Нептуний, электронные переходы

Основная степень окисления лантаноидов +3. Актиноиды благодаря большей подвижности электронов на 5/-уровне и наличию у первых членов актиноидного ряда б /-электронов проявляют ряд степеней окисления. Степень окисления - -3 не характерна для тория и протактиния, мало устойчива для урана и нептуния, легко переходит в -)-4 для плутония. Начиная с америция степень окисления +3 является наиболее устойчивой. В табл. 15.2 сопоставлены степени окисления актиноидов и лантаноидов, жирным шрифтом выделены наиболее устойчивые степени окисления. Степени окисления, которые осуществляются только в твердой фазе, взяты в скобки. [c.423]

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]

Следует сказать, что. для тория, протактиния и отчасти урана и нептуния порядок заполнения уровней зависит от химического состояния элемента. Электронная конфигурация может меняться при переходе от одного химического соединения к другому, от одной степени окисления в растворе к другой и даже от одного физического состояния соединения к другому. Это связано [c.423]

III—IV характеризует увеличение устойчивости ионов с большим атомным номером. Эта же картина наблюдается при переходах III—V и III—VI. Особое положение берклия связано с тем, что он является первым элементом после заполнения оболочки 5/ семью электронами. Большая устойчивость нептуния (V) связана с большим по сравнению с ураном и плутонием отрицательным потенциалом перехода V—VI. [c.425]

Считают, что непосредственный переход электрона между положительными атомами нептуния маловероятен. Однако, если такой переход осуществляется через гидроксильный мостик в активированном комплексе, например такого строения [c.101]

Химические свойства плутония (газообразный атом [Rn]5/ 6s 6p 7s2) очень близки свойствам соответствующих валентных состояний нептуния. Однако больший заряд ядра и происходящее в связи с этим сжатие орбиталей затрудняют переход 5/-электронов на 6 -орбитали и их участие в образовании связи. Это приводит к тому, что наиболее устойчивым состоянием окисления плутония является Fu(IV) [в противоположность Np(V)]. Ионы плутония Fu +, Fu + и FuO + подобны ионам нептуния, но [c.346]

Полагают, что такие характерные полосы возникают вследствие запрещенных переходов электронов /-оболочки. Спектры трех-, четырех- и пятивалентного нептуния существенно отличаются друг от друга, поэтому спектрофотометрический анализ можно использовать для определения состава растворов нептуния. [c.250]

Ядро нептуния без всякой дополнительной бомбардировки извергает из себя электрон, причем один из нейтронов переходит в протон за счет внутриядерной энергии. В результате образуется ядро еще одного нового элемента с зарядом ядра 94 и атомным весом 239, т. е. плутоний (Ри) [c.189]

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]

Причиной указанной выше смены полиморфных модификаций с повышением температуры является, по-видимому, увеличение энергии электронов. Сначала оно приводит к разрушению двухэлектронных направленных связей и образованию газа из электронов, принадлежащих всей решетке металла, что означает переход от ковалентных структур к металлическим а - р-превращение олова) и ковалентно-металлических сложных структур к плотным кубическим структурам металлов (а,Р у-превращения марганца, а,р у-превращения урана и нептуния, а,р,у -> 0-превраще-ния плутония). Та же причина приводит к уменьшению эллиптичности ионов с внешними -электронами и к переходу вследствие приближения внешней симметрии ионов к сферической, от плотных гексагональных к плотным кубическим упаковкам (а р-превращения лантана и кобальта, Р у 1Р РаЩ ние церия) и к превращениям плотных упаковок в последовательности гекс. магния -> гекс. а-лантана -> ромб, а-самария ГЦК типа меди. Наконец, при наиболее высоких температурах, близких к температурам плавления, металлы I—IV групп, включая лантаноиды и актиноиды, в результате перекрытия и обменного взаимодействия ортогональ- [c.202]

Ядра разных изотопов урана при действии нейтронов ведут себя различно поглощая быстрые нейтроны, превращается в радиоактивный с периодом полураспада в 23 мин, который затем, испуская нейтрон, превращается в новый искусственный элемент — нептуний эзМр с периодом полураспада л 24 дня. Далее нептуний, выбрасывая электрон, переходит в устойчивый элемент—плутоний Ри, период полураспада которого составляет 24 тыс. лет. [c.435]

