جميع اللانثانيدات عناصر مشعة أنويتها غير مستقرة
جميع اللانثانيدات تشع بسبب أنويتها غير المستقرة وذلك بسبب زيادة عدد البروتونات والنيوترونات فيها، مما يجعل ذراتها ثقيلة نسبيا وغير مستقرة .
ما سبب جميع الاكتنيدات مشعة
عند النظر إلى تصنيف العناصر في الجدول الدوري، نجد أن الأكتينيدات هي مجموعة العناصر ذات الأعداد الذرية من 89 إلى 103، والرصاص المشترك هو العنصر رقم 82 والرصاص 208 (82 بروتونا و130 نيوترونا) هو أثقل ذرة معروفة بأنها مستقرة، لكن جميع الذرات الثقيلة غير مستقرة وبالتالي مشعة إلى حد ما على الأقل .
وسبب عدم استقرارها يرجع إلى ميول بقايا القوة النووية القوية إذ إنه يربط النوى ببعضها البعض ، لكن لديه انخفاض واضح في قدرته على القيام بذلك عندما يقترب نصف قطر النواة من 5 نصف قطر باريون ، و عندما تكون نسبة البروتونات إلى النيوترونات خارج نطاق ثابت ، يبدو أن الأول هو المفتاح في هذه الحالة.
ما هي الاكتينيدات
يتمثل تعريف الأكتينيد في سلسلة من العناصر ذات الأعداد الذرية المتزايدة، والتي تبدأ بالأكتينيوم أو الثوريوم وتنتهي باللورنسيوم، ويُعَدّ اليورانيوم حاليًا هو الأكتينيد المُفَضّل للصناعة، ويُستخدم (أحيانًا مع القليل من البلوتونيوم) في 100% من المفاعلات التجارية في العالم.
تحتوي سلسلة الأكتينيد على عناصر ذات أعداد ذرية من 89 إلى 103، وتنتمي إلى الفترة السادسة والمجموعة الثالثة من الجدول الدوري. وتتكون السلسلة من الصف الواقع تحت سلسلة اللانثانيدات، والتي تقع أسفل الجسم الرئيسي للجدول الدوري. وتشتهر الأكتينيد بأنها مجموعة من المعادن النادرة التي توجد في الأرض .
تاريخ الأكتينيدات
اكتشف مارتن كلابروت اليورانيوم، أول الأكتينيدات التي تم اكتشافها، في عام 1789. وعلى الرغم من أن معظم الأكتينيدات تم صنعها بواسطة الإنسان في القرن العشرين، إلا أن الأكتينيوم والبروتكتينيوم يمكن العثور عليهما بكميات صغيرة في الطبيعة كمنتجات لليورانيوم، ويتم إنتاج كميات صغيرة من البلوتونيوم بواسطة التقاط النيوترونات من اليورانيوم، ومع ذلك، فإنه يحدث بشكل طبيعي .
ويعتبر المونازيت هو خام الثوريوم الأساسي وخام الفوسفات الذي يحتوي على كميات كبيرة من اللانثانيدات فيه ، وخام اليورانيوم الرئيسي هو U 3 O 8ويعرف باسم يورانينيت ، لأنه يحدث في كتل سوداء تشبه الملعب ، كما أن جميع العناصر الموجودة بعد اليورانيوم من صنع الإنسان ، وتتطلب الأكتينيدات معالجة خاصة ، لأن العديد منها مشعة و / أو غير مستقرة ، ويلعب الإشعاع الموجود في الأكتينيدات دورًا كبيرًا في كيمياء وترتيب الجزيئات في البلورات .
ما هي خصائص الاكتينيدات
تتشابه عناصر الاكتيندات في عدة خصائص مشتركة، ومن أهم هذه الخصائص:
- تشع جميعها بسبب عدم الاستقرار، كما أن جميع الأكتنيدات عناصر لينة.
- تتم صناعة معظم الاكتيندات صناعيًا باستخدام مسرعات الجسيمات التي تسبب تفاعلات نووية قصيرة الأمد .
- العناصر الأربعة الأولى في السلسلة الكيميائية توجد في قشرة الأرض، في حين يتم إنتاج العناصر الأخرى بشكل اصطناعي.
- معظم الأكتينويد ملونة.
- تظهر العديد من الكاتيونات الأكتينويد سلوكًا مغناطيسيًا .
- الأكتينيدات شديدة الحساسية للكهرباء .
- تتلف المعادن بسهولة في الهواء، وتشتعل هذه العناصر بسهولة (تشتعل تلقائيًا في الهواء)، وخاصةً المساحيق الدقيقة .
استخدامات اللانثانيدات
تم استخدام اللانثانيدات على نطاق واسع كسبائك لإضفاء القوة والصلابة على المعادن ، اللانثانيد الرئيسي المستخدم لهذا الغرض هو السيريوم ، ممزوجًا بكميات صغيرة من اللانثانوم والنيوديميوم والبراسيوديميوم ، وتستخدم هذه المعادن أيضًا على نطاق واسع في صناعة البترول لتكرير النفط الخام إلى منتجات البنزين.
استخدامات الأكتينيدات
تتميز الأكتينيدات بقيمتها العالية بسبب خاصيتها المشعة، ويمكن استخدامها كمصادر للطاقة في تطبيقات متنوعة مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب وتوليد الطاقة الكهربائية للأجهزة على القمر. وتم استخدام اليورانيوم والبلوتونيوم في الأسلحة النووية وفي محطات الطاقة النووية.
ما هي عناصر الأكتينيدات
الأكتينيدات هي عناصر مشعة تنتمي إلى المجموعة السابعة في الجدول الدوري للعناصر، وتقع في الصف الثاني تحت الجسم الرئيسي في الجدول الدوري الحديث، والعناصر الخمسة عشر التالية هي أكتينيدات، وهي:
- الأكتينيوم (Ac)
- ثوريوم (Th)
- البروتكتينيوم (Pa)
- اليورانيوم (U)
- النبتونيوم (Np)
- البلوتونيوم (Pu)
- أميريسيوم (Am)
- كوريوم (Cm)
- بيركليوم (Bk)
- كاليفورنيوم (Cf)
- أينشتينيوم (Es)
- فيرميوم (Fm)
- مندليفيوم (Md)
- نوبليوم (No)
- لورنسيوم (Lr)
أهمية الاكتينيدات
تُشكل عناصر الأكتينيد، التي تنتمي إلى الأكتينيوم في الجدول الدوري، سلسلة الأكتينيد الكيميائية المشعة، وتعد هذه العناصر العمود الفقري لتقنيات الانشطار النووي لتوليد الكهرباء، وتستخدم أيضًا في مجالات استراتيجية أخرى مهمة، مثل إدارة المياه واستكشاف الفضاء وصحة الإنسان.
ومع زيادة العدد الذري في السلسلة من 90 إلى 103 ، تدخل الإلكترونات المضافة في غلاف 5f شديد التباين ، وتتميز هذه القذيفة بوظيفة موجية شعاعية تمتد بعيدًا نسبيًا عن النواة ، بحيث يمكن للإلكترونات 5f أن تشكل حالات نطاق أو تحتفظ بسلوك موضعي ، ومع وضع الإلكترونات 5f على الحافة بين التكوينات غير الرابطة والترابطية ، تكون عناصر الأكتينيد عرضة لعدم الاستقرار الشبكي والبلوتونيوم ، الذي يمر عبر ستة أشكال متآصلة في التسخين إلى نقطة الانصهار ، هو مثال رائع على مدى تعقيد سلوكها الهيكلي.