Концепция актинида

редактировать

В ядерной химии концепция актинидапредполагает, что актиноиды образуют вторую серию внутренних переходов, гомологичных лантаноидам. Его происхождение связано с наблюдением лантаноидоподобных свойств в трансурановых элементах в отличие от отчетливой сложной химии ранее известных актинидов. Гленн Т. Сиборг, один из исследователей, синтезировавших трансурановые элементы, в 1944 году предложил концепцию актинидов в качестве объяснения наблюдаемых отклонений и гипотезы для будущих экспериментов. Вскоре после этого он был принят, что привело к размещению нового ряда актинидов, включающего элементы с 89 (актиний ) до 103 (лоуренсий ) ниже лантанидов в Дмитрий Менделеев периодическая таблица элементов.

Содержание

  • 1 Происхождение
  • 2 Принятие
  • 3 См. также
  • 4 Ссылки

Происхождение

Периодическая таблица, иллюстрирующая размещение тория и уран как переходные металлы. Хотя гафний не был известен в то время, предполагалось, что торий соответствует периодичности группы 4 и, таким образом, был помещен туда, а уран был помещен в группа 6 ниже вольфрам.

В конце 1930-х годов были известны первые четыре актинида (актиний, торий, протактиний и уран). Считалось, что они образуют четвертую серию переходных металлов, характеризующихся заполнением 6 d орбиталей, в которых торий, протактиний и уран были соответствующими гомологами гафния, тантал и вольфрам. Эта точка зрения была широко принята, поскольку химические исследования этих элементов выявили различные высокие степени окисления и характеристики, которые очень напоминали переходные металлы 5d. Тем не менее, исследования квантовой теории, проведенные Нильсом Бором и последующие публикации, предложили, чтобы эти элементы составляли ряд 5 f, аналогичный лантаноидам, с расчетами, что первый 5f электрон должен находиться в диапазоне от атомного номера 90 (торий) до 99 (эйнштейний ). Несоответствие между теоретическими моделями и известными химическими свойствами, таким образом, затруднило размещение этих элементов в периодической таблице.

Первое появление концепции актинидов могло быть в периодической таблице из 32 столбцов, построенной Альфредом Вернером. в 1905 году. Определив расположение лантаноидов в периодической таблице, он поместил торий в качестве более тяжелого гомолога церия и оставил места для гипотетических радиоэлементов в седьмом периоде, хотя он не установил правильный порядок известных актиниды.

После открытия трансурановых элементов нептуний и плутония в 1940 году и предварительных исследований их химического состава, их размещение в качестве четвертого перехода металлическая серия была оспорена. Эти новые элементы проявляли различные свойства, которые предполагали близкое химическое сходство с ураном, а не с их предполагаемыми гомологами переходных металлов. Последующие эксперименты, нацеленные на неизвестные тогда элементы америций и кюрий, вызвали дополнительные вопросы. Сиборг и др. не удалось идентифицировать эти элементы, исходя из предположения, что они являются переходными металлами, но они были успешно отделены и обнаружены в 1944 году, исходя из предположения, что они будут химически подобны лантаноидам. Дальнейшие эксперименты подтвердили гипотезу о серии актинидов (тогда называемых «торидами» или «уранидами»). Спектроскопическое исследование в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, проведенное Макмилланом, Валом и Захариасеном, показало, что заполняются 5f-орбитали, а не 6d орбитали. Однако эти исследования не смогли однозначно определить первый элемент с 5f-электронами и, следовательно, первый элемент в ряду актинидов.

Признание

Открытия америция и кюрия в рамках гипотезы о том, что они похожи на лантаноиды, побудили Сиборга предложить своим коллегам концепцию актинидного ряда в 1944 г., при этом главной предпосылкой было сходство с лантаноидами и заполнение f-орбиталей. Несмотря на очевидную правильность, они не рекомендовали Сиборгу направлять сообщение в Chemical and Engineering News, опасаясь, что это радикальная идея, которая испортит его репутацию. Тем не менее он представил ее, и она получила широкое признание; Таким образом, новая таблица Менделеева поместила актиниды ниже лантаноидов. После принятия концепция актинидов оказалась ключевой в основе открытий более тяжелых элементов, таких как берклий в 1949 году. Концепция актинидов объяснила некоторые из наблюдаемых свойств первых нескольких актинидов, а именно наличие + От 4 до +6 степеней окисления и предложена гибридизация 5f и 6d орбиталей, электроны которых, как было показано, слабо связаны в этих элементах. Он также подтвердил экспериментальные результаты для тенденции к +3 степеням окисления в элементах, помимо америция.

Дальнейшее развитие концепции актинидов привело Сиборга к предложению еще двух серий элементов, продолжающих установленную периодичность. Он предложил серию трансактинидов от атомного номера 104 до 121 и серию суперактинида от атомного номера 122 до 153.

См. Также

Ссылки

  1. ^Гленн Сиборг (1946). «Трансурановые элементы». Наука. 104(2704): 379–386. Бибкод : 1946Sci... 104..379S. doi : 10.1126 / science.104.2704.379. JSTOR 1675046. PMID 17842184.
  2. ^ Гленн Сиборг (1994). «Происхождение концепции актинида» (PDF). Лантаноиды / Актиниды: Химия. Справочник по физике и химии редких земель. 18(1-е изд.). ISBN 9780444536648. LBL-31179.
  3. ^ Дэвид Л. Кларк (2009). Открытие плутония реорганизовало Периодическую таблицу и способствовало открытию новых элементов (PDF) (Отчет). Лос-Аламосская национальная лаборатория.
  4. ^Филип Дж. Стюарт (2019). «Прогнозы Менделеева: успехи и неудачи». Основы химии. 21(1): 3–9. doi : 10.1007 / s10698-018-9312-0.
  5. ^ Дэвид Л. Кларк; Дэвид Э. Хобарт (2000). «Размышления о наследии легенды: Гленн Т. Сиборг, 1912–1999» (PDF). Лос-Аламосская наука. 26: 56–61.
  6. ^Андреас Трабезингер (2017). «Мирный берклиум». Nature Chemistry. 9(9): 924. Bibcode : 2017NatCh... 9..924T. doi : 10.1038 / nchem.2845. PMID 28837169.
Последняя правка сделана 2021-06-08 22:00:49
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте