Протактиний электронное строение

По своему электронному строению (табл. 9) торий и протактиний, обладающие недостроенными уровнями 5 и 6, напоминают гафний и тантал. Можно было бы думать, что трансурановые эле- [c.95]

Размещению известных Менделееву европия, гадолиния, тербия, гольмия, эрбия, тулия в девятом ряду препятствовало полное несходство их с серебром, кадмием, индием, оловом, сурьмой, теллуром и йодом, под которыми были оставлены места (см. табл. 2). Не зная электронного строения элементов, нельзя было определить, что лантаноиды не являются аналогами элементов главных подгрупп и d-переходных металлов, а образуют самостоятельные третьи подгруппы /-переходных металлов. Открытие лютеция и гафния привело к перемещению иттербия во Пс подгруппу, а церия из подгруппы титана в IV подгруппу. Совершенно так же открытие советским ученым Н. И. Флеровым с сотрудниками в 1964 г. элемента № 104, являющегося аналогом гафния, исключает возможность размещения тория, протактиния и урана в подгруппах d-переходных металлов под гафнием, танталом и вольфрамом, поскольку нельзя в клетку, где поме- [c.24]

Существенный вклад внесла аналитическая химия в решение такой важной проблемы современной науки, как синтез и изучение свойств трансурановых элементов. Предсказание химических свойств трансурановых элементов оказалось более сложным, чем для элементов, входящих в периодическую систему в ее старых границах, так как не было ясности в распределении новых элементов по группам. Трудности усугублялись и тем, что до синтеза трансурановых элементов торий, протактиний и уран относились соответственно к IV, V и VI группам периодической системы в качестве аналогов гафния, тантала и вольфрама. Неправильное вначале отнесение первого трансуранового элемента № 93 к аналогам рения привело к ошибочным результатам. Химические свойства нептуния (№ 93) и плутония (№ 94) показали их близость не с рением и осмием, а с ураном. Было установлено, что трансурановые элементы являются аналогами лантаноидов, так как у них происходит заполнение электронного 5/- слоя, и, следовательно, строение седьмого и шестого периодов системы Д. И. Менделеева аналогично. Актиноиды с порядковыми номерами 90—103 занимают места под соответствующими лантаноидами с номерами 58—71. Аналогия актиноидов и лантаноидов очень ярко проявилась в ионообменных свойствах. Хроматограммы элюирования трехвалентных актиноидов и лантаноидов были совершенно аналогичны. С помощью ионообменной методики и установленной закономерности были открыты все транс-кюриевые актиноиды. Рекордным считается установление на этой основе химической природы элемента 101 — менделевия, синтезированного в начале в количестве всего 17 атомов. Аналогия в свойствах актиноидов и лантаноидов проявляется также в процессах экстракции, соосаждения и некоторых других. Экстракционные методики, разработанные для выделения лантаноидов, оказались пригодными и для выделения актиноидов. [c.16]

Актиноиды по электронному строению атомов сходны с лантаноидами у атомов актиноидов, начиная с протактиния Ра, заполняется электронами 5/-подуровень, В образовании химических связей атомами актиноидов могут принимать участие электроны 5/-, 6с1- и Тх-под-уровней. Для актиноидов получены химические соединения, в которых они проявляют разнообразные степени окисления — от +2 до +7. [c.258]

Ярко выраженная поливалентность актиноидов отражает специфику электронного строения их атомов — близость энергетических состояний 5/-, 6d-, 7s- и 7р-подуровней, большую пространственную протяженность 5/-орбиталей по сравнению с 4/-и меньшую эф( )ективность экранирования внешних электронов. Только по мере заполнения 5/-орбиталей электронные конфигурации атомов несколько стабилизируются и элементы подсемейства берклия (Вк—Lr) проявляют более устойчивые низкие степени окисления +3 и +2. Для тория, протактиния и урана преобладают степени окисления -f4, -f5 и +6 соответственно, поэтому соединения этих элементов до некоторой степени напоминают соединения гафния, тантала и вольфрама. В настоящее время принадлежность их к семейству /-элементов (актиноидов) не вызывает сомнений. U, Np, Pu и Ат образуют группу уранидов, аналогично подгруппе церия в ряду лантаноидов, а элементы Ст—Lr образуют группу кюридов. [c.360]

Рассмотрим смещения лантаноидов и актиноидов, вытекающие из электронного строения. Уровни 5a и 4/ у гадолиния и лютеция оказываются настолько близкими, что ввиду устойчивости f- и / -конфигу-раций один из электронов переходит на d-уровень, вследствие чего эти элементы имеют внешнюю электронную конфигурацию, идентичную конфигурации лантана (dV). Еще более сильное смещение d- и /-уровней у актиноидов приводит к переходу электронов с 5/- на Bd-уровни у тория, протактиния, урана, нептуния, кюрия, берклия и лоуренсия. Наличие d-оболочек несколько сближает эти элементы с переходными металлами. С другой стороны, наличие двух электронов на внешней s-подоболочке, отсутствие электронов на d-уровнях и образование /-электронами устойчивых f- и / -конфигураций сближает европий, иттербий, америций, нобелий со щелочноземельными металлами. Дифференциация строения и свойств лантаноидов и актиноидов должна основываться на различии строения их /-оболочек. [c.40]

