Актиниды Актиний Применение тория Химически уран Изотоп уран-233 Нептуний Плутоний

Химические свойства радиоактивных элементов

Радиация может вызвать серьезные последствия, возникающие через часы или дни, и долговременные последствия, проявляющиеся через годы или десятилетия. Радиация может вызвать серьезные последствия, возникающие через часы или дни, и долговременные последствия, проявляющиеся через годы или десятилетия. Вред, наносимый человеческому организму, зависит от дозы радиации. Доза, в свою очередь, определяется двумя обстоятельствами: мощностью радиации (количеством радиации, излучаемой источником за час);

АКТИНИДЫ

Актиниды (от актиний и греч. eidos - вид) (актиноиды) - семейство из 14 радиоактивных химических элементов с атомными номерами 90 (Th) - 103 (Lr), расположенных в 7 периоде периодической системы элементов за актинием и относящихся, как и актиний, к III группе. Актиноиды следуют за 89-м элементом - актинием, являющимся аналогом лантана (Рис.1). Близки по строению электронных оболочек атомов и химическим свойствам. Первый из них - торий, последний - лоуренсий. Все актиноиды радиоактивны. Первые три актиноида - Th, Ра и U - встречаются в природе в заметных количествах; они принадлежат к природным радиоактивным рядам. Остальные актиноиды синтезированы искусственно (впоследствии Np и Ри в ничтожных количествах были обнаружены в некоторых радиоактивных рудах). Актиноиды характеризуются тем, что в их атомах прерывается заполнение наружных - шестой (группа 6d) и седьмой (после появления группы 7s2) электронных оболочек. В атомах актиноидов, как правило, имеется 1 электрон 6d и 2 электрона 7s, а при увеличении атомного номера на 1 новый электрон обычно попадает на оболочку 5f. Название актиноиды дано по аналогии с семейством лантаноидов, у которых происходит заполнение f-слоя в четвертой электронной оболочке. Число возможных f- электронов (14) определяет число переходных элементов как в VI, так и в VII периодах системы элементов. Сходное строение двух внешних электронных оболочек обусловливает близость химических свойств различных актиноидов, а также схожесть химического поведения актиноидов и лантаноидов.

Замечание. В зарубежной литературе для элементов 90 - 103 и 58 - 71 приняты соответственно наименования «актиниды» и «лантаниды» (суффикс «ид» придает значение «следующий за»). В России более распространены названия «актиноиды» и «лантаноиды», отражающие аналогию рассматриваемых элементов с актинием и лантаном (суффикс «оид» имеет смысл «подобный»).

Вследствие постоянства числа электронов на двух внешних оболочках и возрастания атомного номера положительного заряда ядра имеет место т. н. актиноидное сжатие: у нейтральных атомов и ионов актиноидов с одинаковым зарядом при увеличении атомного номера радиус не увеличивается, как это бывает обычно, а несколько уменьшается.

Гипотезу о существовании семейства актиноидов, аналогичного семейству лантаноидов, выдвинул впервые в 1942 Г. Т. Сиборг (G. Т. Seaborg) на основе анализа химических свойств элементов с атомными номерами 95-97 и более тяжелых (под руководством и при участии Сиборга открыто 9 актиноидов). Необходимость объединения в одно семейство элементов с атомными номерами 90-103 подтвердилась после изучения химических свойств 104-го элемента: они оказались аналогичными свойствам гафния, принадлежащего к IV группе периодической системы. Замечание 1. Если бы уран и заурановые элементы были аналогами не редкоземельных элементов, а W, Re, Os и т.д., то по мере перехода к более тяжелым элементам устойчивость высших валентностей возрастала бы. На самом же деле, наоборот, от U к Am возрастают трудности перехода от низших к высшим валентностям.

Замечание 2. Далеко не все ученые придерживаются концепции актиноидов. Так, известный французский радиохимик М. Гайсинский всегда считал, что ряд химических элементов, для которых трехвалентное состояние — основное начинается с кюрия. Он скептически относился к актиноидной теории и группу элементов от 96-го до 103-го называл кюридами в отличие от предыдущих уранидов.

Наиболее устойчивая степень окисления +3 для Am и следующих за ним актиноидов. Для актиноидов с атомными номерами меньшими, чем у Am, характерно образование соединений с более высокими степенями окисления, т. к. у этих элементов энергии электронов 6d близки к энергии электронов 5f и в образовании химических связей участвуют 7s-, 6d- и 5^электроны, общее число которых доходит до 8 (у Pu). Поэтому у Th, Pa, U, Np и Ри наиболее характерные степени окисления равны соответственно +4, +5, +6, + 5 и +4. Устойчивость 3-валентного состояния быстро возрастает от U к Am. Для кюрия вообще практически невозможно добиться какого-либо состояния, кроме 3-валентного.

Очевидна необходимость быстрейшего развития атомной энергетики, которая уже занимает заметное место в энергетическом балансе ряда промышленных стран мира. Первая в мире АЭС опытно-промышленного назначения мощностью 5 Мвт была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась преимущественно в военных целях. Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике, получившего признание на 1-й Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии (август 1955, Женева).
Учебники по механике, математике http://autobun.ru/
Химические свойства радиоактивных элементов