Трансурановые элементы и группа актинидов

Интерес к лантанидам возрос в связи с открытием трансурановых элементов, о которых упоминается ниже. В конце 30-х годов Нильс Бор на основании теоретических расчетов предсказал возможность существования еще одной группы элементов, подобных лантанидам. Предполагалось, что родоначальником группы явится уран. Однако исследование химических свойств заурановых элементов показало сходство их не только с ураном, но и с лантанидами. Возникло предположение, что вторая группа редких земель начинается с аналога лантана—актиния. Отсюда возникло название актиниды . К актинидам должны [c.231]

Положение урана в VI группе было в то время оправдано его валентностью и атомным весом Менделеев исправил атомный вес урана со 120 на 240, в связи с чем выяснилось, что уран является самым тяжелым элементом. Валентность 6 и общность некоторых свойств галогенидов и окислов урана и элементов VI группы позволили Менделееву поместить его в эту группу. Однако Менделеев, даже перенеся уран в VI группу, подчеркивал особенность его соединений, и в частности его основные свойства, выраженные более ярко, чем это соответствует элементу VI группы. Таким образом, переходя к характеристике урана, мы будем представлять его себе как элемент III группы, стоящий в группе актинидов вместе с актинием, торием, протактинием, с одной стороны, и с трансурановыми элементами, с другой. [c.349]

Групповое отделение трансурановых элементов от редкоземельных может быть осуществлено вследствие различия в образовании хлоридных комплексов у этих двух групп элементов [13, 15]. Это различие предположительно приписывается большей вероятности образования гибридных ковалентно-связанных орбит для 5/-электронов по сравнению с более глубоко расположенными 4/-электронами. Практическим результатом этого является то, что трехвалентные ионы актинидов в некоторой мере связываются в анионные комплексы в очень концентрированном растворе соляной кислоты (12—13 М) и таким образом могут быть избирательно вымыты из катионитной колонки, в то время как редкоземельные элементы вымываются позже вытеснением их Н-ионами. На анионитной колонке порядок вымывания получается обратным, т. е. редкоземельные элементы вымываются первыми непосредственно за свободным объемом колонки, затем вымываются актиниды, хлоридные анионные комплексы которых задерживаются анионитной смолой. Присутствие 20% этилового спирта в концентрированной соляной кислоте усиливает комплексообразование трансурановых элементов и улучшает их отделение от редкоземельных элементов. [c.403]

Данные наиболее поздних исследований трансурановых элементов, включая два недавно открытых элемента, берклий и калифорний, говорят в пользу гипотезы об актинидах, с тем отличием от первоначального предположения Сиборга о последовательном заполнении 5/-орбит, что допускается существование смешанной 5/-6й -орбиты. Как указывает Сиборг [S92], существенным является то, что между группой переходных тяжелых элементов и редкоземельной группой имеется значительное сходство химических свойств, причем характерным состоянием для всех этих элементов является состояние со степенью окисления 3, которое в группе редких земель обнаруживается в особенности у La" (не имеет 4/-электронов), (наполовину заполненная 4/-оболочка) и Lu(запол- [c.192]

ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ГРУППА АКТИНИДОВ [c.411]

Лишь в послевоенные годы представилась возможность уточнить положение тяжелых элементов (Z > 89) в периодической системе и объединить их в одну группу так называемых актинидов, хотя ряд гипотез относительно строения их электронных оболочек был выдвинут много ранее [ ]. До открытия трансурановых элементов считалось, что у элементов с атомными номерами 89—92 имеет место последовательное заполнение электронной оболочки Ы. Таким образом, уран оказывался аналогом вольфраму. Вскоре после открытия трансурановых элементов было установлено, что нептуний (Z = 93), плутоний (Z = 94), америций (Z = 95) и кюрий (Z = 96) не являются гомологами Re (Z = 75), Os(Z = 76), Ir (Z = 77) и Pt(Z = 78), как это предполагалось вначале. [c.264]

Исследование химических свойств трансурановых элементов позволило предположить, что после актиния (Z = 89) начинается заполнение внутренней 5/-оболочки, и актиний предшествует второй группе редкоземельных элементов — актинидов, являясь гомологом лантана, предшествующего первой группе редкоземельных элементов — семейству лантанидов. Согласно этим предположениям, стабильная конфигурация с семью 5/-электронами должна быть у кюрия, что подтверждалось возрастанием устойчивости трехвалентных соединений вдоль ряда. Действительно, если торий имеет валентность IV, а наиболее устойчивой степенью окисления урана является VI и плутония— IV, то кюрий обнаруживает только валентность III, что служит подтверждением предположения о стабильности его электронной конфигурации (оболочка 5/ заполнена наполовину). [c.264]

