вызываемые интенсивным самооблучением.

Все АКТИНОИДЫ, кроме Th, Pa и U, получают искусственно - облучением U и др. элементов нейтронами. Так, Np и Ри выделяют из отработанного ядерного топлива (они образуются при захвате ядрами 238U нейтронов, возникающих при делении 235U). Изотопы элементов, следующих за Ри, получают при последоват. захвате нейтронов ядрами 239Рu в ядерных реакторах, элементы с ат. н. 100-103-бомбардировкой Pu, Am и Cm ядрами В, С или N, ускоренными на циклотроне. Выделение и очистка АКТИНОИДЫ-сложный многостадийный процесс, осуществляемый преимущественно с использованием методов ионного обмена и экстракции.

Наиб, практическое значение имеют U, Pu, Th и Np. Нуклиды 235U и Pu-топливо в ядерной энергетике, источники энергии в ядерном оружии; 238Рu и 244Сm используют в производстве ядерных источников электрич. тока в бортовых космич. системах. Торий - перспективное ядерное топливо в уран-ториевых реакторах; Np применяют при производстве 238рu Некоторые нуклиды АКТИНОИДЫ используют в медицине, дефектоскопии, активац. анализе и др.

Все АКТИНОИДЫ и их соединение чрезвычайно токсичны, что обусловлено их радиоактивностью.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
урна пикс уз цена
купить консольную вывеску 50*50
участок земли новорижское
руководитель росздравнадзора по москве и московской области

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(18.10.2017)