Aktinoidid

Allikas: Vikipeedia
Aktinoidid perioodilisustabelis.

Aktinoidideks nimetatakse 15 keemilist elementi aktiiniumist lavreetsiumini järjenumbritega 89...103. Nimetus "aktinoidid" on tulnud seeria esimese elemendi, aktiiniumi järgi. Kõik aktinoidid loetakse f-elementideks nagu ka kõik lantanoidid.

Kõik aktinoidid on radioaktiivsed. Nende hulka kuuluvad tuumakütused uraan ja plutoonium.

Perioodilisussüsteemis paigutatakse nad sageli koos lantanoididega peatabeli alla.

Leidumine[muuda | muuda lähteteksti]

Uraaniumi maak pitchblende ja selle radioaktiivsuse mõõtmine.

Looduses leidub uraani, tooriumi ja proaktiiniumi, vähesel määral esineb ka neptuuniumi ja plutooniumi.[1] Neid elemente leidub looduses seepärast, et neil kõigil on olemas küllaltki pika poolestusajaga isotoobid. Ülejäänud elementide poolestusajad on lühemad ning seetõttu neid stabiilselt looduses ei esine. Tooriumi saadakse põhiliselt monatsiidist ThO2 kujul, uraani peamine allikas on mineraal pitchblende (U3O8). [2]

Keemilised omadused[muuda | muuda lähteteksti]

Aktinoidide elektronkonfiguratsiooni saab väljendada kujul [Rn] 7s26d0..55f1..14. Seega on neil välimisel 7s-nivool alati kaks elektroni, väljastpoolt teisel 6d-nivool võib olla null kuni viis elektroni ning väljastpoolt kolmandasse 5f-alanivoole lisandub neil järjest elektrone.[1]

Aktinoidid sarnanevad keemilistelt omadustelt kõige rohkem lantanoididele, mõlemad rühmad kuuluvad f-elementide hulka. Võrreldes lantanoididega ei ole aktinoidid üksteisele keemiliselt nii sarnaste omadustega. Varieeruvamaid omadusi põhjustab asjaolu, et raskemate elementide puhul on 7s-, 6d- ja 5f-orbitaalide energiad küllaltki sarnased ning seega on elektronide üleminek eri orbitaalide vahel lihtne. Selle tulemusena on aktinoidide oksüdatsiooniastmed palju varieeruvamad kui lantanoididel.[1]

Esimesed seitse aktinoidi võivad käituda nii f- kui ka d-elementidena oma oksüdatsiooniastmete varieeruvuse tõttu. Alates kuuriumist on elementide oksüdatsiooniastmed sarnasemad lantanoididele. Oksüdatsiooniastmete variatsioon väheneb, sest 5f-nivoo täitumisel muutuvad aatomite elektronkofiguratsioonid stabiilsemaks ning seetõttu muutub elektronide üleminek 6d-nivoole raskemaks. [1]

Aktinoidide omadused [2]
Element Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Aatomnumber 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
Elektronkonfiguratsioon põhiolekus 7s26d1 7s26d2 7s26d15f2 7s26d15f3 7s26d15f4 7s25f6 7s25f7 7s26d15f7 7s25f9 7s25f10 7s25f11 7s25f12 7s25f13 7s25f14 7s26d15f14
Oksüdatsiooniastmed 3 4 4, 5 3, 4, 5, 6 3, 4, 5, 6, 7 3, 4, 5, 6, 7 2, 3, 4, 5, 6 3, 4 3, 4 2, 3, 4 2, 3 2, 3 2, 3 2, 3 3
Pikima elueaga isotoobi poolestusaeg 21,8 aastat 14 miljardit aastat 33 000 aastat 4,5 miljardit aastat 2,1 miljonit aastat 82 miljonit aastat 7 400 aastat 16 miljonit aastat 1 400 aastat 900 aastat 1,3 aastat 100 päeva 52 päeva 58 minutit 3 minutit
Poolestumisel kiiratav kiirgus β- α, γ α, γ α, γ α, γ α, γ α, γ α, γ α, γ α, γ α α, γ α α α

Radioaktiivsus[muuda | muuda lähteteksti]

Kõik aktinoidid on radioaktiivsed, neil puuduvad stabiilsed mitteradioaktiivsed isotoobid. Seetõttu on aktinoidid väga toksilised ning juba väikesel hulgal võivad nad olla letaalsed. Radiatsiooniohu tõttu on enamuse (välja arvatud pika poolestuajaga U ja Th) aktinoidide ühendite uurimine raskendatud ning enamikke traditsioonilisi meetodeid nende uurimisel kasutada ei saa. [2]

Kasutusalad[muuda | muuda lähteteksti]

InsideSmokeDetector.jpg

Aktinoide uraani ja plutooniumi kasutatakse tuumareaktorites tuumakütusena. Aatomite lõhestusmisreaktsiooni käigus vabaneb suur hulk energiat, mida kasutatakse elektrienergia tootmiseks. Lagunemisprotsessi initsieerivate neutronite hulga kontrollimiseks kasutatakse kaitsevardaid, mis neelavad neutrone ning ei lase reaktsioonil liiga energiliseks minna.[3]

Igapäevasemas rakenduses leiab kasutust ameriitsium, mis on oluline komponent suitsuanduri detektorsüsteemis. Suitsuanduris on kaks pingestatud elektroodi, mille läheduses paikneb väike tükk ameriitsiumi, mis kiirgab α-kiirgust. α-osakesed ioniseerivad õhu ning tekkinud ioonid liiguvad elektroodidele ning tekitavad konstantset voolu. Suitsuosakeste sattumisel süsteemi interakteeruvad nad ioonidega ning vool muutub. Selle tulemusena käivitubki alarm. Ameriitsiumi kasutamine on tervisele ohutu, sest kiirgumine toimub ainult mõne sentimeetri kaugusele.[2][3]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 N. S. Ahmetov (1974). Anorgaaniline keemia. Valgus. Lk 522-525. 
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 C. E. Housecroft, A. G. Sharpe (2005). Inorganic Chemistry (second edition). Pearson Education Limited. Lk 742-743, 748, 755.. 
  3. 3,0 3,1 H. Karik (2009). Leiutised ja avastused keemias. Kirjastus Ilo. Lk 389-390, 399-400.