Egenskaper och reaktioner hos Actinides serie av element

Längst ner i det periodiska systemet finns en speciell grupp metalliska radioaktiva element som kallas aktinider eller actinoider. Dessa element, vanligtvis betraktade som sträcker sig från atomnummer 89 till atomnummer 103 på det periodiska systemet, har intressanta egenskaper och spelar en nyckelroll i kärnkemi.

Plats

Det moderna periodiska bordet har två rader med element under bordets huvuddel. Aktiniderna är elementen i botten av dessa två rader, medan den övre raden är lantanidserien. Dessa två rader med element placeras under huvudbordet eftersom de inte passar in i designen utan att göra bordet förvirrande och väldigt brett.

Dessa två rader med element är emellertid metaller, ibland betraktade som en delmängd av övergångsmetallgruppen. I själva verket kallas lantaniderna och aktiniderna ibland de inre övergångsmetallerna, med hänvisning till deras egenskaper och placering på bordet.

Två sätt att placera lanthaniderna och aktiniderna i ett periodiskt bord inkluderar dem i sina motsvarande rader med övergångsmetallerna, vilket gör bordet bredare, eller ballonger ut dem, vilket gör ett tredimensionellt bord.

element

Det finns 15 aktinidelement. De elektroniska konfigurationerna av aktiniderna använder f undernivå, med undantag av lawrencium, ett d-block-element. Beroende på din tolkning av periodiciteten hos elementen börjar serien med actinium eller thorium, fortsätter med lawrencium. Den vanliga listan över element i aktinidserien är:

• Actinium (Ac)
• Thorium (Th)
• Protactinium (Pa)
• Uran (U)
• Neptunium (Np)
• Plutonium (Pu)
• Americium (Am)
• Curium (Cm)
• Berkelium (Bk)
• Californium (Jfr)
• Einsteinium (Es)
• Fermium (Fm)
• Mendelevium (Md)
• Nobel (Nej)
• Lawrencium (Lr)

Överflöd

De enda två aktiniderna som finns i märkbara mängder i jordskorpan är thorium och uran. Små mängder plutonium och neptunium finns i uranbeställningar. Aktinium och protaktinium förekommer som sönderfallsprodukter av vissa torium- och uranisotoper. De andra aktiniderna betraktas som syntetiska element. Om de förekommer naturligt är det en del av ett förfallssystem av ett tyngre element.

Gemensamma egenskaper

Actinides delar följande egenskaper:

• Alla är radioaktiva. Dessa element har inga stabila isotoper.
• Aktinider är mycket elektropositiva.
• Metallerna tärnar lätt i luften. Dessa element är pyroforiska (antändas spontant i luften), särskilt som finfördelade pulver.
• Aktinider är mycket täta metaller med distinkta strukturer. Många allotroper kan bildas - plutonium har minst sex allotroper. Undantaget är actinium, som har färre kristallina faser.
• De reagerar med kokande vatten eller utspädd syra för att frigöra vätgas.
• Aktinidmetaller tenderar att vara ganska mjuka. Vissa kan skäras med en kniv.
• Dessa element är formbara och smidiga.
• Alla aktiniderna är paramagnetiska.
• Alla dessa element är silverfärgade metaller som är fasta vid rumstemperatur och tryck.
• Aktinider kombineras direkt med de flesta icke-metaller.
• Aktiniderna fyller successivt 5f-undernivån. Många aktinidmetaller har egenskaper för både d-block och f-blockelement.
• Aktinider uppvisar flera valensstillstånd, vanligtvis mer än lantaniderna. De flesta är benägna att hybridisera.
• Aktinidema (An) kan framställas genom reduktion av AnF3 eller AnF4 med ångor av Li, Mg, Ca eller Ba vid 1100-1400 C.

användningsområden

För det mesta möter vi inte ofta dessa radioaktiva element i det dagliga livet. Americium finns i rökdetektorer. Thorium finns i gasmantlar. Actinium används i vetenskaplig och medicinsk forskning som en neutronkälla, indikator och gammakälla. Aktinider kan användas som dopmedel för att göra glas och kristaller självlysande.

Huvuddelen av aktinidanvändningen går till energiproduktions- och försvarsoperationer. Den primära användningen av aktinidelementen är som kärnreaktorbränsle och vid produktion av kärnvapen. Aktiniderna är gynnade för dessa reaktioner eftersom de lätt genomgår kärnreaktioner och släpper otroliga mängder energi. Om förhållandena är rätt kan kärnreaktionerna bli kedjereaktioner.

källor

• Fermi, E. "Möjlig produktion av element med atomantal högre än 92." Nature, vol. 133.
• Grå, Theodore. "Elementen: en visuell utforskning av varje känt atom i universum." Black Dog & Leventhal.
• Greenwood, Norman N. och Earnshaw, Alan. "Elementens kemi", 2: a upplagan. Butterworth-Heinemann.