При решении задач, относящихся ко второй группе редкоземельных элементов (актинидов), во многих случаях возможно применение методов, разработанных для первой группы редких земель (лантанидов). Иногда бывает удобным моделировать свойства трансурановых элементов их гомологами из первой группы редкоземельных элементов. Эта общность свойств актинидов и лантанидов будет проиллюстрирована соответствующими примерами в последующих разделах, посвященных методам спектрального анализа актинидов. [c.267]

В настоящей главе для удобства сравнения свойства актинидных элементов обобщены, в результате чего ее содержание может служить готовым справочным материалом. При обсуждении подчеркивается сходство между актинидами, являющимися как бы группой тяжелых редкоземельных элементов, и лантанидами— группой легких редкоземельных элементов. Этот вывод неизбежно вытекает из химических свойств трансурановых элементов [1]. История вопроса и различные доказательства, подтверждающие такую точку зрения, подробно описаны в многочисленных работах [2, 3], однако за последние годы были накоплены новые данные, поэтому представленный здесь материал является гораздо более полным и убедительным. [c.454]

В прежних распределениях актиниды от нептуния и до конца составляли группу трансурановых элементов. Понятие о трансурановых элементах, или элементах, не встречающихся в природе, сохраняет свое значение и при новом распределении. [c.56]

Элементы 93 — 101 образуют в таблице Менделеева обособленную группу, аналогичную группе редкоземельных элементов (лантанидов), называемую группой актинидов. Она должна включать элементы от 90 (тория) до еще не открытого 103 [138, 63]. Такое расположение тория, протактиния, урана и трансурановых элементов нельзя еще считать окончательно доказанным 2. [c.21]

Однако в результате заполнения /-оболочки не обязательно должны получаться ряды элементов, химически подобные редкоземельным. Близкое сходство элементов лантанидов обусловлено узостью интервала изменения их ионизационных потенциалов и ионных радиусов. Качественная аналогия актинидов и лантанидов в отношении распределения электронов еще не говорит об обязательном количественном сходстве свойств у элементов первой из названных групп. Аналогия между элементами ряда актинидов и редкоземельными элементами становится более заметной для трансурановых элементов, у которых происходит понижение главной валентности U(VI), Np(V), Pu(IV), Аш(1П). Физические и химические свойства элементов обоих семейств рассматриваются в работах Сиборга [104] и Захариазена [105]. [c.56]

Практически объединение элементов с порядковыми номерами 89—103 в одно семейство удобно. Помимо определенных химических аналогий с семейством лантанидов, название актиниды ассоциируется с группой элементов, в частности трансурановых, применяющихся или получающихся в атомной промышленности. Все изотопы актинидов радиоактивны, и все актиниды являются материнскими или дочерними веществами в процессе производства ядерного горючего. [c.491]

Под названием актиниды объединяются элементы с порядковыми номерами 89—103 включительно. До открытия трансурановых элементов торий Z = 90), протактиний (2 = 91) и уран 2 = 92) включались в IV, V и VI группы периодической системы соответственно и считались аналогами вышестоящих гафния, тантала и вольфрама. Однако отмечалось, что эта аналогия не является полной ввиду отклонений свойств элементов и их соединений от закономерностей, наблюдаемых в гомологическом ряду. Когда были открыты трансурановые элементы — нептуний и плутоний,—оказалось, что они по химическим свойствам отличаются от предполагаемых аналогов и напоминают более уран, чем рений и осмий. Исследование нептуния и плутония, а также открытых затем трансплутониевых элементов показало, что эти элементы в одинаковом валентном состоянии очень сходны друг с другом и все вместе напоминают группу лантани-дов, особенно в трехвалентном состоянии. Поэтому они и объединены [I] в семейство актинидов. По аналогии с лантанидами предполагалось, что семейство актинидов объединяет 14 элементов половина из них в о время не была еще открыта. [c.489]

Открытие элемента 95. Элемент 95 был открыт в 1944 г. Сиборгом, Джеймсом и Морганом [S16, S89, S76, S126]. Уран обычного изотопного состава облучался а-частицами с энергией от 38 до 44 Alsa при помощи 60-дюймового циклотрона в Беркли полученный новый элемент был выделен и идентифицирован по его химическим и радиоактивным свойствам. Впоследствии элементу 95 было дано название америций (символ Аш). Сиборг [S17] предложил это название исходя из своей гипотезы (см. разд. 17, стр. 192), согласно которой трансурановые элементы являются членами группы переходных элементов актинидов , сходной с группой редкоземельных переходных элементов элемент 95 является при таком сопоставлении аналогом европия. [c.186]

