Плутоний, электронные переходы

Это, пожалуй, единственный случай, когда реакция, при которой происходит изменение структуры иона плутония, т. е. реакция (7.2), протекает быстрее, чем реакция простого электронного перехода (7.1). [c.174]

Оптические спектры поглощения ионов плутония исследованы весьма детально [79]. Спектры ионов многих актинидных элементов характеризуются наличием нескольких узких полос поглощения, которые обычно не очень интенсивны. Эти узкие полосы весьма похожи на полосы, обнаруженные в спектрах ионов редкоземельных элементов. В последнем случае они обусловлены электронными переходами внутри 4/-оболочки. Так как эти переходы [c.324]

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]

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]

Сейчас известно — не считая изомеров — 15 изотопов плутония с массовыми числами от 232 до 246. Наиболее устойчивый из них — с периодом полураспада 76 млн. лет. Как и у всех заурановых элементов, основная масса изотопов плутония а-активна, более легкие изотопы испытывают электронный захват, наиболее тяжелые претерпевают р -распад. В самом деле, наиболее легкие изотопы отличаются, очевидно, недостатком нейтронов, а наиболее тяжелые — их избытком. Поэтому для легких изотопов характерен электронный захват с переходом протонов в нейтроны, а для тяжелых изотопов — Р -распад, при котором нейтроны переходят в протоны. [c.278]

В кислых растворах могут существовать в равновесии ионы плутония всех степеней окисления в заметных концентрациях. Некоторые из них подвергаются реакциям диспропорционирования, что обусловлено близостью потенциалов перехода плутония из одной степени окисления в другую и особенностями строения его электронной оболочки наличие незаполненных 5[-орбит дает возможность акцептирования электронов от одного иона плутония к другому по донорно-акцепторному механизму. [c.469]

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]

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]

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]

Следовательно, PuFe несколько менее летуч, чем UFe-Молекула шестифтористого плутония (подобно молекул , шестифтористого урана), как показывают инфракрасный и ви димый спектры, обладает симметрией правильного октаэдра. Однако в отличие от гексафторида урана PuFe дает полосы поглощения, обусловленные такими электронными переходами, которые невозможны у UFe это объясняется наличием дву. несвязывающих f-электронов 2 . [c.178]

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]

Существует грубая качественная зависимость между скоростями окислительно-восстановительных процессов и реакций, включающих ионы плутония. Окисление или восстановление в пределах нары Pu /Pu "" является одноэлектронной реакцией, в которой образования или разрыва связей не происходит. Реакция Рп с одноэлектронным окислителем, например с железом (III),. протекает быстро. Предполагают, что окисление Ри или восстановление Ри двухэлектронпыми окислителями или восстановителями происходит медленнее, хотя для различных реакций скорости колеблются от медленных до слишком быстрых, не поддающихся измерению скоростей. Подобное положение существует и при переходе между РиО и PuOj, так жак здесь также происходит только электронный переход, не связанный с образованием или разрывом связи, и скорости, по-видимому, должны быть-быстрыми. [c.360]

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]

Таким образом, у данного типа ионообменников наблюдается переход от анионного обмена в кислом растворе к катионному обмену в щелочном растворе. Подобного перехода не наблюдается, если М — элемент с низкой основностью, например кремний. Переход от одного типа обмена к другому происходит в определенном интервале значений pH, зависящем от основности иона металла. Отсутствие резкого перехода, отвечающего этому изменению (здесь уместно сравнение с изоэлектриче-ской точкой амфотерных ионов), и возможность в некоторых случаях одновременно и катионного и анионного обмена при определенном значении pH дают основание предполагать, что ионообменные группы неравноценны. Силикагель обладает только катионообменными свойствами [20] высокое электронное сродство у четырехвалентного иона кре.мния проявляется в форме очень слабой основности гидроксильных групп. Атомы водорода последних легко заменяются катионами даже в кислых растворах, особенно теми, которые легко координируются с кисло- родом. На рис. 24 представлено влияние pH раствора на величины коэффициентов распределения различных ионов при сорбции нх на силикагеле. Из этих данных следует, что указанные ионы можно разделить при определенных значениях pH раствора. Этот метод был использован [21] для разделения урана, плутония и трехвалентных металлов (продукты деления) из растворов, полученных при растворений облученрого урана кислоте. Значения коэффи- [c.119]