Строение атомов лантаноидов и актиноидов, их валентные состояния и потенциалы ионизации были представлены в табл. 3 и на рис. 5 и 18. Внешней электронной оболочкой ионов этих элементов являются 58 5р -оболочка у лантаноидов и 6 6р -оболочка у актиноидов. Над этими оболочками на уровнях с и 5 располагаются внешние валентные электроны. Самые внешние уровни лантаноидов (6 ) и актиноидов (7в ) всегда заполнены, и один валентный электрон может находиться на уровне 5 (лантан, гадолиний, лютеций) или 6 (торий, протактиний, уран, нептуний и, по-видимому, кюрий и лоуренсий). Остальные электроны, не входящие в устойчивые оболочки, располагаются на глубоких 4/- и 5/-уровнях соответственно у лантаноидов и актиноидов. Некоторые из этих электронов могут переходить в свободное состояние или быть валентными. [c.148]

Это расположение элемен- тов хорошо согласуется с их электронным строением и по- зволяет рассматривать торий, протактиний и уран как эле- . менты, проявляющие сходство уг > [c.431]

Протактиний по строению электронных оболочек его атомов в большей степени, чем торий, можно отнести к актиноидам. [c.449]

Уран, как и протактиний, по строению атомов можно отнести к актиноидам. Подобно атомам лантаноидов, у атомов урана находятся электроны на f подуровне. В химическом отношении он представляет собой аналог молибдена и вольфрама. Он, как и эти элементы, главным образом проявляет валентность - -6. Известны трехокись урана иОд, гексафторид урана УРв, аналогичные соединениям такого же типа для молибдена и вольфрама. [c.457]

Электронное строение/-переходных металлов (см. табл. 3 и 9) характеризуется тем, что их ионы имеют внешнюю оболочку с ортогональным секстетом р-орбиталей. Над этой оболочкой у свободных атомов находятся два электрона на -уровне, а у лантана, гадолиния, лютеция, актиния, протактиния, урана, нептуния, кюрия, берклия и лоуренсия — еще один электрон на -уровне. Торий имеет четыре внешних валентных электрона ( 5 ). Под оболочкой р у лантаноидов п актиноидов располагается [c.235]

В последнее время считают, что три элемента, стоящие за актинием, т. е. элементы с порядковыми номерами от 90 до 92, не соответствуют по своему строению трем первым элементам семейства лантанидов, а скорее построены аналогично элементам IV—VI побочных подгрупп. Типичная для лантанидов конфигурация электронов проявляется в семействе актинидов, по-видимому, только после нептуния (2 = 93). Возможно, что четвертый и следующие элементы семейства актинидов по своему строению похожи на четвертый и следующие элементы семейства лантанидов. (Подробнее об этом см. т. II, гл. 14. Ср. также табл. II приложения.) Если эти предположения, установленные на основании данных магнитных измерений, правильны, то элементы торий, протактиний и уран следует поместить в побочные подгруппы IV—VI групп не только по их химическому поведению, но и на основании строения их атомов. [c.22]

Группа актиноидов несомненно аналогична группе лантаноидов. Исходя из электронного строения атомов, каждому лантаноиду отвечает его электронный аналог — актиноид. Это соответствие не строгое, и, конечно, празеодим и протактиний, неодим и уран, прометий и нептуний, самарий и плутоний, европий и америций не являются полными химическими аналогами. Естественно, что оболочка 5/ более лабильна, чем 4/, благодаря этому для актиноидов возможно образование соединений с более выср кой, чем у лантаноидов, степенью окисления. [c.430]

Легко видеть, что размещение лантаноидов и актиноидов по группам периодической системы по сумме электронов вне заполненных оболочек и стабильных конфигураций 4/ и 5/ является нонвариантным решением лантаноидной и актиноидной проблем. Так как именно периодическое повторение электронного строения атомов при возрастании атомного номера является единственной причиной периодического повторения свойств и, следовательно, сущностью периодического закона, то указанное размещение лантаноидов и актиноидов по группам 6-го и 7-го периодов исключает возможность иных решений, будь то обособление этих элементов в два семейства, выносимых под таблицу, или же сохранение части актиноидов до тория, протактиния, урана и т. д. в 7-м периоде с вынесением другой их части вниз в качестве трансториевых, транспротактиниевых, трансурановых и т. д. элементов. Это решение, полученное на основе современных данных атомной физики о строении электронных оболочек, совершенно точно соответствует идеям Менделеева. [c.20]

