Aktyn i aktynowce – wzory, właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

Aktyn i aktynowce – wzory

Aktynowce to 14 kolejnych pierwiastków chemicznych położonych za aktynem w układzie okresowym. Są to: tor (Th), proaktyn (Pa), uran (U), neptun (Np), pluton (Pu), ameryk (Am), kiur (Cm), berkel (Bk), kaliforn (Cf), einstein (Es), ferm (Fm), mendelew (Md), nobel (No) i lorens (Lr). Wszystkie aktywnowce mają character promieniotwórczy, wszystkie pierwiestki o liczbie atomowej większej od uranu nie występują w przyrodzie i zostały otrzymane sztucznie przez człowieka, w wyniku reakcji jądrowych. Powłoki walencyjna aktynowców mają konfiguracje 6s ^{2} 4f ^{n} 5d ^{1}  lub 6s ^{2} 4f ^{n} 5d ^{0} , podobie jak u u niektórych lantanowców i pierwiastków bloku d, może występować przeniesienie elektronu z orbitalu 5d na orbital 4f. Ze względu na strukturę elektronową, aktyn nie jest klasyfikowany jako aktynowiec (metal wewnętrznoprzejściowy): nie ma on elektronów na orbitalu 5f (najpierw obsadzony zostaje pierwszy elektron na orbitalu 6d, dopiero później zapełniany jest orbital 5f), jednak wykazuje on podobne właściwości fizykochemiczne i występuje w przyrodzie z innymi aktynowcami. W odróżnieniu od lantanowców, orbital 5f zapełniany w szeregu aktynowców nie wykazuje kontrakcji. W związku z tym może on uczestniczyć w wiązaniach chemicznych, dlatego właściwości chemiczne i stopnie utlenienia w szeregu aktynowców zmieniają się podobnie jak dla metali bloku d. Aktynowce mogą przyjmować stopnie utlenienia do +VI.

Aktyn i aktynowce – występowanie, otrzymywanie

Aktynowce cięższe od uranu – pierwiastki transuranowe, nie występują w przyrodzie. Są one otrzymywane sztucznie, w reakcjach jądrowych. W przyrodzie występują jedynie uran i tor, ich okresy półtrwania są na tyle długie, że obserwowalne ilości tych pierwiastków mogły „dotrwać” do naszych czasów od powstania Ziemi. Głównym źródłem uranu jest minerał tlenkowy, uraninit, składający się głównie z tlenku uranu(IV),UO _{2} . W celu uzyskania metalicznego uranu, rudy uranowe są rozpuszczane w kwasach lub zasadach, otrzymany roztwór jest poddawany procesom wytrącania i ekstrakcji, których finalnym produktem jest tzw. „żółte ciasto” (ang. Yellowcake), mieszanina zawierająca ponad 75% tlenków uranu, o proporcjach wagowych wyrażonych wzorem U _{3} O _{8} . „Żółte ciasto” jest przekształcane w uran poprzez redukcję metalami alkalicznymi (lub metalami ziem alkalicznych).

Wzbogacanie uranu

Zastosowania militarne oraz starsze technologie budowy elektrowni jądrowych wymagają uranu wzbogaconego w izotop  ^{235} U, który łatwiej ulega reakcjom rozpadu jądrowego. W celu uzyskania uranu wzbogaconego w ten izotop, naturalny uran przekształca się w gazowy heksafluorek uranu, UF _{6} , który następnie jest rozdzielany na izotopy w wirówkach gazowych. Metoda wirowania gazowego jest obecnie najtańszą techniką wzbogacania, oprócz niej znane są również inne metody. Można wyróżnić dwa rodzaje uranu wzbogaconego: uran niskowzbogacony (3-4%  ^{235} U), stosowany jako paliwo w elektrowniach jądrowych i uran wysokowzbogacony (90%  ^{235} U) stosowany do produkcji broni atomowej oraz jako paliwo w reaktorach atomowych łodzi podwodnych (dokładny stopień wzbogacenia paliwa okrętów podwodnych jest utrzymywany w tajemnicy)

Aktyn i aktynowce – zastosowanie

Uran znajduje szerokie zastosowanie jako paliwo w elektrowniach jądrowych, między innymi w Indiach (ze względu na obecność znacznych złóż toru) trwają prace badawcze nad budową reaktorów jądrowych, w którym paliwem jest tor zamiast uranu. Uran znajduje również szereg zastosowań militarnych. Uran wzbogacony w izotop  ^{235} U może być używany do produkcji bomb atomowych, natomiast uran „zubożony”, pozostający jako odpad po procesie wzbogacania, jest dzięki wysokiej gęstości i piroforyczności używany jako materiał do produkcji artyleryjskich pocisków penetrujących, służących do niszczenia ciężko opancerzonych celów.

Polecamy również:

  • Budowa atomu – chemia

    Budowę atomu ustalono na drodze licznych doświadczeń przeprowadzonych przez m.in.  Josepha Thomsona, Ernesta Rutherforda i Jamesa Chadwicka, które pozwoliły zidentyfikować trzy podstawowe cząstki wchodzące w skład atomu: proton, neutron i elektron. Więcej »

  • Substancje nieorganiczne – definicja, właściwości, przykłady

    Substancje nieorganiczne to zarówno związki nieorganicznejak i rudy metali, minerały, metale i ich stopy. Związki nieorganiczne to takie związki chemiczne, które w swojej strukturze nie zawierają węgla w postaci innej niż jony cyjankowe (-CN), izocyjankowe, tiocyjankowe, cyjanianowe, tiocyjanianowe,... Więcej »

  • Orbitale molekularne

    Orbitale molekularne (MO -Molecular Orbitals) rozumeimy jako funkcje falowe elektronów w cząsteczkach.  W wyniku odpowiedniego nakladania się orbitali atomowych powstają wiążące i antywiążące MO. Więcej »

  • Pierścień – chemia

    W chemii wystepuje ogromna ilość zróżnicowanych związków pierscieniowych, moga one być zbudowane wyłącznie z węgla i wodoru jak benzen czy cykloheksan, jednak największą różnorodnoscią cechują się układy heterocykliczne takie jak pirydyna, morfolina, piran, tiofen itp. Wszystkie wyżej... Więcej »

  • Kwasy i zasady – wzory, właściwości, otrzymywanie i zastosowanie

    Kwasy oraz zasady to jedne z podstawowych grup związków w chemii. W przyrodzie występuje wiele kwasów np. cytrusy zawierają kwas cytrynowy nadający im kwaśny smak. W jadzie mrówek oraz liściach pokrzyw znajduje się natomiast kwas mrówkowy. Zasady występują natomiast w mydle, proszkach... Więcej »

Komentarze (0)
Wynik działania 5 + 4 =
Ostatnio komentowane
ok
ktostam • 2021-06-19 15:17:37
Tak
Tak • 2021-06-17 07:30:57
spoko
:) • 2021-06-16 20:42:56
x - wpis został poprawiony, pozdrawiamy :)
ADMIN • 2021-06-15 06:34:20
Mudnok - poprawione, pozdrawiamy :)
ADMIN • 2021-06-15 06:37:39