Захватывая нейтрон по реакции (п,7), ядро-мишень (в данном случае — изотопы плутония) увеличивает свою атомную массу на единицу, превращаясь в следующий изотоп того же элемента. Так продолжается до тех пор, пока очередь не дойдёт до такого изотопа, избыточное количество нейтронов в ядре которого определит энергетическую необходимость ядерного превращения путём /3-распада. При этом избыточный нейтрон превращается в протон и заряд ядра увеличивается на единицу — исходный химический элемент превращается в следующий. Это упрощённое описание даёт общее представление о схеме образования новых химических элементов при нейтронном облучении. В действительности ядерные характеристики изотопов ТУЭ определяют более широкую палитру конкурирующих ядерных превращений, среди которых можно назвать электронный захват (превращение протона ядра в нейтрон), различные изомерные переходы, а также характерные только для тяжёлых ядер а-распад и спонтанное деление. Важно отметить, что для того, чтобы пройти путь от 238рц 252(2 необходимо осуществить последовательность ядерных реакций, которая должна включать 14 нейтронных захватов. Чтобы провести этот процесс в разумное время и при этом накопить весовое количество целевых радионуклидов, необходимо обеспечить очень высокую плотность потока нейтронов в объёме облучаемого материала. Значения тепловых сечений и резонансных интегралов некоторых изотопов ТПЭ [4] приведены в табл. 9.1.2. [c.507]

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]

Плутоний (5/ 6в 6р 7я ) имеет шесть модификаций. Его низкотемпературные а-, Р- и у-модификации (моноклинная, объемноцентрированная моноклинная и орторомбическая) представляют сложные ковалентно-металлические структуры с резко выраженной анизотропией свойств и пониженной пластичностью вследствие наличия сильных ковалентных направленных связей, образуемых спариванием части валентных и /-электронов. Более высокотемпературные б- и б -модификации плутония имеют гранецентрированные кубическую и тетрагональную структуры, а е-плу-тоний — объемноцентрированную кубическую. Исходя из валентности плутония в наиболее устойчивых соединениях, равной 4- -, можно ожидать, что при образовании его металлических модификаций свободными становятся четыре валентных электрона и внешней оболочкой иона + оказывается р -оболочка. При 320—480° р-орбитали не перекрываются и решетка оказывается плотной кубической. Выше 480° и вплоть до температуры плавления (640°) вследствие повышения энергии электронов в р -оболочках р-орбитали перекрываются и это приводит к образованию объемноцентрированной кубической структуры с направленными связями. Уменьшение плотности при переходе от у- к б-фазе обусловлено, по-ви-димому, уменьшением числа электронов, участвующих в связи (от 5—6 до [c.240]

Захватывая нейтрон по реакции (п,7), ядро-мишень (в данном случае — изотопы плутония) увеличивает свою атомную массу на единицу, превращаясь в следующий изотоп того же элемента. Так продолжается до тех пор, пока очередь не дойдёт до такого изотопа, избыточное количество нейтронов в ядре которого определит энергетическую необходимость ядерного превращения путём /5-распада. При этом избыточный нейтрон превращается в протон и заряд ядра увеличивается на единицу — исходный химический элемент превращается в следующий. Это упрощённое описание даёт общее представление о схеме образования новых химических элементов при нейтронном облучении. В действительности ядерные характеристики изотопов ТУЭ определяют более широкую палитру конкурирующих ядерных превращений, среди которых можно назвать электронный захват (превращение протона ядра в нейтрон), различные изомерные переходы, а также характерные только для тяжёлых ядер ск-распад и спонтанное деление. Важно отметить, что для того, чтобы пройти путь от 252qj необходимо осуществить [c.507]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология