Dette er den fjerde artikkelen, for å minnes «Internasjonale År for den Periodiske Tabellen av Kjemiske Elementer (IYPT2019)» av de Forente Nasjoners generalforsamling og UNESCO. Les tidligere artikkel her og hold deg oppdatert
Uran er bare en av actinide elementer, som utgjør en betydelig del av den Periodiske Tabell – av 118 kjent og navngitte elementer, de består av 15 elementer (atomic tall 89 -103)., Sammen med familien til den lanthanides de er tydelig plassert under mesteparten av elementene i Tabellen.
Hvordan actinides fikk det er en lang historie; oppdagelsen deres strakte seg over nesten 200 år.
Sammen med en lanthanide (prometheus), alle actinides er radioaktive. To av dem, thorium og uran, har tilstrekkelig store halv-liv – 14.05 milliarder år for 232Th, og 4.47 milliarder år for 238U – for dem å ha levd på Jorden i store mengder., De var godt etablert av Mendeleev tid, som thorium ble oppdaget av Berzelius i 1829 og Klaproth oppdaget uran enda tidligere, i 1789, med metallisk uran første blir isolert i 1841. Deres atomic massene var kjent for ganske nøyaktig ved 1871 (Th = 231, U = 240) og tilstrekkelig av deres kjemi var kjent for Mendeleev å plassere thorium i Gruppe IV og uran i Gruppe VI. Faktisk, plutonium oppstår også i jorden i helt små mengder, på rundt en del i 1011 i pitchblende, rektor malm av uran.,
Ikke mer actinides ble identifisert før 1899 (actinium) og 1913 (protactinium). Protactinium ble snart funnet å ha en (+5) staten, noe som tyder på at det tilhørte i Gruppe V. På den tiden det ble kjent at thorium er kjemi ble begrenset til +4 oksidasjon staten, som zirkonium i Gruppe IV (ikke mye var kjent om hafnium på den tiden, så det ble ikke oppdaget før 1923). Uran var kjent for å ha forbindelser i flere oksidasjon stater +3, +4, +5 og +6 (en karakteristikk av overgangen metaller), så det var naturlig å sette det i Gruppen VI nedenfor Mo og W., En annen nær parallell var dannelsen av dioxo ion 2+, lik 2+ (M = Mo, W).
Så på sin opptreden i 1938, Emeleus og Anderson ‘s» Moderne Aspekter av Uorganisk Kjemi » (som var å bli den ledende uorganisk kjemi lærebok i dag) skrevet ut en Periodisk Tabell på side 2 som viste fire kjente actinides (selv om de ikke referere til dem som) Ac, Th, Pa, og U i grupper III-VI, henholdsvis. 1938 var det året der Hahn og Strassman oppdaget fisjon når uran atomer ble bombardert med nøytroner., Dette førte til at den Britiske og Amerikanske myndigheter for å sette opp programmer for å undersøke kjernefysiske våpen, som utviklet seg til Manhattan-prosjektet.
– >
1940 så synteser av neptunium (93) og plutonium (94) gjennom bombingen av uran atomer med nøytroner. Glenn Seaborg var ansvarlig for syntese av plutonium og ledet forsøk på å gjøre tyngre grunnstoffer. Dette ble oppnådd i 1944 med synteser av americium (95) og curium (96). Til å begynne med, men Seaborg gruppen var i stand til å identifisere disse to nye elementer, men de ble forutsatt at de var homologues av Ir og Pt, elementene ovenfor dem i den versjonen av den Periodiske Tabellen og deretter gjeldende.,
Så Seaborg hadde det avgjørende innsikt at i stedet for å være en tyngre form for overgang metall, med påfyll av d-orbitals, actinium og dens påfølgende elementene var faktisk en heaver versjon av lanthanides, hvor 5f elektronisk subshell ble fylt. Når de skjønte at Jeg og Cm var danner lanthanide-som +3 ioner, var de i stand til å skille dem deretter. Seaborg innførte begrepet ‘actinides’, som svarer til ‘lanthanides’, oppkalt etter den første element i serien, som en generisk tittel for disse elementene., Han testet sin idé om kolleger, som var skeptiske og fortalte ham at hvis han publiserte det, han ville skade hans omdømme som en kjemiker. Som Seaborg senere sa, gjorde han ikke har et rykte for å miste, så gikk han videre og publisert det (i Kjemiske og tekniske Nyheter).
Arrangementer bevise Seaborg høyre. Som flere og flere av disse syntetiske elementer ble opprettet, studier viste at deres mest stabile oksidasjon staten var faktisk +3. Ett eksempel på hvordan deres atferd speilet den lanthanides er gitt av nobelium, element 102., Tilsvarende lanthanide å nobelium er ytterbium, og det er en betydelig kjemi i +2 staten for dette elementet. Faktisk, +2 staten er den mest stabile for nobelium; dens ion-i vandig løsning er No2+(aq).
suksessen av Seaborg ‘s » actinide’ hypotese betyr ikke at lokalisering av lanthanides og actinides er avgjort. Fra 1960-tallet, har forskere fortsatte å prøve å syntetisere nye elementer for å okkupere den Periodiske Tabellen etter actinides., Til tross for at den halve livet av disse syntetiske elementer ble kortere og kortere, nylig rekke elementer etter actinides var ferdig med 118th element, Oganesson (Og). Sine synteser, er nå bekreftet, og alle har fått navn.
Akkurat som folk har argumentert for lutetium blir flyttet til Gruppe 3 av den Periodiske Tabellen, slik det har vært foreslått at Lawrencium (103) også hører hjemme i Gruppe 3.
En gruppe oppgave er å diskutere saken, med sikte på å gjøre anbefalingene til den Internasjonale Union for Pure and Applied Chemistry (IUPAC).,
debatten om reposisjonering lawrencium fortsetter.
Noen actinides – særlig uran og til en mindre grad plutonium – spesielt har viktige anvendelser i kraftproduksjonen, som kjernefysisk brensel. Selv om deres radioaktivitet er en ekstra komplikasjon, de har stor nytte av å produsere energi uten å ty til karbon-basert brensel og deres påfølgende bidrag til karbondioksid nivåer og forsterket drivhuseffekt (aka ‘global oppvarming’). Prosessen er ikke uten risiko, mest kjent på 26. April 1986, når en feil oppstår i driften av Ingen., 4 reaktoren i Tsjernobyl-kraftverket i Ukraina førte til en brann og eksplosjoner som involverer sin grafitt moderator, og forårsaker en flukt av radioaktivt avfall i atmosfæren. Konstant årvåkenhet er prisen på sikkerhet.