Was sind Actinides?

Die Actinide sind der kollektive Name, der den Elementen 90-103 in der Periodenschaftstabelle mit Thorium, Protaktinium, Uran, Neptunium, Plutonium, Americium, Curium, Berkelium, Kalifornien, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobel- und Lawrencium gegeben ist.Das Element Actinium, Atomic Nummer 89, nach dem die Gruppe benannt ist, ist nicht mdash;streng genommen mdash;selbst einer der Actinides, ist aber oft mit ihnen enthalten.Wie bei allen Elementen, die schwerer als Lead sind, hat keine der Actinid -Serien stabile Isotope und alle sind daher radioaktiv und werden im Allgemeinen Alpha -Zerfall in andere Elemente unterzogen.Uran und Thorium treten natürlich zusammen mit Spuren von Actinium, Protaktinium, Plutonium und Neptunium auf.Die verbleibenden Elemente wurden in der Natur nie beobachtet, wurden jedoch in extrem geringen Mengen in Partikelbeschleunigern hergestellt.

Uran und Thorium haben lange Halbwertszeiten und waren seit seiner Bildung in signifikanten Mengen in signifikanten Mengen vorhanden.Es wird angenommen, dass ein Großteil der Hitze im Erdkern, die die Plattentektonik und den Vulkanismus antreibt, auf den radioaktiven Verfall dieser Elemente zurückzuführen ist.Das Isotop-Plutonium-244 hat eine relativ lange Halbwertszeit und Spuren des ursprünglichen Plutoniums der Erde überleben immer noch.Das meiste Plutonium in der Umwelt stammt jedoch von Kernreaktoren und Atomwaffentests.Natürlich vorkommendes Actinium, Protaktinium und Neptunium haben viel kürzere Halbwertszeiten, sodass alle Mengen dieser Elemente vorliegt, die vor langer Zeit zu anderen Elementen verfallen sind.Actinium, Protaktinium und Neptunium bilden durch Kernprozesse, die mit dem Zerfall der Uranisotope im Zusammenhang mit den Lanthanidelementen verbunden sind.In diesen beiden Blöcken wurde die äußerste Elektronenunterschale vor einer vorherigen Unterschale besetzt, da letztere ein höheres Energieniveau aufweist, und es ist die Anzahl der Elektronen in dieser Unterschale, die die Elemente voneinander unterscheidet.Für die Lanthanides ist es die 4F -Unterschale, die wichtig ist, und für die Actinides die 5F -Unterschale.Diese Elemente sind auch als F-Block-Elemente bekannt.Die äußerste Unterschale ist für alle Elemente innerhalb jedes Blocks gleich, mit Ausnahme von Lawrencium, das sich vom vorhergehenden Element nicht in der 5F -Unterschale unterscheidet, sondern bei einer zusätzlichen 7p -Unterschale, die ein Elektron enthält.

Actinid -Chemie wird durch die Tatsache bestimmtdass die Valenzelektronen, die sich mit anderen Atomen verbinden können, nicht auf die äußerste Unterschale beschränkt sind, was eine variable Anzahl von Oxidationszuständen zwischen diesen Elementen ergibt.Zum Beispiel kann Plutonium Oxidationszustände von +3 bis +7 haben.Alle Elemente sind chemisch reaktiv und oxidieren schnell in Luft und werden mit einer Oxidschicht beschichtet.Die Reaktivität nimmt mit dem Atomgewicht innerhalb der Gruppe zu;Die Untersuchung der chemischen Eigenschaften einiger der schwereren Mitglieder ist jedoch aufgrund ihrer intensiven Radioaktivität und sehr kurzen Halbwerts schwierig.

Die längerlebigen Aktinidisotope haben eine Vielzahl von Verwendungszwecken gefunden.Thorium wird seit dem späten 19. Jahrhundert bei der Herstellung von Gasmanteln eingesetzt.Die Fähigkeit einiger Isotope von Uran und Plutonium, Kernspaltung zu unterziehen, hat zu ihrer Verwendung bei Kernreaktoren und Atomwaffen geführt, und Plutonium wurde auch als lang anhaltende Stromquelle für Weltraumsonden verwendet.Americium wird in Rauchdetektoren verwendet.