В одной из своих работ Сиборг [S16] высказался в пользу гипотезы об актинидах, составляющих группу, подобную группе редкоземельных элементов, причем эта группа начинается с нейтрального актиния (аналогично тому, как и группа лантанидов начинается с лантана) нейтральный атом актиния имеет один 6й -элек-трон, и дальнейшее построение группы характеризуется постепенным заполнением 5/-орбит, причем первый 5/-электрон появляется в нейтральном атоме тория, а седьмой 5/-электрон (устойчивая наполовину заполненная 5/-оболочка) находится в атоме кюрия. Если считать, что три из 5/-электронов легко отдаются актинидами, то химические свойства тория, протактиния и урана, а также свойства трансурановых элементов можно хорошо объяснить. [c.192]

Гленн Спборг которому принадлежит выдающаяся роль в открытии трансурановых элементов, начиная с плутония, высказал широко известную гипотезу, согласно которой элементы, начиная с актиния, следует рассматривать как вторую редкоземельную группу и соответственно назвать актинидами (но аналогии с лантанидами). Одно из первых указаний на необходимость существования второй редкоземельной группы было сделано еще в 1933 г. Эфраимом [c.570]

Примером катионообменной смолы, широко используемой при разделении трансурановых элементов, является смола дауэкс-50, представляющая собой сополимер стирола и дивинилбензола, в который введены функциональные группы сульфоновой кислоты. В этом случае ионообменным катионом является П+, который может замещаться ионом ЫН+ или ионом актинида или лантанида, в то время как остаток полимера представляет инертную структуру смолы. [c.74]

Трудно предсказать число других трансурановых элементов, имеющих изотопы с достаточно продолжительными периодами полураспада, которые позволили бы произвести их химическую идентификацию. Однако необходимо отметить, что любой из этих нуклидов может иметь особый запрещенный распад, приводящий к более длительным периодам полураспада, чем те, которые предсказаны для обычных нуклидов. Ядра с нечетными числами протонов или нейтронов имеют самые продолжительные периоды полураспада (см. гл. 10), и поэтому такие ядра наиболее перспективны для открытия трансактинидных элементов (т. е. элементов, расположенных за лоурепсием, последним элементом в группе актинидов). [c.79]

Элементы группы урана относятся к 7-му периоду таблицы Менделеева. Как и все другие периоды менделеевской системы, 7-й период начинается с двух элементов (Рг и Ra), имеющих в нормальном состоянии вне замкнутых оболочек соответственно один и два электрона 7з и Третьим в этой строке стоит элемент актиний (Ас, Z = 89), с которого начинается заполнение оболочки 6d нормальным состоянием Ас1 является 6d7s2 2D. Относительно следующих элементов можно было бы предположить, что либо в них продолжается застройка оболочки d, либо начинается застройка f-оболочки, как в шестой строке таблицы Менделеева для группы редких земель. Чрезвычайная сложнссть спектров элементов, стоящих за актинием, и трудность разбора их спектров долгое время затрудняли выбор между этими двумя возможностями. Допускалось, что у Th, Ра и U происходит заполнение 6d-oбoлoчки и что нормальным состоянием UI является состояние 6d4 7s2 5D. Лишь в последние годы в результате многочисленных исследований оптических и других физико-химических свойств этих элементов, а также искусственно получаемых трансурановых элементов (Np, Ри, Ат и т. д.) удалось установить, что здесь происходит заполнение 5 -оболочки. Таким образом, группа элементов, следующих за актинием, аналогична по своим физико-химическим свойствам редким землям. Эту новую группу элементов с достраивающейся f-оболочкой в последнее время обычно называют актинидами. [c.303]

Актинидов, как и редких земель, должно быть 14, так что их группа должна заканчиваться на элементе с Z=103. Спектры >этих элементов, особенно трансурановых, изучены пока слабо, что не позволяет в большинстве случаев с уверенностью установить их наиболее глубокие электронные конфигурации. Тем не менее можно считать установленным, что, как и в случае редких земель, последовательное заполнение f-оболочки электронами имеет место лишь для трехкратных ионов. У ионов в состояниях ионизации с меньшей кратностью и у нейтральных атомов актинидов встречаются конфигурации 5f, 5f 6d, 5f 2 7s2, 5f 2 6d7s, 5f 3 6d7s2. Торий, как указано ниже, содержит f-электрон лишь в состоянии трехкратной ионизации (Th IV). Вероятные наиболее глубокие электронные конфигурации ионов и нейтральных атомов актинидов приведены в табл. 75. [c.303]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология