aktinoidy, Aktinoidy. Lanthanoidy – vlastnosti lanthanoidů, chemický prvek lanthanoid Lanthanidy (aktinidy) – skupina radioaktivních chemických prvků sestávající z aktinia a 14 dalších jemu podobných svými chemickými vlastnostmi. Všech 15 prvků zabírá jednu buňku v periodické tabulce prvků (skupina III, 7. perioda). Termín, jako „lanthanoidy“, navrhl v roce 1948 profesor Leningradské státní univerzity S.A. Shchukarev. Rodina zahrnuje: thorium Th, protaktinium Pa, uran U, neptunium Np, plutonium Pu, americium Am, curium Cm, berkelium Bk, californium Cf, einsteinium Es, fermium Fm, mendelevium Md, nobelium No a lawrencium Lr. Všechny aktinidy jsou do té či oné míry radioaktivní. Z nich se v přírodě vyskytuje pouze thorium a uran ve značném množství. — Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Komplexy a struktura přechodných kovů
Přechodové kovy, Přechodové kovy. přechodné kovy jsou jednoduché a složité komplexy přechodných kovů. Přechodné kovy (přechodné prvky) jsou prvky sekundárních podskupin Periodické tabulky chemických prvků D. I. Mendělejeva, v jejichž atomech se objevují elektrony v d- a f-orbitalech. Obecně lze elektronovou strukturu přechodových prvků znázornit následovně: . Orbital ns obsahuje jeden nebo dva elektrony, zbývající valenční elektrony jsou v -orbitalu. Protože počet valenčních elektronů je znatelně menší než počet orbitalů, jsou jednoduchými látkami tvořenými přechodnými prvky kovy. Obecná charakteristika přechodových prvků. Všechny přechodové prvky mají následující společné vlastnosti: Malé hodnoty elektronegativity. Proměnné oxidační stavy. Téměř u všech d-prvků, jejichž atomy mají 2 valenční elektrony ve vnější ns-podúrovni, je znám oxidační stav +2. Počínaje d-prvky skupiny III Periodické tabulky chemických prvků D. I. Mendělejeva tvoří prvky v nejnižším oxidačním stavu sloučeniny, které vykazují vlastnosti zásadité, v nejvyšším – kyselé, ve středním – amfoterní. Například: Všechny přechodné prvky se vyznačují tvorbou komplexních sloučenin. Měděná podskupina. Ppodskupina mědi nebo sekundární podskupina skupiny I Periodické tabulky chemických prvků D. I. Mendělejeva zahrnuje prvky: měď Cu, stříbro Ag a zlato Au. Všechny kovy se vyznačují vysokou hustotou, teplotou tání a varu a vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí. [8] Charakteristickým rysem prvků měděné podskupiny je přítomnost naplněné pre-externí -podúrovně, dosažené díky přeskakování elektronů z ns-podúrovně. Důvodem tohoto jevu je vysoká stabilita zcela zaplněné d-podúrovně. Tato vlastnost určuje chemickou inertnost jednoduchých látek, jejich chemickou neaktivitu, proto se zlatu a stříbru říká ušlechtilé kovy.[9] Měď, skupiny mědi. Měď je poměrně měkký kov s červenožlutou barvou. V elektrochemické řadě napětí kovu je vpravo od vodíku, proto se rozpouští pouze v oxidujících kyselinách (v kyselině dusičné jakékoli koncentrace a v koncentrované kyselině sírové): karta? Na rozdíl od stříbra a zlata je měď oxidována z povrchu vzdušným kyslíkem již při pokojové teplotě. V přítomnosti oxidu uhličitého a vodní páry se jeho povrch pokryje zeleným povlakem, kterým je zásaditý uhličitan měďnatý (II). Nejcharakterističtější oxidační stav mědi je +2, ale existuje řada sloučenin, ve kterých vykazuje oxidační stav +1. Platinové kovy Hlavní článek: Kovy skupiny platiny Kovy platiny jsou rodinou 6 chemických prvků sekundární podskupiny skupiny VIII periodické tabulky, včetně ruthenia Ru, rhodia Rh, palladia Pd, osmia Os, iridia Ir a platiny Pt. Tyto kovy se dělí na dvě triády: lehká – palladiová triáda (Ru, Rh, Pd) a těžká – platinová triáda (Os, Ir, Pt). Lehké kovy ,Lehké kovy a slitiny lehkých kovů. lehké kovy, lehký kov. Kovy skupiny platiny (PGM, skupina platiny, platinové kovy, platinoidy) – souhrnné označení šesti prvků přechodných kovů (ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platina), které mají podobné fyzikální a chemické vlastnosti a zpravidla nalezené ve stejných a stejných ložiskách. V tomto ohledu mají podobnou historii objevování a studia, těžby, výroby a aplikace. Kovy skupiny platiny jsou ušlechtilé a drahé kovy. V přírodě se nejčastěji vyskytují v polymetalických (měď-niklových) rudách a také v nalezištích zlata a platiny. Někdy jsou kovy platinové skupiny rozděleny do dvou triád: ruthenium, rhodium a palladium – lehké platinové kovy a platina, iridium a osmium – těžké platinové kovy. Platina nebyla ve Starém světě známá, ale andské civilizace (Inka a Chibcha) ji těžily a používaly od nepaměti. Italský chemik Gilius Scaliger objevil v roce 1835 nerozložitelnost platiny a dokázal tak, že jde o samostatný chemický prvek. V roce 1803 objevil anglický vědec William Hyde Wollaston palladium a rhodium. V roce 1804 objevil anglický vědec S. Tennant iridium a osmium. V roce 1808 ruský vědec A. Snyaditsky při studiu platinové rudy přivezené z Jižní Ameriky extrahoval nový chemický prvek, který nazval vestia. V roce 1844 K. K. Klaus, profesor Kazaňské univerzity, tento prvek komplexně prostudoval a na počest Ruska jej pojmenoval ruthenium. Všechny platinové kovy jsou světle šedé a žáruvzdorné, platina a palladium jsou tvárné, osmium a ruthenium jsou křehké. Krásný vzhled ušlechtilých kovů je způsoben jejich inertností. Platinové kovy mají vysokou katalytickou aktivitu při hydrogenačních reakcích, což je způsobeno vysokou rozpustností vodíku v nich. Palladium je schopné rozpustit až 800-900 [2] objemů vodíku, platina – až 100. Všechny platinové kovy jsou chemicky zcela inertní, zejména platina. Rozpouštějí se pouze v aqua regia za vzniku chloridových komplexů. Polokovy, Polokovy. Polokovy (metaloidy, amfoterní kovy) jsou chemické prvky nacházející se v periodické tabulce na rozhraní mezi kovy a nekovy. Vyznačují se tvorbou kovalentní krystalové mřížky a přítomností kovové vodivosti. Ve fyzice pevných látek jsou polokovy různé látky, které ve svých elektrických vlastnostech zaujímají mezilehlou pozici mezi kovy a polovodiči. Mezi polokovy patří Bi, Sb, Po, někdy As, Te, Ge, které jsou svými chemickými vlastnostmi nekovy, ale z hlediska vodivosti se řadí mezi vodiče, dále Sn, který má polovodičovou formu a alotropní modifikace uhlík – grafit. Skupina prvků, kovy patřící do polokovů: Bi Sb Po As Te Ge Na rozdíl od polovodičů mají polokovy elektrickou vodivost. při teplotě absolutní nuly a na rozdíl od kovů se jejich vodivost s teplotou zvyšuje. Charakteristickým znakem polokovů je slabé překrývání valenčního a vodivostního pásma, což vede na jedné straně k tomu, že polokovy zůstávají vodiči elektrického proudu až do teploty absolutní nuly, a na straně druhé s rostoucí teplotě se počet proudových nosičů (elektronů a děr) zvyšuje, ale stále zůstává malý a dosahuje koncentrace 1018–1020 cm–3, neboli 10–3 na atom. Proudové nosiče v polokovech se vyznačují vysokou pohyblivostí a nízkou efektivní hmotností. Díky tomu jsou polokovy nejvhodnějšími objekty pro pozorování efektů velikosti, semimetal-dielektrických fázových přechodů v silných magnetických polích a řady dalších jevů. Nonmetalové blízcí skupině – chemické prvky s nekovovými vlastnostmi, které zaujímají pravý horní roh periodické tabulky. Jejich umístění v hlavních podskupinách odpovídajících období je následující. Charakteristickým znakem nekovů je větší (ve srovnání s kovy) počet elektronů ve vnější energetické hladině jejich atomů. To určuje jejich větší schopnost připojovat další elektrony a vykazovat vyšší oxidační aktivitu než kovy. Nekovy mají vysokou elektronovou afinitu, vysokou elektronegativitu a vysoký redoxní potenciál. Vzhledem k vysokým ionizačním