Τι είναι οι ακτινίδες;
Η ομάδα των ραδιενεργών μεταλλικών στοιχείων που βρίσκεται στην τελευταία πλευρά του περιοδικού πίνακα ονομάζεται ακτινίδες. Αυτά τα στοιχεία κυμαίνονται μεταξύ των ατομικών αριθμών 89 και 103 στον περιοδικό πίνακα.
Εκτός από το Ουράνιο και το Θόριο, οι ακτινίδες αποτελούνται κυρίως από ανθρωπογενή στοιχεία. Αυτά τα στοιχεία παίζουν καθοριστικό ρόλο στη χημεία (πυρηνικά), λόγω των χαρακτηριστικών που διαθέτουν.
Ο περιοδικός πίνακας (Σύγχρονος) αποτελείται από δύο σειρές. Τα στοιχεία λανθανίδης και ακτινίδης βρίσκονται στην πρώτη και δεύτερη σειρά, αντίστοιχα. Η λογική για την τοποθέτηση των ακτινιδών στη δεύτερη σειρά αποδίδεται στην αδυναμία τους να αναμειχθούν καλά με το σχέδιο, επομένως η γενική τοποθέτηση καθιστά τον πίνακα δύσκολο να κατανοηθεί.
Παρόλα αυτά, αυτές οι δύο σειρές μετάλλων θεωρούνται ως μέρος της ομάδας μετάλλων μετάπτωσης, γι' αυτό και αναφέρονται ως τα εσωτερικά μέταλλα μετάπτωσης ανάλογα με τη φυσική τους θέση στο τραπέζι και τις ιδιότητές τους.
Ο συνολικός αριθμός ακτινιδών είναι 15.
Εκτός από το Lawrencium, ένα στοιχείο d-block, οι ηλεκτρονικές διαμορφώσεις των ακτινιδών βασίζονται στο υποεπίπεδο f. Σύμφωνα με την κατανόησή μας για τα στοιχεία και την περιοδική φύση, η διάταξη των στοιχείων θα πρέπει να είναι η εξής:
- Actinium-Ac
- Θόριο-Θ
- Protactinium-Pa
- Uranium-U
- Neptunium-Np
- Πλουτώνιο-Pu
- Americium-Am
- Curium-Cm
- Βερκέλιο-Bk
- Californium-Cf
- Einsteinium-Es
- Fermium-Fm
- Mendelevium-Md
- Nobelium-No
- Lawrencium-Lr
Από αυτή τη λίστα, δύο ακτινίδες που βρίσκονται σε αφθονία στο εσωτερικό στρώμα της Γης είναι φυσικά οι Th και U.
Μερικές μικρότερες ποσότητες Pu και Np μπορούν να βρεθούν στα μεταλλεύματα ουρανίου.
Το Ac και το Pa μπορούν να βρεθούν ως υποπροϊόντα διάσπασης ορισμένων ισοτόπων του Th και του U.
Οι υπόλοιπες ακτινίδες λέγεται ότι είναι συνθετικές. Συνήθως βρίσκονται φυσικά ως μέρος της διάσπασης του ισοτόπου των βαρύτερων στοιχείων.
Ιδιότητες των ακτινιδών
Όλες οι ακτινίδες εμφανίζουν τις ακόλουθες ιδιότητες:
- Είναι ραδιενεργά και, επομένως, δεν έχουν σταθερότητα σε παραλλαγές.
- Όλες οι ακτινίδες είναι πολύ ηλεκτροθετικές.
- Τα στοιχεία ακτινίδης είναι πυροφορικά.
- Για αυτό, αμαυρώνονται εύκολα στον αέρα και μετατρέπονται σε λεπτή σκόνη.
- Όλα τα μέταλλα ακτινιδών είναι πυκνά και, επομένως, έχουν ξεχωριστές δομές. Μπορούν όλα να σχηματίσουν πολλά αλλότροπα εκτός από το Ac, το οποίο έχει μικρότερες κρυσταλλικές φάσεις.
- Μια άλλη ιδιότητα των ακτινιδών είναι ότι απελευθερώνουν αέριο (υδρογόνο) όταν έρχονται σε επαφή με νερό σε θερμοκρασία βρασμού ή αραιωμένα οξέα.
- Καθώς οι ακτινίδες είναι μαλακές, μερικές από αυτές μπορούν να χωριστούν σε κομμάτια χρησιμοποιώντας ένα μαχαίρι.
- Η ελαττότητα και η ολκιμότητα είναι δύο άλλες ιδιότητες των ακτινιδών.
- Ο παραμαγνητισμός είναι επίσης μια ιδιότητα που εμφανίζεται από τις ακτινίδες.
- Όλα τα στοιχεία ακτινίδης παραμένουν σκληρά σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας (κλίμα δωματίου) και εμφανίζονται ως μέταλλα με ασημί χρώμα.
- Οι ακτινίδες μπορούν να συνδυάζονται απευθείας με τα περισσότερα αμέταλλα.
- Τα στοιχεία των ακτινιδών έχουν γενικές τοποθετήσεις διαδοχικά στο 5-υποεπίπεδο f και πολλά μέταλλα ακτινιδών διαθέτουν χαρακτηριστικά τόσο των ουσιών f- όσο και των d-block.
- Οι ακτινίδες, κατά μέσο όρο, έχουν περισσότερες καταστάσεις σθένους από τις λανθανίδες και οι περισσότερες από αυτές είναι επιρρεπείς σε υβριδισμό.
- Οι ακτινίδες (An) μπορούν να συντεθούν με μείωση του AnF3/AnF4 με ατμούς Li, Mg, Ca ή Ba σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται μεταξύ 1100°C και 1400°C.
Χρησιμοποιήσεις
Είναι ασυνήθιστο να βρίσκουμε ραδιενεργά στοιχεία στην καθημερινή ζωή. Μερικές από τις περιπτώσεις όπου μπορούμε να εντοπίσουμε ακτινίδες είναι οι εξής:
- Το Americium χρησιμοποιείται στους αισθητήρες που ανιχνεύουν καπνό.
- Το θόριο χρησιμοποιείται σε γυάλινα καλύμματα.
- Το ακτίνιο είναι ένας δείκτης που ανιχνεύει την πηγή νετρονίων και γάμμα. βρίσκει τις εύλογες χρήσεις του σε διάφορες έρευνες.
- Το γυαλί και οι κρύσταλλοι γίνονται φωτεινά με τη χρήση ακτινιδών.
- Γενικά, οι ακτινίδες χρησιμοποιούνται στην παραγωγή ενέργειας και αμυντικών επιχειρήσεων.
- Οι ακτινίδες χρησιμοποιούνται κυρίως ως πηγή ενέργειας στον ατομικό αντιδραστήρα και για την κατασκευή πυρηνικών όπλων. Οι ακτινίδες προτιμώνται για τους εν λόγω αντιδραστήρες καθώς γίνονται εύκολα μέρος των ατομικών αντιδράσεων και εκπέμπουν τεράστια ποσότητα ενέργειας. Οι ατομικές αντιδράσεις μετατρέπονται σε αλυσιδωτές αντιδράσεις εάν οι συνθήκες είναι ευνοϊκές.
Συμπέρασμα
Οι ακτινίδες είναι μια ομάδα δεκαπέντε στοιχείων με ατομικούς αριθμούς που κυμαίνονται μεταξύ 89 και 103. Το πρώτο στοιχείο, το Ακτίνιο, εμπνεύστηκε το όνομά τους. Οι ακτινίδες αποτελούνται κυρίως από συνθετικά στοιχεία, εκτός από το ουράνιο και το θόριο.
Οι ηλεκτρονικές διαμορφώσεις των ακτινιδών βασίζονται στο υποεπίπεδο f, εκτός από το Lawrencium, ένα στοιχείο d-block. Η περιοδικότητα των στοιχείων ξεκινά με το ακτίνιο ή το θόριο και συνεχίζεται μέχρι το Lawrencium.
Οι ακτινίδες είναι ζωτικής σημασίας στις πυρηνικές αντιδράσεις ως καύσιμο πυρηνικών αντιδραστήρων.
