בתחתית הטבלה המחזורית נמצאת קבוצה מיוחדת של מטאלי אלמנטים רדיואקטיביים נקראים אקטינידים או אקטינואידים. לאלמנטים אלה, הנחשבים בדרך כלל נעים בין מספר אטומי 89 למספר אטומי 103 בטבלה המחזורית, יש תכונות מעניינות, והם ממלאים תפקיד מפתח בכימיה גרעינית.
מקום
הטבלה המחזורית המודרנית כוללת שתי שורות של אלמנטים מתחת לגוף הראשי של השולחן. האקטינידים הם האלמנטים בתחתית שתי השורות הללו, ואילו השורה העליונה היא סדרת הלנטניד. שתי שורות האלמנטים הללו ממוקמות מתחת לשולחן הראשי מכיוון שהן אינן נכנסות לעיצוב מבלי שהשולחן יהיה מבלבל ורחב מאוד.
עם זאת, שתי שורות האלמנטים הללו הינן מתכות, הנחשבות לעיתים לקבוצת משנה מקבוצת מתכות המעבר. למעשה, הלנטנידים והאקטינידים נקראים לעיתים מתכות המעבר הפנימיות, ומתייחסים לתכונותיהם ולמיקומם על השולחן.
שתי דרכים להצבת הלנטנידים והאקטינידים בתוך טבלה תקופתית כוללות אותם בהתאמה שורות עם מתכות המעבר, מה שהופך את השולחן לרחב יותר, או מבלון אותן, הופך תלת ממדי שולחן.
אלמנטים
ישנם 15 אלמנטים של אקטיניד. ה תצורות אלקטרוניות של האקטינידים משתמשים ב ו תת-מישור, למעט לותרנציום, אלמנט d-block. בהתאם לפרשנות שלך לתקופתיותם של האלמנטים, הסדרה מתחילה באקטיניום או תוריום, ממשיכה לטרנציום. רשימת האלמנטים הרגילה בסדרת האקטיניד היא:
- אקטיניום (Ac)
- תוריום (ת)
- פרוטקטיניום (פא)
- אורניום (U)
- נפטוניום (Np)
- פלוטוניום (פו)
- אמריקה (אם)
- קוריום (ס"מ)
- ברקליום (Bk)
- קליפורניה (Cf)
- אינשטיין (Es)
- פרמיום (Fm)
- מנדלביום (Md)
- נובל (לא)
- Lawrencium (Lr)
שפע
שני האקטינידים היחידים שנמצאים בכמויות ניכרות בקרום כדור הארץ הם תוריום ואורניום. כמויות קטנות של פלוטוניום ונפטוניום קיימות בהזמנות אורניום. אקטיניום ופרוטקטיניום מתרחשים כתוצרי ריקבון של איזוטופים מסוימים של תוריום ואורניום. שאר האקטינידים נחשבים ליסודות סינתטיים. אם הם מתרחשים באופן טבעי, זה חלק מתכנית ריקבון של אלמנט כבד יותר.
נכסים משותפים
האקטינידים חולקים את המאפיינים הבאים:
- כולם רדיואקטיביים. לאלמנטים אלה אין איזוטופים יציבים.
- האקטינידים הם מאוד אלקטרופוזיבטיביים.
- המתכות מתכות באוויר בקלות. אלמנטים אלה הם פירופוריים (מתלקחים באופן ספונטני באוויר), במיוחד כאבקות מחולקות דק.
- אקטינידים הם מתכות צפופות מאוד עם מבנים ייחודיים. ניתן ליצור מספר רב של אלוטרופים - בפלוטוניום יש לפחות שישה אלוטרופים. היוצא מן הכלל הוא אקטיניום, שיש בו פחות שלבים גבישיים.
- הם מגיבים במים רותחים או חומצה מדוללת כדי לשחרר גז מימן.
- מתכות אקטיניד נוטות להיות רכות למדי. את חלקם ניתן לחתוך בעזרת סכין.
- אלמנטים אלה הם ניתן לניפוח ו משיכה.
- כל האקטינידים הם פרמגנטית.
- כל האלמנטים הללו הם מתכות בצבע כסף, המוצקות בטמפרטורת החדר ולחץ.
- האקטינידים משתלבים ישירות עם רוב לא מתכות.
- האקטינידים ממלאים ברצף את תת המפלס של 5f. למתכות אקטיניד רבות יש תכונות של אלמנטים d block ו- f block.
- האקטינידים מציגים מספר מצבי ערכיות, בדרך כלל יותר מאשר הלנטנידים. רובם מועדים להכלאה.
- ניתן להכין את האקטינידים (An) על ידי הפחתה של AnF3 או AnF4 עם אדים של Li, Mg, Ca או Ba בשעה 1100-1400 C.
שימושים
לרוב, אנו לא נתקלים לעתים קרובות באלמנטים רדיואקטיביים אלה בחיי היומיום. אמריקה נמצאת בגלאי עשן. תוריום נמצא במעטפות גז. אקטיניום משמש במחקר מדעי ורפואי כמקור נויטרונים, אינדיקטור ומקור גאמא. אקטינידים עשויים לשמש כתרופות סמים לייצור זכוכית וקריסטלים בהירים.
עיקר השימוש באקטיניד נועד לייצור אנרגיה והגנה. השימוש העיקרי באלמנטים האקטינידים הוא כדלק לכור גרעיני וייצור נשק גרעיני. האקטינידים מועדפים על תגובות אלה מכיוון שהם עוברים בקלות תגובות גרעיניות ומשחררים כמויות אנרגיה מדהימות. אם התנאים צודקים, התגובות הגרעיניות יכולות להפוך לתגובות שרשרת.
מקורות
- פרמי, א. "ייצור אפשרי של אלמנטים עם מספר אטומי הגבוה מ- 92"טבע, כרך א '. 133.
- גריי, תיאודור. "האלמנטים: חקירה חזותית של כל אטום ידוע ביקום"כלב שחור ולנטל.
- גרינווד, נורמן נ. וארנשו, אלן. "כימיה של המרכיבים, "המהדורה השנייה. בטרוורת '-היינמן.