energiím nekovů mohou jejich atomy tvořit kovalentní chemické vazby s atomy jiných nekovů a amfoterních prvků. Na rozdíl od převážně iontové povahy struktury sloučenin typických kovů mají jednoduché nekovové látky, stejně jako sloučeniny nekovů, kovalentní povahu struktury. nekovy, Nekovy. Nekovy – Kategorie nekovy – chemické prvky s typicky nekovovými vlastnostmi, které zabírají pravý horní roh periodické tabulky. Jejich umístění v hlavních podskupinách odpovídajících období je následující. Charakteristickým znakem nekovů je větší (ve srovnání s kovy) počet elektronů ve vnější energetické hladině jejich atomů. To určuje jejich větší schopnost připojovat další elektrony a vykazovat vyšší oxidační aktivitu než kovy. Nekovy mají vysokou elektronovou afinitu, vysokou elektronegativitu a vysoký redoxní potenciál. Vzhledem k vysokým ionizačním energiím nekovů mohou jejich atomy tvořit kovalentní chemické vazby s atomy jiných nekovů a amfoterních prvků. Na rozdíl od převážně iontové povahy struktury sloučenin typických kovů mají jednoduché nekovové látky, stejně jako sloučeniny nekovů, kovalentní povahu struktury. Ve volné formě mohou být plynné nekovové jednoduché látky – fluor, chlor, kyslík, dusík, vodík, pevné látky – jód, astat, síra, selen, telur, fosfor, arsen, uhlík, křemík, bór; při pokojové teplotě brom existuje v kapalném stavu. Některé nekovy vykazují alotropii. Plynný kyslík se tedy vyznačuje dvěma alotropními modifikacemi – kyslíkem (O2) a ozónem (O3), zatímco pevný uhlík má čtyři formy – grafit, diamant, karbyn, fulleren. Dusík, kyslík a síra se v přírodě vyskytují v molekulární formě jako jednoduché látky. Nejčastěji jsou nekovy v chemicky vázané formě: jedná se o vodu, minerály, horniny, různé silikáty, fosfáty, boritany. Nekovy se výrazně liší Liší se svou prevalencí na Zemi. Nejběžnější jsou kyslík, křemík a vodík, mezi vzácné patří arsen, selen a jód.
AKTINOIDY
Aktinidy jsou homology lanthanoidů, prvků podskupiny IIIB. Obsahují 15 prvků s atomovými čísly od 89 do 103: aktinium Ac, thorium Th, protaktinium Pa, uran U a transuranové prvky (neptunium Np, plutonium Pu, americium Am, curium Cm, berkelium Bk, californium Cf, einfermium Es, , mendelevium Md, nobelium No, lawrencium Lr). Všechny prvky jsou radioaktivní a rozpadají se na jiné prvky s nižší atomovou hmotností (viz tabulka 19a).
Actinium objevil A. Debjorn v roce 1899 a nezávisle na něm v roce 1902 F. Giesel. Název mořská sasanka pochází z řeckého slova znamenajícího „paprsek“; označuje se schopnost prvku podléhat radioaktivnímu rozpadu, při kterém se aktinium rozpadá na stabilní izotop olova 207Pb a emituje částice a- a b-. V přírodě se sasanka vyskytuje v rudě uranové pryskyřice v množství pouze 0,15 mg na tunu, ale pro praktické účely se získává uměle v miligramových množstvích ozařováním radia v jaderných reaktorech. Chemicky je sasanka velmi podobná homologu vzácných zemin lanthanu; Každá sloučenina aktinia může být připravena stejným způsobem jako analogická sloučenina lanthanu. Fyzikální vlastnosti aktinia jsou uvedeny v tabulce. 19a.
Thorium objevil J. Berzelius v roce 1828. Prvek je také radioaktivní, ale při rozpadu radia se neuvolňuje. Přírodní izotop thoria 232Th je potenciálním zdrojem jaderné energie, protože při bombardování neutrony se mění na 233U, které lze použít jako jaderné palivo. Thorium-232 je přirozeně radioaktivní, rozpadá se na 208Pb a emituje a- a b-částice. Přirozeně se vyskytuje v minerálech monazit a thorit v množství dostatečném pro průmyslové zpracování. Thorium se používá ve speciálních lampách (jako jsou solární lampy) a ve slitinách hořčíku. Thorium je velmi reaktivní a snadno tvoří chlorid, fluor, šťavelan, dusičnan a síran. Kov jasně hoří v kyslíku za vzniku ThO2, který se také získává kalcinací dusičnanů.
