Proprietà e reazioni della serie di elementi Actinide

Nella parte inferiore della tavola periodica è presente un gruppo speciale di elementi radioattivi metallici chiamati actinidi o actinoidi. Questi elementi, di solito considerati che vanno dal numero atomico 89 al numero atomico 103 nella tavola periodica, hanno proprietà interessanti e svolgono un ruolo chiave nella chimica nucleare.

Posizione

La moderna tavola periodica ha due file di elementi sotto il corpo principale della tabella. Gli attinidi sono gli elementi nella parte inferiore di queste due file, mentre la riga superiore è la serie di lantanidi. Queste due file di elementi sono posizionate sotto il tavolo principale perché non si adattano al design senza rendere il tavolo confuso e molto ampio.

Tuttavia, queste due file di elementi sono metalli, a volte considerati un sottoinsieme del gruppo dei metalli di transizione. Infatti, i lantanidi e gli attinidi sono talvolta chiamati metalli di transizione interni, facendo riferimento alle loro proprietà e posizione sul tavolo.

Due modi per posizionare i lantanidi e gli attinidi all'interno di una tavola periodica sono includerli nelle loro file corrispondenti con i metalli di transizione, il che rende la tavola più ampia, o gonfiandoli, creando una tavola tridimensionale.

Elementi

Ci sono 15 elementi di attinide. Le configurazioni elettroniche degli attinidi utilizzano il f livello secondario, ad eccezione del lawrencium, un elemento d-block. A seconda della tua interpretazione della periodicità degli elementi, la serie inizia con attinio o torio, proseguendo con il legrenio. Il solito elenco di elementi nella serie di attinidi è:

• Attinio (ac)
• Torio (Th)
• Protactinium (Pa)
• Uranio (U)
• Neptunium (Np)
• Plutonio (Pu)
• Americium (Am)
• Curio (Cm)
• Berkelium (Bk)
• Californium (Cf)
• Einsteinio (Es)
• Fermio (Fm)
• Mendelevio (Md)
• Nobelium (No)
• Lawrencium (Lr)

Abbondanza

Gli unici due attinidi trovati in quantità apprezzabili nella crosta terrestre sono il torio e l'uranio. Piccole quantità di plutonio e nettunio sono presenti negli ordini di uranio. L'attinio e il protattinio si presentano come prodotti di decomposizione di alcuni isotopi di torio e uranio. Gli altri attinidi sono considerati elementi sintetici. Se si verificano in modo naturale, fa parte di uno schema di decadimento di un elemento più pesante.

Proprietà comuni

Gli attinidi condividono le seguenti proprietà:

• Tutti sono radioattivi. Questi elementi non hanno isotopi stabili.
• Gli attinidi sono altamente elettropositivi.
• I metalli si appannano facilmente nell'aria. Questi elementi sono piroforici (si accendono spontaneamente nell'aria), in particolare come polveri finemente divise.
• Gli attinidi sono metalli molto densi con strutture distintive. Si possono formare numerosi allotropi: il plutonio ha almeno sei allotropi. L'eccezione è l'attinio, che ha meno fasi cristalline.
• Reagiscono con acqua bollente o diluiscono l'acido per rilasciare idrogeno gassoso.
• I metalli degli attinidi tendono ad essere abbastanza morbidi. Alcuni possono essere tagliati con un coltello.
• Questi elementi sono malleabili e duttili.
• Tutti gli attinidi sono paramagnetici.
• Tutti questi elementi sono metalli color argento che sono solidi a temperatura e pressione ambiente.
• Gli attinidi si combinano direttamente con la maggior parte dei non metalli.
• Gli actinidi riempiono successivamente il livello secondario 5f. Molti metalli a base di attinidi hanno proprietà sia di elementi a blocchi d che a blocchi f.
• Gli attinidi mostrano diversi stati di valenza, in genere più dei lantanidi. La maggior parte sono inclini all'ibridazione.
• Gli attinidi (An) possono essere preparati mediante riduzione di AnF3 o AnF4 con vapori di Li, Mg, Ca o Ba a 1100-1400 C.

usi

Per la maggior parte, non incontriamo spesso questi elementi radioattivi nella vita quotidiana. L'americio si trova nei rilevatori di fumo. Il torio si trova nei mantelli gassosi. L'attinio è utilizzato nella ricerca scientifica e medica come fonte di neutroni, indicatore e fonte gamma. Gli attinidi possono essere usati come droganti per rendere luminescenti il ​​vetro e i cristalli.

La maggior parte dell'uso di attinidi è destinata alla produzione di energia e alle operazioni di difesa. L'uso primario degli elementi attinidi è come combustibile per reattori nucleari e nella produzione di armi nucleari. Gli attinidi sono favoriti per queste reazioni perché subiscono prontamente reazioni nucleari, rilasciando incredibili quantità di energia. Se le condizioni sono giuste, le reazioni nucleari possono diventare reazioni a catena.

fonti

• Fermi, E. "Possibile produzione di elementi di numero atomico superiore a 92." Nature, vol. 133.
• Gray, Theodore. "Gli elementi: un'esplorazione visiva di ogni atomo conosciuto nell'universo." Black Dog & Leventhal.
• Greenwood, Norman N. e Earnshaw, Alan. "Chemistry of the Elements", 2a edizione. Butterworth-Heinemann.