Кристаллические структуры актиноидов (см. табл. 39) также тесно связаны с особенностями их электронного строения. Актиний с внешней оболочкой свободного атома s p d s , теряя три валентных электрона, в металлическом состоянии образует ионы Ас с внешней оболочкой р . В результате взаимодействия с электронным газом эти ионы сближаются, но при низких температурах их р-орбитали не перекрываются и вследствие нсевдосферической симметрии ионов упаковываются в плотную гранецентрированную решетку с небольшой тетрагональностью. При повышении температуры вследствие развития р-орбиталей может возникнуть обменное взаимодействие, результатом чего может быть появление объемноцентрированной кубической Р-модификации. Торий имеет внешнюю конфигурацию p d s и в металлическом состоянии четырехвалентен. Его ионы (Th ) имеют внешнюю ортогональную р -оболочку. При низких температурах при сближении ионов перекрытия р-орбиталей не происходит, ионы ведут себя как псевдосферические и в результате ненаправленного взаимодействия с электронным газом упаковываются в плотную кубическую структуру а-тория. С повышением температуры происходит увеличение энергии электронов р -оболочки, р-орбитали вытягиваются и перекрываются, начиная с температуры 1690°. Выше этой температуры возникают ортогонально направленные обменные связи, в результате чего появляется объемноцентрированная кубическая структура р-тория, устойчивая до температуры плавления. Протактиний в связи с наличием внешней оболочки у его иона и устойчивым валентным состоянием Ра , обусловливающим более высокую электронную концентрацию Ъэл1атом), может иметь подобно ванадию, ниобию и танталу и по тем же причинам объемноцентрированную кубическую структуру. Фактически было найдено, что при 20° протактиний имеет ОН, тетрагональную решетку. Тетрагональность может быть обусловлена загрязнениями образца. [c.239]

Пользуясь справочной и учебной литературой, укажите строение валентных электронных уровней атомов протактиния, нептуния и берклия. Почему для них (и, возможно, всех последующих элементон) заселение электронами подуровней 5/, 6a и 7s неоднозначно (имеется несколько равновероятных нарн-антов) Каковы объективные причины той неоиределенностн [c.130]

Основные научные исследования относятся к учению о радиоактивности. Открыла (1917) совместно с Ганом и одновременно с Ф. Содди и его сотрудником Д. Крэнсто-ном радиоактивный элемент протактиний. Развила (1921) теорию строения ядер, согласно которой в их состав входят а-частицы, протоны и электроны. Доказала (1925), что испускание -излуче-ния ядром возможно лишь после вылета а- или Р-частицы. Совместно с Ганом установила (1935) механизм последовательных 3-распадов, приводящих к образованию элементов с 2 < 97. Совместно с датским физиком О. Фришем объяснила (1939), что элемент, обнаруженный Ганом в продуктах ядерных реакций, возникающих в уране под действием медленных нейтронов, является продуктом деления ядер урана (явление, лежащее в основе ядерной энергетики). [c.331]

Развитие учения об атомах не прекратилось на строении электронных оболочек. Оно постепенно охватило и строение атомных ядер, которые оказались весьма сложными системами. Толчком к развитию учения о строении атомных ядер было открытие в 1896 г. Беккерелем явления радиоактивности, заключающегося в способности атомов урана самопроизвольно испускать лучи, составными частями которых были поток ядер атомов гелия (а-лучи), поток электронов (р-лучи), поток фотонов (у-лучя). Явление радиоактивности было обнаружено у тория, а также у некоторых вновь открытых элементов (полония, радия, актиния и протактиния). Это явление сопровождается непрерывным выделением тепла (1 г радия выделяет 136 кал1час). В отличие от химических реакций, на процесс радиоактивности не влияют ни температура, ни давление, ни химические реагенты. [c.18]

Предположение о том, что седьмой период системы Менделеева построен подобно шестому, сводилось, следовательно, к тому, что и в седьмом периоде должна существовать группа из 14 элементов, в атомах которых будет происходить заполнение 5/-оболочки. Однако предсказать заранее, с какого именно элемента начнется заполнение /-мест пятой оболочки, было труд1ю, ибо для этого надо было точно рассчитать, в каких атомах прочнее связаны 5/-, а в каких бй-электроны. Разные авторы пришли к выводу, что наслоение 5/-электронов должно начаться с элементов от № 90 (торий) до № 96. Решить окончательно вопрос о строении седьмого периода системы Менделеева мог только опыт. Пока заурановые элементы не были синтезированы, определенных выводов из опытов нельзя было сделать. Хотя основными валентностями тория, протактиния и урана являются валентности 4, 5 и б, сделать отсюда вывод о том, что эти элементы являются аналогами гафния, тантала и вольфрама, было бы еще преждевременным. [c.150]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология