Este es el cuarto artículo para conmemorar el «Año Internacional de la Tabla Periódica de los elementos químicos (IYPT2019)» por la Asamblea General de las Naciones Unidas y la UNESCO. Lea el artículo anterior aquí y manténgase en sintonía
El uranio es solo uno de los elementos actínidos, que constituyen una parte considerable de la Tabla Periódica: de los 118 elementos conocidos y nombrados, comprenden 15 elementos (números atómicos 89 -103)., Junto con la familia de los lantánidos, se colocan visiblemente debajo de la mayor parte de los elementos de la tabla.
cómo llegaron los actínidos allí es una larga historia; su descubrimiento abarcó casi 200 años.
junto con un lantánido (promethium), todos los actínidos son radiactivos. Dos de ellos, el torio y el uranio, tienen vidas medias lo suficientemente grandes-14.05 mil millones de años para el 232Th, y 4.47 mil millones de años para el 238U – para que hayan sobrevivido en la Tierra en cantidades considerables., Estaban bien establecidos en la época de Mendeleev, ya que el torio fue descubierto por Berzelius en 1829 y Klaproth descubrió uranio incluso antes, en 1789, con el uranio metálico aislado por primera vez en 1841. Sus masas atómicas se conocían con bastante precisión en 1871 (Th = 231, U = 240) y se conocía suficiente de su química para que Mendeleev colocara el torio en el Grupo IV y el uranio en el Grupo VI. de hecho, el plutonio también se encuentra en la tierra en cantidades absolutamente pequeñas, alrededor de una parte en 1011 en pitchblende, el mineral principal del uranio.,
no se identificaron más actínidos hasta 1899 (actinio) y 1913 (protactinio). Pronto se descubrió que el protactinio tenía un estado (+5), lo que sugiere que pertenecía al Grupo V. en ese momento se sabía que la química del torio estaba confinada al estado de oxidación +4, como el circonio en el Grupo IV (no se sabía mucho sobre el hafnio en ese momento, ya que no se descubrió hasta 1923). Se sabía que el uranio tenía compuestos en múltiples estados de oxidación +3, +4, + 5 y + 6 (una característica de los metales de transición), por lo que era natural ponerlo en el grupo VI debajo de Mo y W., Otro paralelo cercano fue la formación del ion dioxo 2+, similar a 2+ (M = Mo, W).
así que en su aparición en 1938, Emeleus y Anderson ‘aspectos modernos de la química inorgánica’ (que se convertiría en el principal libro de texto de Química Inorgánica de la época) imprimió una tabla periódica en la página 2 que mostraba los cuatro actínidos conocidos (aunque no se referían a ellos como eso) Ac, Th, Pa Y U en los grupos III-VI respectivamente. 1938 fue el año en que Hahn y Strassman descubrieron la fisión nuclear cuando los átomos de uranio fueron bombardeados con neutrones., Esto llevó a los gobiernos británico y estadounidense a establecer programas para investigar las armas nucleares, que se desarrollaron en el Proyecto Manhattan.
1940 vio las síntesis de neptunio (93) y plutonio (94) a través del bombardeo de átomos de uranio con neutrones. Glenn Seaborg estuvo a cargo de la síntesis de plutonio y lideró los intentos de hacer elementos más pesados. Esto se logró en 1944 con las síntesis de americio (95) y Curio (96). Para empezar, sin embargo, el grupo de Seaborg no pudo identificar estos dos nuevos elementos; estaban asumiendo que eran homólogos de Ir y Pt, los elementos por encima de ellos en la versión de la Tabla periódica entonces actual.,
entonces Seaborg tuvo la idea crucial de que en lugar de ser un tipo más pesado de metal de transición, que implica el llenado de orbitales d, el actinio y sus elementos posteriores eran de hecho una versión superior de los lantánidos, donde se estaba llenando la subcapa electrónica 5f. Una vez que se dieron cuenta de que Am Y Cm estaban formando iones +3 similares a lantánidos, fueron capaces de separarlos en consecuencia. Seaborg acuñó el término ‘actínidos’, correspondiente a ‘lantánidos’, llamado así por el primer elemento de la serie, como un título genérico para estos elementos., Probó su idea en colegas, que eran escépticos y le dijeron que si la publicaba, dañaría su reputación como químico. Como Seaborg comentó más tarde, no tenía una reputación que perder, por lo que siguió adelante y lo publicó (en Chemical and Engineering News).
Los acontecimientos han demostrado que Seaborg tiene razón. A medida que se crearon más y más de estos elementos sintéticos, los estudios mostraron que su estado de oxidación más estable fue de hecho +3. Un ejemplo de cómo su comportamiento reflejaba los lantánidos es proporcionado por nobelium, elemento 102., El lantánido correspondiente al nobelio es iterbio, y hay una química considerable en el estado + 2 para este elemento. De hecho, el estado +2 es el más estable para el nobelio; su ion en solución acuosa es No2+(aq).
el éxito de la hipótesis del ‘actínido’ de Seaborg no significa que el posicionamiento de los lantánidos y actínidos esté establecido. Desde la década de 1960, los científicos continuaron tratando de sintetizar nuevos elementos para ocupar la Tabla periódica después de los actínidos., A pesar de que las vidas medias de estos elementos sintéticos se hicieron cada vez más cortas, recientemente la serie de elementos después de los actínidos se completó con el elemento 118, Oganesson (Og). Sus síntesis están ahora confirmadas, y a todas se les han dado nombres.
así como la gente ha argumentado para que el lutecio sea reasignado al Grupo 3 de la Tabla periódica, también se ha sugerido que lawrencio (103) también pertenece al Grupo 3.
un grupo de trabajo está discutiendo el asunto, con el objetivo de hacer recomendaciones a la Unión Internacional de Química Pura y aplicada (IUPAC).,
el debate sobre el reposicionamiento lawrencium continúa.
algunos actínidos-especialmente el uranio y en menor medida el plutonio – tienen aplicaciones especialmente importantes en la generación de energía, como combustibles nucleares. Aunque su radiactividad es una complicación añadida, tienen la gran ventaja de generar energía sin recurrir a combustibles basados en carbono y su consiguiente contribución a los niveles de dióxido de carbono y al efecto invernadero aumentado (también conocido como «calentamiento global»). El proceso no está exento de riesgos, el más famoso el 26 de abril de 1986, cuando un error en la operación del No., 4 reactor at Chernobyl power station in the Ukraine led to a fire and explosions involving its graphite moderator, and causing an escape of radioactive debris into the atmosphere. La vigilancia constante es el precio de la seguridad.