Актиноиды и их применение

f-металлы

Актиниды: химически очень разнообразны, с.о. от +2 до +7
Все актиноиды

Заполняется f-подуровень 5-го периода
Близость 5f и 6d орбиталей обеспечивает легкость перехода

Атомные и ионные радиусы An

200
180
160
140
120
100
80

An0

An3+

Ac Pa Np Am Bk Es Md Lr Th U Pu Cm Cf Fm No

R, пм

Физические свойства

Все они мягкие, серебристого цвета, темнеют на воздухе, обладают высокой

Изменение свойств актинидов

1800
1600
1400
1200
1000
800
600

22
20
18
16
14
12
10

Т.пл., оС

плотность, г/см3

Ac

Pa

Np

Am

Bk

Ac
Th

Pa
U

Np
Pu

Am Bk Cm Cf

Th

U

Pu

Cm

Cf

Химические свойства

Все металлы растворяются в кислотах.
Только актиний растворяется в воде:

Получение актинидов

Только Th и U получают химическими методами
Остальные элементы получают в

Бомбардировка ядрами углерода:
238 12 246 1
92U + 6C = 98Cf + 4 0n
Получение Тория:

(Ln,Th)PO4

Th(SO4)2 + Ln2(SO4)3

Th

ThCl4

Th(OH)4

H2SO4,

Получение Урана

U3O8 Na4[UO2(CO3)3]

Na4[UO2(CO3)3] (NH4)2U2O7

(NH4)2U2O7 UO2 UF4

UF4 + 2Mg = 2MgF2 + U

(to)

Na2CO3 + O2

1) H2SO4 2)

Основные минералы

карнотит K2O⋅2UO3⋅V2O5⋅3H2O
урановая смолка U3O8
монацит (Ln,Th)PO4
торит Th(SiO4)2

Оксиды

Получение оксидов

Th(OH)4 = ThO2 + 2H2O
3U + 4O2 = U3O8
U +

Гидроксиды

Th(OH)4 = ThO2 + 2H2O
ThCl4 + 4NH3·H2O = Th(OH)4↓ + 4NH4Cl

Химия тория

Реагирует с кислотами
Th + 4HCl = ThCl4 + 2H2
Th +

1. Оксид тугоплавок

Т.пл. = 3220 оС

Th(OH)4 = ThO2 + 2H2O
2. Гидроксид

Химия урана

1. Уран – активный металл

медленно при н.у. выше 200 оС

Различия лантанидов и актинидов

Актиниды не имеют стабильных изотопов
4f-орбитали не принимают участия