Химическая энциклопедия

Актиноиды

Актиноиды
АКТИНОИДЫ

(актиниды), семейство из 14 радиоактивных элементов III гр. 7-го периода периодич. системы (ат. н. 90-103), следующих за актинием: торийTh, протактиний Ра, уранU, нептунийNp, плутоний Ри, америцийAm, кюрии Cm, берклийBk, калифорний Cf, эйнштейний Es, фермийFm, менделевийMd, нобелий No и лоуренсий Lr (для последних двух элементов название не общепринято). А. объединяются, подобно лантаноидам, в особую группу благодаря сходству конфигураций внеш. электронных оболочек их атомов (см. табл.), чем обусловлена близость мн. хим. св-в. Гипотеза о существовании в 7-м периоде семейства А. была выдвинута Г. Сиборгом в начале 1940-х гг.

При последоват. переходе от Ас к Lr новые электроны заполняют, как и у лантаноидов, места не на внеш. оболочках-шестой и седьмой, а более близкую к ядру оболочку 5f Вследствие этого строение двух внеш. оболочек оказывается одинаковым. У первых А. (до Am) энергии связи 5f-и 6d-электронов с ядром атома мало различаются, причем иногда энергия связи 5f-электронов больше энергии связи 6d-электронов. Поэтому у атомов и ионов элементов, непосредственно следующих за Ас, могут заполняться 5f-и(или) 6Л-оболочки.

Степени окисления А. чрезвычайно разнообразны; первые члены семейства, в отличие от лантаноидов, имеют неск. степеней окисления. Так, Th, Ра и U образуют Наиб. устойчивые соед. в степенях окисления соотв. + 4, + 5 и + 6. Начиная с Am Наиб. устойчива степень окисления 4- 3; Cm и Bk в водных р-рах, кроме степени окисления + 3, могут иметь относительно устойчивую степень окисления + 4, a Cf, Es, Fm, Md и No-также + 2.

ХАРАКТЕРИСТИКИ АКТИНОИДОВ И АКТИНИЯ
Ат. н.
Символ
Электронная конфигурация
Степень окисления
Атомный радиус, нм
Ионный радиус, нм
М 3+ М 4 +
89
Ас
6s26p66d17s2
+ 3
0,188
0,1071 Ч
90
Th
5f76s26p66d27s2
+ 3, +4
0,180
0,1051 0,0984
91
Ра
526s26p66dl7s2 (или 5f'6s26p66d27s2
+ 3, +4, +5
0,163
0,1034 0,0944
92
U
5f36s26p66d17s2
от +3 до +6
0,156
0,1005 0,0929
93
Np
5f56s26p67s2
от +3 до +7
0,155
0,0986 0,0913
94
Ри
5f66s26p67s2
от +3 до +7
0,160
0,0974 0,0896
95
Am
5f76s26p67s2
от +2 до +7
0,174
0,0962 0,0888
96
Cm
<5f4s26p66d17s2
от +3 до +6
0,175
0,0946 0,0886
97
Bk
5f86s26p66d17s2 (или 5f96s26p67s2)
+ 3, +4
Ч
0,0935 0,0870
98
Cf
5fio6s26p67s2
+ 2, + 3, +4
0,169
0,0962 Ч
99
Es
5116s26p67s2
+ 2, +3
Ч
0,0953 Ч
100
Fm
5f126s26p67s2
+ 2, +3
_
0,0943 -
101
Md
5f136s26p67s2
+ 1, -1-2, +3
_
0,0934 Ч
102
(No)
5f'146s26p67s2
+ 2, +3
_
0,0928 Ч
103
(Lr)
146s26p66d17S2
+ 3
Ч
0,0921 Ч

Родственные соед. А. и самого Ас часто изоструктурны, причем с ростом атомного номера параметры кристаллич. решеток монотонно уменьшаются. По мере увеличения заряда ядра снижаются значения ионных радиусов, т. е. наблюдается "актиноидное сжатие" (аналогичное "лантаноид-ному сжатию"), обусловленное последоват. заполнением электронами 5f-оболочки (для лантаноидов-4f-оболочки). Разница в энергиях ионизации отд. А. невелика, что также является одной из причин близости их хим. св-в.

Из А. в природе распространены только U и Th; в малых кол-вах встречаются изотопы Ра-дочерние продукты распада U и Th, а также следовые кол-ва Np и Ри, образующиеся при ядерных р-циях изотопов U с нейтронами спонтанного деления. Периоды полураспада даже Наиб. устойчивых нуклидов других А. столь коротки, что в земной коре они отсутствуют.

А.-серебристо-белые металлы, темнеющие на воздухе; в мелкораздробленном состоянии пирофорны. Реакцион-носпособны. Плотность большинства А. близка к 20 г/см 3. Наиб. легкоплавки Np и Ри (т. пл. ок. 640 Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия 1988