Hvad er actinider?

Actiniderne er det kollektive navn, der gives til elementer 90-103 i den periodiske tabel, der omfatter thorium, protactinium, uran, neptunium, plutonium, Americium, Curium, Berkelium, Californium, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium og Lawrencium.Elementet actinium, atomnummer 89, hvorefter gruppen er navngivet, er ikke mdash;Strengt taget mdash;i sig selv en af actiniderne, men er ofte inkluderet i dem.Som med alle elementer, der er tungere end bly, har ingen af actinid -serien nogen stabile isotoper, og alle er derfor radioaktive, generelt gennemgår alfa -forfald til andre elementer.Uran og thorium forekommer naturligt sammen med spor af actinium, protactinium, plutonium og neptunium.De resterende elementer er aldrig blevet observeret i naturen, men er blevet fremstillet i ekstremt små mængder i partikelacceleratorer.

Uran og thorium har lange halveringstider og har været til stede i jorden i betydelige mængder siden dens dannelse.Det menes, at meget af varmen i jordens kerne, der driver pladetektonik og vulkanisme, skyldes det radioaktive forfald af disse elementer.Isotopen Plutonium-244 har en relativt lang halveringstid, og spor af jordens originale plutonium overlever stadig;Imidlertid kommer de fleste plutonium i miljøet fra atomreaktorer og atomvåbenforsøg.Naturligt forekommende actinium, protactinium og neptunium har meget kortere halveringstid, så eventuelle mængder af disse elementer, der var til stede, da Jorden blev dannet, ville for længe siden have forfaldet til andre elementer.Actinium, protactinium og neptunium dannes gennem nukleare processer forbundet med forfaldet af isotoper af uran.

Som lanthanidelementerne optager actiniderne en separat blok fra den vigtigste periodiske tabel, som den normalt er afbildet, på grund af deres elektronkonfigurationer.I begge disse blokke er den yderste elektron -underskal blevet besat før et tidligere underskal på grund af, at sidstnævnte har et højere energiniveau, og det er antallet af elektroner i dette underskal, der adskiller elementerne fra hinanden.For Lanthanides er det 4F -underskalet, der er vigtigt, og for actiniderne, 5F -underskalet.Disse elementer er også kendt som F-blokelementerne.Den yderste underskal er den samme for alle elementer inden for hver blok, bortset fra Lawrencium, der adskiller sig fra det foregående element, der ikke er i 5F -underskalAt valenselektroner, der kan binde sig til andre atomer, ikke er begrænset til det yderste underskal, hvilket giver et variabelt antal oxidationstilstande blandt disse elementer.For eksempel kan plutonium have oxidationstilstande fra +3 til +7.Alle elementerne er kemisk reaktive og oxiderer hurtigt i luft og bliver belagt med et lag af oxid.Reaktivitet øges med atomvægt i gruppen;Undersøgelse af de kemiske egenskaber for nogle af de tungere medlemmer er imidlertid vanskelig på grund af deres intense radioaktivitet og meget korte halveringstider.

De længerevarende actinidisotoper har fundet en række anvendelser.Thorium er blevet brugt siden slutningen af det 19. århundrede i produktionen af gasmantler.Evnen hos nogle isotoper af uran og plutonium til at gennemgå nuklear fission har ført til deres anvendelse i atomreaktorer og atomvåben, og plutonium er også blevet brugt som en langvarig strømkilde til rumprober.Americium bruges i røgdetektorer.