Dit is het vierde artikel ter herdenking van het” Internationaal Jaar van het Periodiek Systeem van chemische elementen (IYPT2019) ” door de Algemene Vergadering van de Verenigde Naties en de UNESCO. Lees hier het vorige artikel en stay tuned
Uranium is slechts een van de actinide – elementen, die een aanzienlijk deel van het Periodiek Systeem uitmaken-van de 118 bekende en genoemde elementen bestaan ze uit 15 elementen (atoomnummers 89 -103)., Samen met de familie van de lanthaniden zijn ze opvallend onder het grootste deel van de elementen in de tabel geplaatst.
hoe de actiniden daar kwamen is een lang verhaal; hun ontdekking duurde bijna 200 jaar.
samen met één lanthanide (promethium) zijn alle actiniden radioactief. Twee van hen, thorium en uranium, hebben voldoende grote halfwaardetijden-14,05 miljard jaar voor 232e en 4,47 miljard jaar voor 238U – om op aarde in aanzienlijke hoeveelheden te hebben overleefd., Ze waren goed gevestigd door Mendelejev ‘ s tijd, zoals thorium werd ontdekt door Berzelius in 1829 en Klaproth ontdekte uranium nog eerder, in 1789, met metallisch uranium voor het eerst geïsoleerd in 1841. Hun atoommassa ‘ s waren vrij nauwkeurig bekend in 1871 (Th = 231, u = 240) en voldoende van hun chemie was bekend voor Mendelejev om thorium in groep IV en uranium in Groep VI te plaatsen. ,
Er werden geen actiniden meer geïdentificeerd tot 1899 (actinium) en 1913 (protactinium). Protactinium bleek al snel een (+5) toestand te hebben, wat suggereert dat het tot groep V. behoorde.op dat moment was bekend dat thorium ‘ s chemie beperkt was tot de +4 oxidatietoestand, zoals zirkonium in groep IV (er was toen niet veel bekend over hafnium, omdat het pas in 1923 werd ontdekt). Van Uranium was bekend dat het verbindingen heeft in meerdere oxidatietoestanden +3, +4, +5 en +6 (een kenmerk van overgangsmetalen), dus het was natuurlijk om het in Groep VI onder Mo en W., Een andere nauwe parallel was de vorming van het dioxo-ion 2+, vergelijkbaar met 2+ (m = Mo, W).op zijn verschijning in 1938 publiceerden Emeleus en Andersons ‘Modern Aspects of Inorganic Chemistry’ (dat het belangrijkste anorganische chemieboek van die tijd zou worden) een periodiek systeem op Pagina 2 dat de vier bekende actiniden (hoewel ze er niet naar verwezen als dat) Ac, Th, Pa en U in respectievelijk groepen III-VI toonde. 1938 was het jaar waarin Hahn en Strassman kernsplijting ontdekten toen uraniumatomen werden gebombardeerd met neutronen., Dit leidde ertoe dat de Britse en Amerikaanse regeringen programma ‘ s opzetten om kernwapens te onderzoeken, die zich ontwikkelden tot het Manhattan project.
1940 zag de synthese van neptunium (93) en plutonium (94) door bombardement van uraniumatomen met neutronen. Glenn Seaborg was verantwoordelijk voor de synthese van plutonium en leidde de pogingen om zwaardere elementen te maken. Dit werd bereikt in 1944 met de syntheses van americium (95) en curium (96). Om te beginnen was de groep van Seaborg echter niet in staat om deze twee nieuwe elementen te identificeren; ze gingen ervan uit dat ze homologen waren van Ir en Pt, de elementen boven hen in de versie van het periodiek systeem dat toen van kracht was.,toen had Seaborg het cruciale inzicht dat in plaats van een zwaardere vorm van transitiemetaal, waarbij d-orbitalen werden gevuld, actinium en de daarop volgende elementen in feite een zwaardere versie waren van de lanthaniden, waar de 5F elektronische subschelp werd gevuld. Zodra ze zich realiseerden dat Am en Cm lanthanide-achtige +3-ionen vormden, konden ze ze dienovereenkomstig scheiden. Seaborg bedacht de term ‘actiniden’, overeenkomend met’ lanthaniden’, genoemd naar het eerste element in de serie, als een generieke titel voor deze elementen., Hij testte zijn idee op collega ‘ s, die sceptisch waren en vertelde hem dat als hij het publiceerde, hij zijn reputatie als chemicus zou schaden. Zoals Seaborg later opmerkte, had hij geen reputatie te verliezen, dus ging hij door en publiceerde het (in Chemical and Engineering News).
gebeurtenissen hebben aangetoond dat Seaborg gelijk heeft. Naarmate meer en meer van deze synthetische elementen werden gecreëerd, toonden studies aan dat hun meest stabiele oxidatietoestand inderdaad +3 was. Een voorbeeld van hoe hun gedrag de lanthaniden weerspiegelde wordt gegeven door nobelium, element 102., Het overeenkomstige Lanthanide aan nobelium is ytterbium, en er is een aanzienlijke chemie in de +2-toestand voor dit element. In feite is de +2-toestand de meest stabiele voor nobelium; zijn ion in waterige oplossing is No2+(aq).
het succes van Seaborg ‘s’ actinide ‘ – hypothese betekent niet dat de positie van de lanthaniden en actiniden is bepaald. Vanaf de jaren 1960, bleven wetenschappers proberen om nieuwe elementen te synthetiseren om het Periodiek Systeem na de actiniden te bezetten., Ondanks het feit dat de halfwaardetijden van deze synthetische elementen steeds korter werden, werd onlangs de reeks elementen na de actiniden aangevuld met het 118e element, Oganesson (Og). Hun syntheses zijn nu bevestigd, en hebben allemaal namen gekregen.
net zoals mensen hebben gepleit voor een overplaatsing van lutetium naar Groep 3 van het periodiek systeem, zo is gesuggereerd dat Lawrencium (103) ook tot groep 3 behoort.
een werkgroep bespreekt deze kwestie, met als doel aanbevelingen te doen aan de Internationale Unie voor zuivere en toegepaste Scheikunde (IUPAC).,
het debat over de herpositionering van lawrencium wordt voortgezet.
sommige actiniden – met name uranium en in mindere mate plutonium – hebben bijzonder belangrijke toepassingen in de energieopwekking, als splijtstoffen. Hoewel hun radioactiviteit een extra complicatie is, hebben ze het grote voordeel dat ze energie opwekken zonder gebruik te maken van brandstoffen op basis van koolstof en hun daaruit voortvloeiende bijdrage aan de kooldioxide-niveaus en het verhoogde broeikaseffect (ook bekend als “global warming”). Het proces is niet zonder risico, meest beroemde op 26 April 1986, toen een fout in werking van de No., 4 reactor in de kerncentrale van Tsjernobyl in de Oekraïne leidde tot brand en explosies waarbij de grafietmoderator betrokken was, waardoor radioactief afval in de atmosfeer ontsnapte. Constante waakzaamheid is de prijs van veiligheid.