Ιοντισμός ακτινιδών

Οι ακτινίδες είναι ένα σύνολο 15 στοιχείων που βρίσκονται στον περιοδικό πίνακα που αρχίζει με το ακτίνιο και τελειώνει με το λαουρένιο. Οι ακτινίδες τοποθετούνται στον περιοδικό πίνακα σύμφωνα με τους αυξανόμενους ατομικούς αριθμούς από το 89 και το 103. 

Οι σειρές ακτινιδών έχουν υψηλή ραδιενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος που απελευθερώνουν μια τεράστια ποσότητα ενέργειας κατά τη ραδιενεργή αποσύνθεση. Οι ακτινίδες είναι κυρίως ανθρωπογενή στοιχεία. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες εξαιρέσεις, και βρίσκονται επίσης στη φύση. Για παράδειγμα, οι ακτινίδες, το ουράνιο και το θόριο ανασκάπτονται από τη γη. Ακτινίδες όπως το πλουτώνιο συντίθενται σε εργαστήρια.

Οι ακτινίδες βρίσκονται μαζί με τις λανθανίδες σε δύο διαφορετικές σειρές στον σύγχρονο περιοδικό πίνακα. Υπάρχουν διάφορες χρήσεις και επιπτώσεις των ακτινιδών στις χημικές βιομηχανίες, ως εξής:

• Οι ακτινίδες έχουν υψηλή χρήση σε πυρηνικά όπλα και αντιδραστήρες. Αυτό συνεπάγεται την υψηλότερη ραδιενέργεια των ακτινιδών.
• Το Actinide americium έχει εξέχουσα χρήση στην ανάπτυξη εκσυγχρονισμένων ανιχνευτών καπνού.
• Το ουράνιο ακτινίδιο χρησιμοποιείται στην παραγωγή καυσίμου που λειτουργεί πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται επίσης στη φαρμακευτική, βιομηχανική και αμυντική βιομηχανία.
• Το θόριο βρίσκεται σε μεγαλύτερες ποσότητες ως ακτινίδη σε σύγκριση με το ουράνιο. Είναι ένας εξέχων βιομηχανικός καταλύτης. Το θόριο έχει σημαντική χρήση σε πυρηνικούς σταθμούς και την απελευθέρωση πυρηνικής ενέργειας.

Περαιτέρω, οι ακτινίδες είναι άκρως ηλεκτροθετικές. Έχουν ασημί χρώμα και μπορούν εύκολα να διαβρωθούν με το νερό. Οι ακτινίδες είναι όλκιμες, εύπλαστες και μπορούν να αραιωθούν στα οξέα.

Ιονισμός

Στη χημεία, ο ιονισμός αναφέρεται στη διαδικασία με την οποία ηλεκτρικά και ουδέτερα άτομα ή μόρια μεταβάλλονται ως φορτισμένα μόρια ή άτομα. Κατά τον ιονισμό, τα φορτισμένα σωματίδια μεταφέρουν ενέργεια σε διαφορετική ύλη ή υλικά. Ο ιονισμός υποδηλώνει συγκεκριμένα μόνο την υγροποιημένη κατάσταση στη χημεία. Δηλαδή, λαμβάνει χώρα για τυχόν μέταλλα που βρίσκονται σε υγρή κατάσταση.

Στα αέρια, ο ιονισμός λαμβάνει χώρα όταν τα μόρια αερίου συγκρούονται μεταξύ τους σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Αυτό είναι γνωστό ως ιονισμός λόγω σύγκρουσης. Στη διαδικασία ιονισμού σχηματίζονται θετικά ιόντα. Ωστόσο, αρνητικά ιόντα μπορούν επίσης να σχηματιστούν λόγω των ηλεκτρονίων που αποσπώνται από τα μόρια.

Ο ιονισμός συμβαίνει όταν άφθονα φορτισμένα σωματίδια ταξιδεύουν μέσω αερίων, υγρών και στερεών. Ωστόσο, είναι πολύ πιο αποτελεσματικό και καλύτερο στα υγρά.

Ας κατανοήσουμε τον ιονισμό με τη βοήθεια ενός παραδείγματος.

Για παράδειγμα,

Εάν το ουδέτερο μόριο του HCl (υδροχλωρικό οξύ) υποβληθεί σε επεξεργασία με πολικά μόρια νερού (H2O), παράγει θετικά φορτισμένα ιόντα υδρονίου (H3O+). Παράγει επίσης αρνητικά φορτισμένα ιόντα γνωστά ως Cl–. Τα ιόντα ψευδαργύρου απελευθερώνονται επίσης ως χαλαρά ηλεκτρόνια και αντιδρούν με ιόντα υδρογόνου, τα οποία με τη σειρά τους παράγουν άχρωμα ιόντα ψευδαργύρου (Zn2+).

Μερικά καθημερινά παραδείγματα ιονισμού περιλαμβάνουν τη χρήση μηχανών ακτίνων Χ, ακτινοβολίας, φωτονίων ακτίνων γάμμα και άλλα. Στην επιφάνεια της Γης, ο ιονισμός λαμβάνει χώρα ως μια συνεχής διαδικασία καθώς οι κοσμικές ακτίνες απορροφώνται από το διάστημα. Υπάρχει επίσης απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον ήλιο.

Ιονισμός ακτινιδών

Ο ιονισμός των ακτινιδών είναι η ενέργεια και η διαδικασία απελευθέρωσης ενός ηλεκτρονίου. Ο ιονισμός των ακτινιδών έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση θετικών και αρνητικών ιόντων. Με άλλα λόγια, είναι η διαδικασία απελευθέρωσης φορτισμένων ηλεκτρονίων και ιόντων.

Ο ιονισμός των ακτινιδών διαφέρει ανάλογα με τα χημικά στοιχεία στο σύνολο των ακτινιδών. Οι ακτινίδες είναι διατεταγμένες με αύξουσα σειρά ως προς τον ατομικό αριθμό. Εάν ο ατομικός αριθμός αυξάνεται, τα ηλεκτρόνια συγκρατούνται πιο σφιχτά από τον πυρήνα. Λόγω αυτού, ενισχύεται και η διαδικασία του ιονισμού.

Η ενέργεια ιονισμού των χημικών στοιχείων στις ακτινίδες διαφέρει. Το πηλίκο ενέργειας ιονισμού των 15 ακτινιδών έχει ως εξής:

• Ακτίνιο (Ac):5.17(12)
• Θόριο (Θ):6,08(12)
• Πρωτακτίνιο (Pa):5,89(12)
• Ουράνιο (U):6,05(7)
• Ποσειδώνιο (Np):6,20(12)
• Πλουτώνιο Pu:6,06(2)
• Americium (Am):5.993(10)
• Κούριο (Cm):6,09(2);
• Βερκέλιο (Bk):6,30(9)
• Californium (Cf):6.41(10)
• Αϊνστάιν (Es):6,52(10)
• Fermium (Fm):6,64(11)
• Mendelevium (Md):6,74(12)
• Nobelium (No):6,84

Ο αριθμός απεικονίζει την ενέργεια ιονισμού των ακτινιδών για την απελευθέρωση των φορτισμένων ιόντων και ηλεκτρονίων.

Συμπέρασμα

Στον σύγχρονο περιοδικό πίνακα, οι ακτινίδες τοποθετούνται σύμφωνα με τον αυξανόμενο ατομικό αριθμό από 89 σε 103. Παίζουν σημαντικό ρόλο σε διάφορες βιομηχανικές, φαρμακευτικές και άλλες βιομηχανίες που χρησιμοποιούν χημικά. Στη χημεία, ο ιονισμός αναφέρεται στη διαδικασία με την οποία ηλεκτρικά και ουδέτερα άτομα ή μόρια μεταβάλλονται ως φορτισμένα μόρια ή άτομα. Ο ιονισμός των ακτινιδών έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση θετικών και αρνητικών ιόντων.