АКТИНОЇДИ
Актиноїди
Актиноїди, або актиніди, — родина радіоактивних хімічних елементів-металів, подібних до актинію, що в періодичній системі розташовані в одній з ним клітинці (3-тя група, 7-й період); традиційно до них зараховують 14 елементів з атомними номерами 90–103, від торію до лоуренсію.
Коротко
- Усі актиноїди радіоактивні; у помітних кількостях у природі трапляються лише торій та уран.
- Елементи після урану називають трансурановими, після плутонію — трансплутонієвими; їх отримують штучно в ядерних реакторах і на прискорювачах.
- Першими відкрили уран (Мартін Клапрот, 1789) і торій (1828); перший штучний актиноїд, нептуній, синтезовано 1940 року.
- Ізотопи урану-233, урану-235 й плутонію-239 — ядерне паливо атомних електростанцій.
Унизу періодичної таблиці, окремим рядком, стоїть родина з чотирнадцяти елементів. Усі вони радіоактивні, майже всі отримані штучно, а два з них — уран і плутоній — визначили енергетику й військову історію XX століття. Це актиноїди, названі за першим елементом ряду, актинієм.
Склад родини
Подібно до лантаноїдів, актиноїди мають схожу будову електронних оболонок і близькі хімічні властивості.
| Елемент | Символ | Номер |
|---|---|---|
| Торій | Th | 90 |
| Протактиній | Pa | 91 |
| Уран | U | 92 |
| Нептуній | Np | 93 |
| Плутоній | Pu | 94 |
| Америцій | Am | 95 |
| Кюрій | Cm | 96 |
| Берклій | Bk | 97 |
| Каліфорній | Cf | 98 |
| Ейнштейній | Es | 99 |
| Фермій | Fm | 100 |
| Менделєвій | Md | 101 |
| Нобелій | No | 102 |
| Лоуренсій | Lr | 103 |
Історія відкриття
Уран 1789 року знайшов у смоляній руді німецький хімік Мартін Клапрот і назвав на честь планети Уран; те, що він вважав металом, виявилося оксидом, а сам метал описав лише Ежен Пеліго. Торій 1828 року відкрив Єнс Якоб Берцеліус, досліджуючи мінерал, знайдений Мортеном Тране Есмарком у Норвегії, і назвав на честь скандинавського бога грому Тора (українська Вікіпедія першу знахідку елемента приписує Фрідріхові Велеру). Протактиній 1917 року відкрили Отто Ган і Ліза Мейтнер.
Ідею трансуранових елементів висунув 1934 року Енріко Фермі. У травні 1940 року Едвін Макміллан і Філіп Абельсон синтезували нептуній-239. Подальші відкриття пов’язані з американським хіміком Гленом Сіборгом та його школою: за його участі синтезовано більшість трансуранових елементів. 1944 року група Сіборга отримала перші ізотопи америцію й кюрію, а 1955-го — менделєвій.
У природі
Торій та уран — найпоширеніші актиноїди: їхній вміст у земній корі становить приблизно 3·10⁻⁴ % і 2·10⁻⁵ % (атомні кларки). Природний уран складається переважно з урану-238 (понад 99 %) з домішкою урану-235 (близько 0,7 %). Протактиній, нептуній і плутоній у природі трапляються лише в мізерних кількостях як продукти перетворень урану.
Застосування
Практичне значення мають насамперед торій, уран і плутоній. Уран-233, уран-235 і плутоній-239 — ядерне паливо реакторів і заряд атомної зброї. Плутоній-238 і кюрій-242, що випромінюють α-частинки високої енергії, використовують у радіоізотопних джерелах струму, з терміном служби до 10 років, зокрема для живлення навігаційної апаратури супутників.
Запитання
Скільки всього актиноїдів — 14 чи 15?
Залежить від того, чи враховувати сам актиній. У класичному визначенні актиноїди — 14 елементів, що йдуть за актинієм, від торію (90) до лоуренсію (103). Інші джерела зараховують до родини й сам актиній, і тоді виходить 15 елементів з номерами 89–103.
Чому уран важить «240», а не «120»?
Довгий час атомну масу урану вважали рівною 120. Дмитро Менделєєв 1872 року на підставі періодичного закону виправив її до 240, а 1882 року це експериментально підтвердив К. Ціммерман. Сучасне значення — близько 238.
Як отримують елементи, яких немає в природі?
Двома основними способами: опроміненням легших елементів потоком нейтронів у ядерних реакторах або обстрілом прискореними зарядженими частинками. Перший дає вагомі кількості, другий дозволяє отримати важчі й рідкісніші ізотопи. Ейнштейній і фермій уперше знайшли в продуктах американського термоядерного вибуху «Майк» 1952 року.
Див. також
- Актиній Усі ізотопи радіоактивні; найстабільніший — актиній-227 з періодом напіврозпаду близько 21,8 року.
- Лантаноїди IUPAC відносить до лантаноїдів 15 елементів, від La до Lu; у старих довідниках лантан часто не включали й говорили про 14 елементів.
- Атомна електростанція (АЕС) Перша АЕС, що віддала струм у мережу, запрацювала 27 червня 1954 року в Обнінську потужністю 5 МВт.
- МАГАТЕ (Міжнародне агентство з атомної енергії) Статут ухвалено 26 жовтня 1956 року, агентство почало діяти 29 липня 1957 року; штаб-квартира — у Відні.
- Запорізька атомна електростанція Шість енергоблоків з реакторами ВВЕР-1000 уведено в дію в 1984–1995 роках; загальна потужність — близько 6000 МВт.
Джерела
Статтю написано редакцією словника за наведеними джерелами; дати й факти звірено між ними. Якщо джерела розходяться, це сказано в тексті.
Поруч у словнику
- АБЕРАЦІЯ СВІТЛА Аберація світла (від лат. aberratio — відхилення) — позірне зміщення небесного тіла на небесній сфері в бік руху спостерігача, зумовлене скінченністю швидкості світла.
- АБСОЛЮТНИЙ НУЛЬ ТЕМПЕРАТУРИ Абсолютний нуль температури — найнижча можлива температура, початок відліку термодинамічної шкали Кельвіна: 0 K, що відповідає −273,15 °C або −459,67 °F; за цієї температури внутрішня енергія системи мінімальна.
- АБСОРБЕР Абсорбер — апарат, найчастіше вертикальна колона, у якому компоненти газової суміші поглинаються рідиною (абсорбентом) на межі поділу фаз; основне обладнання для процесу абсорбції в хімічній, нафтогазовій промисловості, металургії та очищенні газів.
- АҐРЕҐАТНІ СТАНИ РЕЧОВИНИ Агрегатні стани речовини — стани однієї й тієї самої речовини, що істотно різняться фізичними властивостями, характером теплового руху й упорядкованістю частинок; класично виділяють тверде тіло, рідину, газ і плазму.