Protaktinium (z řeckého „protos“, což znamená „první“ a „aktinium“) se nazývá mateřská látka nebo otec aktinia, protože tvoří aktinium po rozpadu. Protaktinium bylo objeveno v roce 1918 nezávisle dvěma skupinami výzkumníků. Jednu skupinu vedli O. Gan a L. Meitner, druhou F. Soddy a J. Cranston. Protaktinium bylo v přírodě objeveno jako součást uranových rud, z 70 tuny uranového dehtu lze získat asi 1 mg Pa. V jaderném reaktoru při ozařování thoria neutrony vzniká 233Pa v poměrně velkém množství. Protaktinium je velmi reaktivní. V oxidačním stupni V hydrolyzuje tak prudce, že je v kyselém roztoku nestabilní a musí být stabilizován jako fluorokomplex. Některé sloučeniny Pa jsou známé, jako je oxid Pa2 a oxid Pa2, tetrahalogenidy PaX5 a pentahalidy PaX4, stejně jako nitrid PaN5.
Uran objevil M. Klaproth v roce 1789. Samotný kov však izoloval až v roce 1841 E.-M. Peligot při redukci chloridu kovem draselným. Uran nevzbudil velký zájem ani když A. Becquerel objevil fenomén radioaktivity (1896), až byla v roce 1939 objevena možnost jaderného štěpení. Po vynálezu atomové bomby se uran stal důležitým vojenským produktem.
Uran se nachází v různých rudách, z nichž nejdůležitější jsou uraninit, uranový dehet (druh uraninitu) a karnotit (viz tabulka 19b). Rudy se převedou na hexafluorid, zpracují se s amoniakem, aby se získal diuranát amonný, kalcinují se na oxid a poté se od oxidu oddělí čistý kov.
(viz také URANOVÝ PRŮMYSL).
Pro uran (včetně jaderných izomerů) je známo 17 izotopů, z nichž tři jsou přírodní: 238U (99,275 %), 235U (0,720 %) a 234U (0,005 %). Všechny izotopy uranu podléhají radioaktivnímu rozpadu; z 238U se jako výsledek 14stupňového procesu a- a b-rozpadu získá 206Pb a 235U se rozpadá na 207Pb v 11 stupních
(viz také STRUKTURA ATOMOVÉHO JADRA).
Reakce a sloučeniny. Uran reaguje s mnoha prvky a sloučeninami za vzniku různých solí. Rozpouští se v kyselině dusičné, ale neoxidující kyseliny jako H2SO4 a HCl rozpouštějí uran velmi pomalu. Kovový uran nereaguje s alkáliemi, ale v přítomnosti peroxidů vznikají ve vodě rozpustné peruranáty. Reakcí s vodíkem vzniká samozápalná sloučenina UH3, ze které lze získat vysoce reaktivní práškový kov. Uran tvoří 4 stabilní oxidy UO2, U2O5, U3O8 a UO3. Kromě toho je známa existence oxidu monoxidu, který však nebyl získán v čisté formě. Uran reaguje se všemi halogeny a vykazuje různé oxidační stavy. Existuje 6 známých fluoridů uranu. Fluorid uranu se získává reakcí UO2 s HF:
Když je UF4 fluorován plynným fluorem, vzniká hexafluorid:
Z tetrafluoridu uranu se po redukci hliníkem získá fluorid uranu:
Zbývající halogeny v reakcích s uranem tvoří UX3, UX4, UX5 a UX6. Z dalších sloučenin uranu jsou známy také karbidy (UC, U2C3 a UC2), nitridy (UN, UN2), sulfidy (US, US2) a boridy (UB, UB4).
Aplikace. Kovový uran se používá jako jaderné palivo pro výrobu plutonia, radioizotopů, výrobu jaderné energie, jako stínící materiál pro g-zářiče (například 60Co), výbušnina v atomových bombách, pigment ve sklářském a keramickém průmyslu a při výrobě feruranu. Sloučeniny uranu se používají ve farmacii, při výrobě žlutých uranových glazur, pigmentů, fotografování a chemických analýz.
Collierova encyklopedie. — Otevřená společnost. 2000.
- ZINKOVÁ RODINA
- TRANSURANOVÉ PRVKY