Как И В случае лантаноидов, у элементов семейства актиноидов происходит заполнение третьего снаружи электронного слоя (подуровня 5/) строение же наружного и, как правило, предшествующего электронных слоев остается неизменным. Это служит причиной близости химических свойств актиноидов. Однако различие в энергетическом состоянии электронов, занимающих 5/- и 6 /-под-.уровни в атомах актиноидов, еще меньше, чем соответствующая разность энергий в атомах лантаноидов. Поэтому у первых членов семейства актиноидов 5/-электроны легко переходят на подуровень и могут принимать участие в образовании химических связей. В результате от тория до урана наиболее характерная степень окисленности элементов возрастает от - -А до +6. При дальнейшем продвижении по ряду актиноидов происходит энергетическая стабилизация 5/-С0СТ0ЯНИЯ, а возбуждение электронов на 6 -подуро-вень требует большей затраты энергии. Вследствие этого от урана до кюрия наиболее характерная степень окисленности элементов понижается от +6 до (хотя для нептуния и плутония получены соединения со степенью окисленности этих элементов и 4-7). Берклий и следующие за ним элементы во всех своих соединениях находятся в степени окисленности +3. [c.644]

Нет сомнения, что существует вторая группа внутрирядных переходных элементов, в которых заполняется 5/-подуровень, однако неясно, где действительно начинается этот ряд, где появляются 5/-электроны. Трудность отнесения электрона к определенному подуровню атома для элементов, стоящих после актиния, заключается в близости величин энергии для 5f- и 6 -состояний. Энергии, выделяющейся при образовании химической связи, достаточно для перехода электрона с одного на другой энергетический уровень. Первый /-электрон должен был бы появиться у атома тория. Однако многие свойства этого элемента указывают на то, что его следовало бы поставить в подгруппу IV А под гафнием, а не в III А под церием. Протактиний и уран по их свойствам тоже больще подходят к подгруппам V Л и VI Л, нежели к празеодиму и неодиму. Однако сейчас есть обстоятельные спектроскопические и химические доказательства, подтверждающие мнение, что элементы, стоящие после актиния, образуют второй редкоземельный ряд и что 5/-электроны впервые появляются у протактиния. Несомненно, что у атомов этого ряда элементов, как и других переходных рядов, относительная энергия заполняемого уровня становится меньше по мере последовательного прибавления электронов. Уже для нептуния, плутония и следующих элементов энергия 5/-подуровня становится ниже, чем энергия подуровня 6d. [c.102]

Отделение менее связанных 5/-электронов у легких актиноидов приводит к сильному повышению температуры плавления от франция и радия к торию и протактинию, аналогичному повышению температур плавления от щелочных металлов к -переходным металлам VI группы в больших периодах. При переходе к нептунию и плутонию наблюдается сильное падение температуры плавления, обусловленное, по-видимому, неотделением внутренних 5/-электропов. Америций также должен иметь низкую температуру плавления. [c.151]

Иное происходит при превращении плотных гексагональной или кубической упаковок в ОЦК структуру. Повышение температуры сопровождается не только увеличением энергии тепловых колебаний атомов, но и увеличением энергии электронов внешней оболочки ионов. В металлической решетке, где внешние электроны положительных ионов сильно возбуждены вследствие возмущающего действия соседних атомов, сравнительно небольшой прирост температуры может быть достаточным для наступления перекрытия и обменного взаимодействия внешних р -оболо-чек ионов, не перекрывающихся при низких температурах. Это приводит к переходу плотных низкотемпературных модификаций в высокотемпературные ОЦК структуры у натрия, бериллия, кальция, стронция, скандия, иттрия, всех лантаноидов, титана, циркония, гафния, таллия, актиния, тория, плутония и америция. По той же причине происходит превращение ГЦК у- Мп и у-Ре в ОЦК 8-модификации. Такой переход в эрбии, тулии, прометии, актинии был предсказан [57, 60] до его экспериментального подтверждения [116]. В результате повышения температуры разрушаются двухэлектронные ковалентные связи и образуются ионы с внешними р -оболочками, а следовательно, и ОЦК высокотемпературные модификации у урана, нептуния. Таким образом, повышение температуры сначала приводит к разрушению направленных двухэлектронных связей, сопровождающемуся переходом валентных электронов в свободное состояние и образованием плотных упаковок. При дальнейшем повышении температуры, вследствие перекрывания ортогональных р -оболочек, появляются ОЦК высокотемпературные модификации. [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология