هل جميع الأكتنيدات عناصر لينة
جميع الأكتينيدات عناصر لينة، وتشكل الأكتينيدات السلسلة الثانية من عناصر الكتلة f، وتتميز بتكوين إلكتروني طرفي 5f1-14 6d 0-17s2، وتكون طاقة الإلكترونات في المدارين 5f و 6d قريبة من بعضها البعض، وبالتالي تندمج الإلكترونات في المدار 5f، وينخفض الحجم الذري/نصف القطر الأيوني لأيونات الأكتينيدات الموجبة الثلاثية تدريجيا من Th إلى Lw بسبب زيادة الشحنة النووية وتدخل الإلكترونات المدار الداخلي (n-2) f.
يشير إلى أن الانخفاض التدريجي في الحجم مع زيادة العدد الذري يسمى انكماش الأكتينيد، ويكون الانكماش أكبر على طول الفترة بسبب التدريع السيئ للغاية بواسطة 5f إلكترونات، مثل انكماش اللانثانيد.
سبب جميع الأكتنيدات عناصر لينة
تحتوي الأكتينيدات مثل أيونات اللانثانيدات على إلكترونات في المدار f وأيضا مدارات فارغة مشابهة لعناصر كتلة d. عندما يتم امتصاص تردد من الضوء ، يحدث انتقال إلكترونات المدار f وينتج لون مرئي ، وتحتوي الأكتينيدات على كمية حرارية تأين أقل من اللانثانيدات بسبب حماية الإلكترونات 5f بشكل أكثر فعالية من الشحنة النووية مقارنة بالإلكترونات 4.
تظهر الأكتينيدات حالات أكسدة متغيرة بسبب فجوة الطاقة الأصغر بين مدارات 5f و 6d و 7s. على الرغم من أن الحالة +3 هي الأكثر استقرارا في الأكسدة ، إلا أن حالات الأكسدة الأخرى ممكنة بفضل الحماية الجيدة للإلكترونات f ، وتزداد الأكسدة إلى أقصى حالة في منتصف السلسلة ثم تنخفض ، أي تزداد من +4 للتوريوم إلى +5 و +6 و +7 للبروتكتينيوم والفاناديوم والنيبتونيوم ، ولكنها تنخفض في العناصر التالية .
ما هي الاكتينيدات
يصف التعريف للأكتينيدات مجموعة من العناصر الكيميائية التي تتميز بطبيعتها المشعة، ونواتها قادرة على التحلل والتفتت إلى جزيئات أصغر، فالأكتينيدات هي العناصر الخمسة عشر الموجودة في الصف الثاني تحت الجسم الرئيسي للجدول الدوري، في الفترة السابعة، حيث يكون لونها وردي غامق.
تعتبر الأكتينيدات عناصر معدنية، وتبدأ أعدادها الذرية من 89 وتنتهي عند 103. وأول عنصر في الأكتينيدات هو الأكتينيوم، ورقمه الذري 89 ورمزه الكيميائي Ac. واشتقت عائلة الأكتينيدات اسمها من الأكتينيوم، ويعتبر هذا التصنيف للأكتينيدات عند النظر إلى تصنيف العناصر في الجدول الدوري.
ويوثق الجدول خمسة عشر عنصرًا من عناصر الأكتينيدات ، جنبًا إلى جنب مع عددها الذري وكتلتها. يشير العدد الذري إلى عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة ، وتحتوي الذرات المشحونة محايدًا على عدد متساوٍ من البروتونات والإلكترونات ، الكتلة الذرية هي متوسط كتلة الذرة المقاسة بواسطة وحدة الكتلة الذرية .
تشكيل عناصر الاكتينيدات
تعد الأكتينيدات عوامل أفضل من اللانثانيدات بسبب حجمها الصغير والشحنة النووية العالية. ويمكنها تكوين مجمعات Pπ، وتختلف درجة لون الجلد وفقًا لترتيب M4+> MO22+> M3+> MO22+.
بسبب انخفاض طاقة التأين لديها، تصبح الأكتينيدات أكثر ايجابية للكهرباء من اللانثانيدات وأكثر تفاعلية. تتفاعل الأكتينيدات مع الماء الساخن والعوامل مؤكسدة وتشكل طبقة سالبة، وتشكل الهاليدات والهيدرات، كما أنها تعتبر عوامل اختزال قوية.
الخصائص الفيزيائية للأكتينيدات
- كثافة الأكتينيدات: تتميز جميع الأكتينيدات بكثافة عالية جدًا، باستثناء الثوريوم والأمريسيوم.
- نقاط انصهار وغليان الأكتينيدات: تتميز الأكتينيدات بدرجات انصهار عالية إلى حد ما مثل اللانثانيدات، ولكن لا يوجد اتجاه محدد لدرجة الانصهار والغليان للانثانيدات.
- الخصائص المغناطيسية للأكتينيدات: جميع الأكتينيدات لديها طبيعة مغناطيسية، وتعتمد على وجود إلكترونات غير مقترنة. ويتم إخماد العزم الزاوي المداري بسبب حماية الإلكترونات 5f، مما يجعل العزم المغناطيسي المرصود أقل من المحسوب.
- نظائر الأكتينيدات غير مستقرة بشكل عام، والنظائر لها نفس الأعداد الذرية لأن عدد البروتونات في النواة هو نفسه.
- تبدأ العدد الذري للأكتينيدات من ٨٩ وتنتهي عند ١٠٣.
- تتشابه جميع الأكتينيدات في المظهر الجسدي المتماثل، إذ هي مواد صلبة تنبعث منها بريق فضي.
- تكون حالة الأكسدة العامة لمعظم الأكتينيدات هي +3.
- تتميز الأكتينيدات بأنها عناصر موجبة الكهرباء، وتميل إلى فقدان الإلكترونات لتكوين أنواع موجبة الشحنة، وهذا يفسر سبب كون حالتها الأكسدة موجبة بمقدار +3.
- الأكتينيدات هي مواد صلبة طرية ومطيلة يمكن قطعها بسهولة باستخدام السكين.
- كما أن جميع الاكتنيدات مشعة .
استخدامات الاكتينيدات
على الرغم من أن المخاطر مرتبطة بالنشاط الإشعاعي للأكتينيدات ، إلا أن هناك العديد من التطبيقات المفيدة أيضًا ، حيث تستخدم النويدات المشعة في علاج السرطان ، والكيمياء التحليلية ، وفي الأبحاث الأساسية في دراسة الهياكل والآليات الكيميائية ، ويتم استغلال القوة التفجيرية لليورانيوم والبلوتونيوم بشكل جيد في صنع القنابل الذرية ، وفي الواقع ، كانت القنبلة الذرية المخصبة باليورانيوم التي انفجرت فوق اليابان هي أول قنبلة يورانيوم يتم إطلاقها .
تستخدم التفاعلات النووية لليورانيوم 235 والبلوتونيوم 239 حاليًا في محطات توليد الطاقة الذرية لتوليد الطاقة الكهربائية، ويعتبر الثوريوم خيارًا اقتصاديًا مفيدًا لأنه يمكن استخدامه لإنتاج اليورانيوم-233 الانشطاري من الثوريوم 232 .
يتم استخدام البلوتونيوم 238 في زراعة أجهزة تنظيم ضربات القلب في جسم الإنسان، وتدوم هذه الأجهزة لمدة لا تقل عن 10 سنوات، وتصدر الكوريوم 244 والبلوتونيوم 238 حرارة بمعدل 2.9 وات و0.57 وات لكل جرام على التوالي. وبالتالي، يتم استخدام الكوريوم والبلوتونيوم كمصادر للطاقة على القمر لتوفير الطاقة الكهربائية لنقل الرسائل إلى الأرض .