Aktinoidi

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Järjestysluku Alkuaine Merkki
89 Aktinium Ac
90 Torium Th
91 Protaktinium Pa
92 Uraani U
93 Neptunium Np
94 Plutonium Pu
95 Amerikium Am
96 Curium Cm
97 Berkelium Bk
98 Kalifornium Cf
99 Einsteinium Es
100 Fermium Fm
101 Mendelevium Md
102 Nobelium No
103 Lawrencium Lr

Aktinoidit ovat alkuaineita, joiden järjestysluku on 89−103, aktiniumista lawrenciumiin. Lawrenciumia lukuun ottamatta ne kaikki kuuluvat alkuaineiden jaksollisen järjestelmän f-lohkoon. Aktinoidit ovat kaikki radioaktiivisia metalleja, mutta kemiallisesti ne ovat samankaltaisia skandiumin, yttriumin ja lantanoidien kanssa.[1]

Korkean järjestysluvun aktinoidit amerikiumista lähtien ovat synteettisiä, eli niitä ei ole maapallolla luonnonvaraisina. Sarjan alkupäänkin alkuaineista luonnossa esiintyy runsaasti vain uraania ja toriumia. Aktinoideja voidaan valmistaa keinotekoisesti pommittamalla raskaita alkuaineita neutroneilla ydinreaktoreissa tai muilla hiukkasilla hiukkaskiihdyttimissä. Uraania ja plutoniumia käytetään paitsi voimaloissa myös ydinaseissa ja ydinräjähdys voi tuottaa myös muita sarjan alkuaineita. Aktinoidien isotoopeista suurimman osan puoliintumisaika on lyhyt.[1][2]

Aktinoidit samoin kuin lantanoidit merkitään usein jaksollisen järjestelmän alle omille riveilleen. Aktinoidista käytetään myös nimitystä aktinidi, mutta IUPAC pitää muotoa aktinoidit suositeltavampana, koska idi-päättellä merkitään tavallisesti anioneja eli negatiivisia ioneita.[3]

Kemialliset ominaisuudet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lantanoidien tavoin aktinoidit ovat sisäsiirtymäaineita. Alkuaineen järjestysluvun kasvaessa uusi elektroni sijoittuu tällöin atomin kolmanneksi uloimman eli 5. kuoren f-orbitaalille.[4]

Monessa suhteessa aktinoidit muistuttavatkin lantanoideja. Ne kaikki ovat metalleja. Kaikki aktinoidit voivat lantanoidien tapaan esiintyä yhdisteissään hapetusluvulla +III. Aktiniumilla tämä onkin ainoa hapetusaste. Myös sarjan loppupään alkuaineilla kaliforniumista eteenpäin +III on pääasiallisin hapetusluku, tosin ainakin fermiumille, mendeleviumille ja nobeliumille tunnetaan +II hapetusluvun yhdisteitä, ja nobeliumin liuoksille nämä ovatkin poikkeuksellisesti vakaampia kuin +III.[5]

Sarjan alkupään alkuaineista muutamilla ovat kuitenkin korkeammat hapetusluvut pysyvämpiä, esimerkiksi toriumilla +IV, protaktiniumilla +V, uraanilla +IV ja jopa +VI. Tämä antaa niille jossakin määrin myös ryhmien 4, 5 ja 6 alkuaineita muistuttavia ominaisuuksia. Esimerkiksi uraani muistuttaa eräiltä ominaisuuksiltaan ryhmään 6 kuuluvia kromia, molybdeenia ja volframia.[6] Tämän vuoksi, ja koska uraania raskaampia alkuaineita eli transuraaneja ei 1900-luvun alkuvuosina tunnettu, aktinoidit tunnistettiinkin vasta 1940-luvulta alkaen lantanoideja vastaavaksi erityiseksi alkuaineryhmäkseen.[7] Aikaisemmin torium, protaktinium ja uraani olikin jaksollisessa järjestelmässä sijoitettu 4. - 6 ryhmiin, hafniumin, tantaalin ja volframin alapuolelle. Aktinoidien käsitteen esitti Glenn Theodore Seaborg 1944 ja se on nykyään yleisesti hyväksytty tapa järjestellä nämä alkuaineet jaksolliseen järjestelmään.[8]

Uraanisuolojen vesiliuoksia hapetusluvuilla +3..+6

Aktinoidien ionisäde on hyvin suuri.[9] Lantanoidien tavoin aktinoideillekin on tyypillistä ionien värillisyys, ionisäteen pieneneminen järjestysluvun kasvaessa ja kaksoissuolat.[6]

Fysikaaliset ominaisuudet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Puhtaassa muodossaan aktinoidit ovat tyypillisiä metalleja. Ne ovat yleensä väriltään hopeisia tai valkoisia, ja tummuvat ilmassa.[1] Ne ovat pehmeitä ja niitä voidaan muotoilla, venyttää, takoa ja saostaa muihin metalleihin. Toriumin kovuus on samaa luokkaa kuin pehmeän teräksen, joten siitä voidaan muotoilla levyjä tai vetää sitä langaksi. Joitain aktinoideja taas voi leikata veitsellä. Sarjan loppupään alkuaineita fermiumista alkaen ei ole koskaan pystytty valmistamaan makroskooppisia määriä, joten niiden tarkkoja fysikaalisia ominaisuuksia ei tunneta.

Aktinoidien tiheys on yleensä suuri. Torium on puoliksi niin tiheää kuin uraani tai plutonium, mutta on näitä kovempaa. Kaikki aktinoidit ovat radioaktiivisia ja paramagneettisia ja johtavat sähköä ainakin jonkun verran. Aktinoidit ovat pyroforisia hienoksi jauhettuina. Kaikilla paitsi aktiniumilla on useita allotrooppisia muotoja: plutoniumilla peräti kuusi,[10] kun taas uraanilla, neptuniumilla ja kaliforniumilla kolme.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c Spectrum tietokeskus: 16-osainen tietosanakirja. 1. osa, A–Bak, s. 163-164. Porvoo Helsinki Juva: WSOY, 1976. ISBN 951-0-07240-0.
  2. Morss et al., s. 1-10
  3. Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendation 2005, s. 52. IUPAC, 2005. ISBN 0-85404-438-8. Teoksen verkkoversio (viitattu 03.04.2013). (englanniksi)
  4. Mäkitie & Kivinen s. 282
  5. Morss et al., s. 1621
  6. a b Mäkitie & Kivinen, s. 414-418
  7. Morss et al., s. 10
  8. Morss et al., s. 10,1754
  9. Morss et al., s. 1
  10. Morss et al., s. 1