jest to czwarty artykuł upamiętniający” Międzynarodowy Rok układu okresowego pierwiastków chemicznych (Iypt2019) ” przez Zgromadzenie Ogólne ONZ i UNESCO. Przeczytaj poprzedni artykuł tutaj i stay tuned
Uran jest tylko jednym z pierwiastków aktynowcowych, które tworzą pokaźny fragment układu okresowego – ze 118 znanych i nazwanych pierwiastków, składają się one z 15 pierwiastków (numery atomowe 89 -103)., Wraz z rodziną lantanowców są widocznie umieszczone poniżej większości elementów w tabeli.
Jak się tam dostały aktynidy to długa historia; ich odkrycie trwało prawie 200 lat.
wraz z jednym lantanidem (prometem) wszystkie aktynidy są radioaktywne. Dwa z nich, tor i uran, mają wystarczająco duże okresy półtrwania-14,05 miliarda lat dla 232u i 4,47 miliarda lat dla 238U-aby przetrwały na ziemi w znacznych ilościach., Zostały one dobrze ugruntowane za czasów Mendelejewa, ponieważ tor został odkryty przez Berzeliusa w 1829 roku, a Klaproth odkrył uran jeszcze wcześniej, w 1789 roku, a metaliczny uran został po raz pierwszy wyizolowany w 1841 roku. Ich masy atomowe były znane dość dokładnie do 1871 roku (Th= 231, U = 240) i wystarczająco dużo ich chemii było znane Mendelejewowi, aby umieścić tor w grupie IV i uran w grupie VI. w rzeczywistości Pluton występuje również na ziemi w absolutnie małych ilościach, w około jednej części w 1011 w pitchblende, głównej Rudzie uranu.,
do 1899 (aktyn) i 1913 (protaktyn) nie zidentyfikowano więcej aktynowców. Protaktyn szybko okazał się mieć stan (+5), co sugeruje, że należał do grupy V. w tym czasie wiadomo było, że chemia toru ogranicza się do stanu utleniania +4, podobnie jak cyrkon w grupie IV (niewiele wiadomo o hafnie w tym czasie, ponieważ nie został odkryty aż do 1923). Wiadomo, że Uran ma związki w wielu stanach utleniania +3, +4, +5 i +6 (cecha metali przejściowych), więc naturalnym było umieszczenie go w grupie VI poniżej Mo I W., Innym zbliżonym równoległym było powstanie dioksonu 2+, podobnego do 2+ (M = Mo, W).
Tak więc po pojawieniu się w 1938 roku, Emeleus i Anderson 's” Modern Aspects of Inorganic Chemistry ” (który miał stać się wiodącym podręcznikiem chemii nieorganicznej dnia) wydrukowali układ okresowy na stronie 2, który pokazał cztery znane aktynidy (chociaż nie odnosili się do nich jako, że) Ac, TH, Pa i u w grupach III-VI odpowiednio. Rok 1938 był rokiem, w którym Hahn i Strassman odkryli rozszczepienie jądrowe, gdy atomy uranu były bombardowane neutronami., Doprowadziło to do tego, że rządy Brytyjskie i Amerykańskie opracowały programy badań nad bronią jądrową, które rozwinęły się w Projekt Manhattan.
w 1940 roku doszło do syntezy neptunu (93) i plutonu (94) poprzez bombardowanie atomów uranu neutronami. Glenn Seaborg był odpowiedzialny za syntezę plutonu i kierował próbami wytwarzania cięższych pierwiastków. Zostało to osiągnięte w 1944 roku dzięki syntezom americium (95) i curium (96). Na początku jednak Grupa Seaborga nie była w stanie zidentyfikować tych dwóch nowych pierwiastków; zakładali oni, że są homologami Ir I Pt, pierwiastków nad nimi w wersji układu okresowego, który był wówczas obecny.,
następnie Seaborg miał decydujący wgląd, że zamiast być cięższym rodzajem metalu przejściowego, obejmującego wypełnienie orbitali d, aktyn i jego kolejne elementy były w rzeczywistości mocniejszą wersją lantanidów, w której wypełniana była elektroniczna skorupa 5F. Kiedy zdali sobie sprawę, że Am I Cm tworzą jony lantanoidowe +3, byli w stanie je odpowiednio rozdzielić. Seaborg ukuł termin „aktynidy”, odpowiadający „lantanidom”, nazwanym od pierwszego pierwiastka z serii, jako rodzajowy tytuł dla tych pierwiastków., Przetestował swój pomysł na kolegach, którzy byli sceptyczni i powiedzieli mu, że jeśli go opublikuje, zniszczy swoją reputację chemika. Jak później zauważył Seaborg, nie miał reputacji do stracenia, więc poszedł naprzód i opublikował ją (w Chemical and Engineering News).
wydarzenia okazały się słuszne. Ponieważ powstawało coraz więcej tych syntetycznych pierwiastków, badania wykazały, że ich najbardziej stabilny stan utleniania wynosił rzeczywiście +3. Przykładem tego, jak ich zachowanie odzwierciedlało lantanidy, jest nobelium, pierwiastek 102., Odpowiednikiem lantanidu dla nobelium jest ytterbium, a dla tego pierwiastka występuje znaczna chemia w stanie +2. W rzeczywistości stan +2 jest najbardziej stabilny dla nobelium; jego Jonem w roztworze wodnym jest No2+(aq).
sukces hipotezy Seaborga „aktynidy” nie oznacza, że pozycjonowanie lantanidów i aktynidów jest ustalone. Od lat 60. naukowcy kontynuowali próby syntezy nowych pierwiastków, które zajmowały układ okresowy po aktynowcach., Pomimo faktu, że okres półtrwania tych syntetycznych pierwiastków coraz krótszy, ostatnio seria pierwiastków po aktynowcach została zakończona 118 pierwiastkiem, Oganesson (Og). Ich synteza została potwierdzona, a wszystkim nadano imiona.
tak jak ludzie opowiadali się za przeniesieniem lutetium do grupy 3 układu okresowego, tak sugerowano, że Lawrencium (103) również należy do grupy 3.
grupa zadaniowa omawia tę sprawę, której celem jest przedstawienie zaleceń Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC).,
debata na temat repozycjonowania prawa trwa.
niektóre aktynidy – zwłaszcza Uran i w mniejszym stopniu Pluton – mają szczególnie ważne zastosowania w wytwarzaniu energii, jako paliwa jądrowe. Chociaż ich radioaktywność jest dodatkowym powikłaniem, mają ogromną zaletę wytwarzania energii bez odwoływania się do paliw opartych na węglu, a w konsekwencji ich udział w poziomie dwutlenku węgla i wzmocnionym efekcie cieplarnianym (aka „globalne ocieplenie”). Proces nie jest bez ryzyka, najbardziej znany w dniu 26 kwietnia 1986 roku, kiedy błąd w działaniu nie., 4 reaktor w elektrowni w Czarnobylu na Ukrainie doprowadził do pożaru i eksplozji z udziałem moderatora grafitu, powodując ucieczkę radioaktywnych odłamków do atmosfery. Stała czujność to cena bezpieczeństwa.