Войти
Химия актинидов(или химия актиноидов) является одним из основных разделов ядерной химии, который исследует процессы и молекулярные системы актинидов. Актиниды получили свое название от элемента группы 3 актиний. Неформальный химический символ Знакиспользуется в общих обсуждениях химии актинидов для обозначения любого актинида. Все актиниды, кроме одного, являются элементами f-блока, соответствующими заполнению 5f электронной оболочки ; лоуренсий, элемент d-блока, также обычно считается актинидом. По сравнению с лантаноидами, также в основном элементами f-блока, актиниды демонстрируют гораздо более изменчивую валентность. Серия актинидов включает 15 металлических химических элементов с атомными номерами от 89 до 103, от актиний до лоуренсий.
В отличие от относительно раннего расцвета химии металлорганических соединений (с 1955 г. по настоящее время), соответствующее развитие актино-металлоорганических соединений химия произошла в основном в течение последних 15 лет или около того. В этот период расцвела металлоорганическая наука, и теперь очевидно, что актиниды обладают богатой, сложной и очень информативной металлоорганической химией. Возникли интригующие параллели и резкие отличия от элементов d-блока. Актиниды могут координировать органические активные группы или связываться с углеродом за счет ковалентных связей.
Необходимость получения точных термодинамических количеств для Актинидные элементы и их соединения были признаны в самом начале Манхэттенского проекта, когда специальная группа ученых и инженеров инициировала программу по использованию ядерной энергии в военных целях. С момента окончания Второй мировой войны как фундаментальные, так и прикладные цели послужили поводом для значительного дальнейшего изучения термодинамики актинидов.
Показана возможность использования уникальных свойств лантаноидов в нанотехнологиях. Обсуждается возникновение линейных и нелинейных оптических свойств соединений лантанидов с фталоцианинами, порфиринами, нафталоцианинами и их аналогами в растворах и конденсированном состоянии, а также перспективы получения на их основе новых материалов. На основе электронной структуры и свойств лантаноидов и их соединений, а именно оптических и магнитных характеристик, электронной и ионной проводимости и флуктуирующей валентности, классифицируются молекулярные двигатели. Высокоскоростные механизмы хранения или механизмы хранения в памяти; фотопреобразовательные молекулярные двигатели на основе Ln (II) и Ln (III); электрохимические молекулярные двигатели на силикатных и фосфатных стеклах; молекулярные двигатели, работа которых основана на типах фазовых переходов проводимость изолятор - полупроводник, полупроводник - металл и металл - сверхпроводник; твердоэлектролитные молекулярные двигатели; и миниатюрные молекулярные двигатели для медицинского анализа. Показано, что термодинамически стабильные наночастицы состава Ln xMyмогут быть образованы d элементами второй половины ряда, т. Е. Расположенными после M = Mn, Tc и Re.
Как правило, содержат нерастворимые актинидные соединения, такие как высокоплавкий диоксид урана и смешанное оксидное (МОКС) топливо пройдет через пищеварительную систему с небольшим эффектом, поскольку они не могут растворяться и усваиваться организмом. Вдыхаемые актинидные соединения, однако, будут более опасными, поскольку они остаются в легких и облучают легочную ткань. Попадание внутрь Оксиды с низким уровнем возгорания и растворимые соли, такие как нитрат, могут абсорбироваться в кровоток. Если их вдохнуть, твердое вещество может раствориться и покинуть легкие. Следовательно, для растворимой формы доза в легкие будет ниже.
Радон и радий не являются актинидами - они оба радиоактивные дочери от распада урана. Аспекты их биологии и поведения в окружающей среде обсуждаются в радий в окружающей среде.
Монацит, редкоземельный и фосфатный минерал тория, является основным источником тория в миреВ Индии большое количество ториевой руды можно найти в виде монацита в россыпных месторождениях западной и восточной прибрежной дюны пески, особенно в прибрежных районах Тамил Наду. Жители этого района подвергаются дозе естественного излучения, в десять раз превышающей среднемировой уровень.
Торий связан с печени раком. В прошлом торий (диоксид тория ) использовался в качестве контрастного вещества для медицинской рентгеновской радиографии, но его использование было прекращено. Он продавался под названием Thorotrast.
Уран по распространению примерно равен мышьяку или молибдену. Значительные концентрации урана встречаются в некоторых веществах, таких как фосфатные месторождения горных пород, и в таких минералах, как лигнит и монацитовые пески в богатых ураном рудах (он извлекается коммерчески из этих источников). Морская вода содержит около 3,3 частей на миллиард урана по весу, поскольку уран (VI) образует растворимые карбонатные комплексы. Извлечение урана из морской воды рассматривалось как способ получения этого элемента. Из-за очень низкой удельной активности урана химическое воздействие на живые существа часто может перевешивать эффекты его радиоактивности.
Плутоний, как и другие актиниды, легко образует ядро плутония диоксид (плутонил) (PuO 2 ). В окружающей среде это плутонильное ядро легко образует комплексы с карбонатом, а также с другими кислородными фрагментами (OH, NO. 2, NO. 3и SO. 4) с образованием заряженные комплексы, которые могут быть легко мобильными с низким сродством к почве.
Некоторым ранним свидетельством ядерного деления было образование короткоживущего радиоизотопа бария, который был выделен из нейтронного облученного уран (Ва с периодом полураспада 83 минуты и Ва с периодом полураспада 12,8 суток являются основными продуктами деления урана). В то время считалось, что это новый изотоп радия, поскольку в то время стандартной радиохимической практикой было использование осадка носителя сульфата бария для помощи в выделении радия.
Процесс PUREX - это жидкостно-жидкостная экстракция ионообменный метод, используемый для переработки отработавшего ядерного топлива с целью извлечения в основном урана и плутония независимо друг от друга. , от других составляющих. В настоящее время предпочтительным методом является использование процесса PUREX экстракции жидкость-жидкость, в котором используется смесь трибутилфосфата / углеводородов для извлечения обоих уран и плутоний из азотной кислоты. Эта экстракция относится к солям нитрата и классифицируется как имеющая механизм сольватации. Например, экстракция плутония экстракционным агентом (S) в нитратной среде происходит по следующей реакции.
Сложная связь образуется между катионом металла, нитратами и трибутилфосфатом, а модельное соединение комплекса диоксурана (VI) с двумя нитратами и двумя триэтилфосфатами охарактеризовано рентгеновской кристаллографией. После растворения На этапе обычно удаляются мелкие нерастворимые твердые частицы, поскольку в противном случае они нарушат процесс экстракции растворителем из-за изменения границы раздела жидкость-жидкость. Известно, что присутствие мелкодисперсного твердого вещества может стабилизировать эмульсию. Эмульсии в сообществе экстракции растворителями часто называют третьими фазами.
органический растворитель, состоящий из 30% трибутилфосфата (ТБФ) в углеводородный растворитель, такой как керосин, используется для извлечения урана в виде UO 2 (комплексы NO 3)2· 2TBP и плутоний, аналогичный комплексы, из других продуктов деления, которые остаются в Queous фаза. трансурановые элементы америций и кюрий также остаются в водной фазе. Природа органического растворимого уранового комплекса была предметом некоторых исследований. Был охарактеризован ряд комплексов урана с нитратом и триалкилфосфатами и оксидами фосфина.
Плутоний отделяется от урана путем обработки раствора керосина водным железом сульфамат, который избирательно восстанавливает плутоний до степени окисления +3. Плутоний переходит в водную фазу. Уран отделяют от раствора керосина обратной экстракцией азотной кислотой с концентрацией ок. 0,2 моль дм.
