Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Họ actini”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi |
Không có tóm lược sửa đổi |
||
Dòng 670:
== Thuộc tính ==
Actinide có tính chất tương tự lanthanides. Các vỏ điện tử 6 ''ngày'' và 7 ''giây'' được lấp đầy bằng Actinium và thorium, và vỏ 5 ''f'' đang được lấp đầy với sự gia tăng hơn nữa về số lượng nguyên tử; vỏ 4 ''f'' được lấp đầy trong lanthanides. Bằng chứng thực nghiệm đầu tiên về việc lấp đầy vỏ 5 ''f'' trong Actinide đã được McMillan và Abelson thu được vào năm 1940. <sup>[78]</sup> Cũng như trong lanthanide (xem sự co rút của lanthanide ), bán kính ion của Actinide giảm đơn điệu với số nguyên tử (xem thêm nguyên lý Aufbau ).
{| class="wikitable sortable mw-collapsible mw-collapsed collapsible" style="text-align:center;"
|+'''Thuộc tính của actinide (khối lượng của đồng vị tồn tại lâu nhất nằm trong dấu ngoặc vuông)'''<ref name="Yu. D. Tretyakov2" /><ref name="g12632">Greenwood, p. 1263</ref>
!Nguyên tố
Dòng 1.340:
Tiềm năng oxy hóa khử tăng từ .30,32 V trong urani, qua 0,34 V (Np) và 1,04 V (Pu) đến 1,34 V ở Mỹ cho thấy khả năng khử của ion An <sup>4+</sup> từ Mỹ thành urani. Tất cả các loại actinide tạo thành AnH <sub>3</sub>hydrides có màu đen với đặc tính giống như muối. Actinide cũng sản xuất các cacbua với công thức chung là AnC hoặc AnC <sub>2</sub> (U <sub>2</sub> C <sub>3</sub> cho urani) cũng như sunfua An <sub>2</sub> S <sub>3</sub> và AnS <sub>2</sub> . <sup>[86]</sup>
{| class="wikitable collapsible collapsed" style="text-align:center;"
|+Oxides of actinides<ref name="Himiya aktiniya" /><ref name="Himiya neptuniya" /><ref name="Himiya protaktiniya">{{cite book|author=E.S. Palshin|title=Analytical chemistry of protactinium|place=Moscow|publisher=Nauka|year=1968}}</ref><ref>Myasoedov, p. 88</ref><ref name="Tablitsa soedineniy" />
! rowspan="2" |[[Chemical compounds|Compound]]
! rowspan="2" |Color
! rowspan="2" |Crystal symmetry, type
! colspan="3" |Lattice constants, Å
! rowspan="2" |Density, g/cm<sup>3</sup>
! rowspan="2" |Temperature, °C
|-
!''a''
!''b''
!''c''
|-
|Ac<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|White
|Hexagonal, La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|4.07
| -
|6.29
|9.19
|–
|-
|PaO<sub>2</sub>
| -
|Cubic, CaF<sub>2</sub>
|5.505
| -
| -
| -
| -
|-
|Pa<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
|White
|cubic, CaF<sub>2</sub>
Cubic
Tetragonal
Hexagonal
Rhombohedral
Orthorhombic
|5.446
10.891
5.429
3.817
5.425
6.92
| -
-
-
-
-
4.02
| -
10.992
5.503
13.22
-
4. 18
| -
|700
700–1100
1000
1000–1200
1240–1400
–
|-
|ThO<sub>2</sub>
|Colorless
|Cubic
|5.59
| -
| -
|9.87
|–
|-
|UO<sub>2</sub>
|Black-brown
|Cubic
|5.47
| -
| -
|10.9
|–
|-
|NpO<sub>2</sub>
|Greenish-brown
|Cubic, CaF<sub>2</sub>
|5.424
| -
| -
|11.1
|–
|-
|PuO
|Black
|Cubic, NaCl
|4.96
| -
| -
|13.9
|–
|-
|PuO<sub>2</sub>
|Olive green
|Cubic
|5.39
| -
| -
|11.44
|–
|-
|Am<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|Red-brown
Red-brown
|Cubic, Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Hexagonal, La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|11.03
3.817
| -
| -
5.971
|10.57
11.7
|–
|-
|AmO<sub>2</sub>
|Black
|Cubic, CaF<sub>2</sub>
|5.376
| -
| -
| -
| -
|-
|Cm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|White<ref>According to other sources, cubic sesquioxide of curium is olive-green. See {{cite web|url=http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2248.html|title=Соединения curium site XuMuK.ru|language=Russian|accessdate=11 July 2010|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100818211138/http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2248.html|archivedate=18 August 2010 <!--DASHBot-->|deadurl=no}}</ref>-
-
|Cubic, Mn<sub>2</sub>O<sub>2</sub>
Hexagonal, LaCl<sub>3</sub>
Monoclinic, Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|11.01
3.80
14.28
| -
-
3.65
| -
6
8.9
|11.7
|–
|-
|CmO<sub>2</sub>
|Black
|Cubic, CaF<sub>2</sub>
|5.37
| -
| -
| -
| -
|-
|Bk<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|Light brown
|Cubic, Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|10.886
| -
| -
| -
| -
|-
|BkO<sub>2</sub>
|Red-brown
|Cubic, CaF<sub>2</sub>
|5.33
| -
| -
| -
| -
|-
|Cf<sub>2</sub>O<sub>3</sub><ref>The atmosphere during the synthesis affects the lattice parameters, which might be due to non-stoichiometry as a result of oxidation or reduction of the trivalent californium. Main form is the cubic oxide of californium(III).</ref>
|Colorless
Yellowish
-
|Cubic, Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Monoclinic, Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Hexagonal, La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|10.79
14.12
3.72
| -
3.59
-
| -
8.80
5.96
| -
| -
|-
|CfO<sub>2</sub>
|Black
|Cubic
|5.31
| -
| -
| -
| -
|-
|Es<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
| -
|Cubic, Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Monoclinic
Hexagonal, La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|10.07
14.1
3.7
| -
3.59
-
| -
8.80
6
| -
| -
|}
{| class="wikitable collapsible" style="text-align: center"
|+Dioxides of some actinides
| style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Chemical formula]]
|[[Thorium dioxide|ThO<sub>2</sub>]]
|[[Protactinium(IV) oxide|PaO<sub>2</sub>]]
|[[Uranium dioxide|UO<sub>2</sub>]]
|[[Neptunium(IV) oxide|NpO<sub>2</sub>]]
|[[Plutonium(IV) oxide|PuO<sub>2</sub>]]
|[[Americium dioxide|AmO<sub>2</sub>]]
|CmO<sub>2</sub>
|BkO<sub>2</sub>
|CfO<sub>2</sub>
|-
| style="background:lightblue; text-align:left;" |[[CAS-number]]
|1314-20-1
|12036-03-2
|1344-57-6
|12035-79-9
|12059-95-9
|12005-67-3
|12016-67-0
|12010-84-3
|12015-10-0
|-
| style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Molar mass]]
|264.04
|263.035
|270.03
|269.047
|276.063
|275.06
|270–284**
|279.069
|283.078
|-
| style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Melting point]]<ref>{{cite book|author1=L.R. Morss|author2=Norman M. Edelstein|author3=Jean Fuger|title=The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (Set Vol.1–6)|url=https://books.google.com/books?id=9vPuV3A0UGUC&pg=PA2139|year=2011|publisher=Springer|isbn=978-94-007-0210-3|pages=2139–}}</ref>
|3390 °C
|
|2865 °C
|2547 °C
|2400 °C
|2175 °C
|
|
|
|-
| style="background:lightblue; text-align:left;" |Crystal structure
| colspan="9" |[[Tập_tin:CaF2_polyhedra.png|250x250px]]'''An'''<sup>4+</sup>: <span style="color:silver; background:silver;">__</span> / O<sup>2−</sup>: <span style="color:#9c0; background:#9c0;">__</span>
|-
| style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Space group]]
| colspan="9" |Fm{{overline|3}}m
|-
| style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Coordination number]]
| colspan="9" |'''An'''[8], O[4]
|}
{| class="wikitable collapsible collapsed" style="text-align:center"
|+Approximate colors of actinide oxides
(most stable are bolded)<ref name="g1268">Greenwood, p. 1268</ref>
!Oxidation state
|89
|90
|91
|92
|93
|94
|95
|96
|97
|98
|99
|-
| +3
|
|
|
|
|
| bgcolor="black" |<span style="color:white;">Pu<sub>2</sub>O<sub>3</sub></span>
| style="background:#fa7;" |Am<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|'''Cm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>'''
| style="background:#dfe111;" |Bk<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
| style="background:#cf0;" |'''Cf<sub>2</sub>O<sub>3</sub>'''
|'''Es<sub>2</sub>O<sub>3</sub>'''
|-
| +4
|
|'''ThO<sub>2</sub>'''
| bgcolor="black" |<span style="color:white;">PaO<sub>2</sub></span>
| style="background:#765538;" |<span style="color:white;">UO<sub>2</sub></span>
| style="background:#616639;" |'''NpO<sub>2</sub>'''
| style="background:#e1bb11;" |'''PuO<sub>2</sub>'''
| bgcolor="black" |<span style="color:white;">'''AmO<sub>2</sub>'''</span>
| bgcolor="black" |<span style="color:white;">CmO<sub>2</sub></span>
| bgcolor="brown" |'''BkO<sub>2</sub>'''
| bgcolor="black" |<span style="color:white;">CfO<sub>2</sub></span>
|
|-
| +5
|
|
|'''Pa<sub>2</sub>O<sub>5</sub>'''
| bgcolor="black" |<span style="color:white;">U<sub>2</sub>O<sub>5</sub></span>
| style="background:#765538;" |<span style="color:white;">Np<sub>2</sub>O<sub>5</sub></span>
|
|
|
|
|
|
|-
| rowspan="2" | +6
|
|
|
| style="background:#0d5e35;" |<span style="color:white;">'''U<sub>3</sub>O<sub>8</sub>'''</span>
|
|
|
|
|
|
|
|-
|
|
|
| style="background:#f89d1a;" |UO<sub>3</sub>
|
|
|
|
|
|
|
|}
Một số loại thuốc tím có thể tồn tại ở một số dạng oxit như An2O3, AnO2, An2O5 và AnO3. Đối với tất cả các loại actinide, oxit AnO3 là chất lưỡng tính và An2O3, AnO2 và An2O5 là cơ bản, chúng dễ dàng phản ứng với nước, tạo thành bazơ: [86]
An2O3 + 3 H2O → 2 An (OH) 3.
Các bazơ này hòa tan kém trong nước và do hoạt động của chúng gần với các hydroxit của kim loại đất hiếm. [86] Np (OH) 3 chưa được tổng hợp, Pu (OH) 3 có màu xanh lam trong khi Am (OH) 3 có màu hồng và curium hydroxide Cm (OH) 3 không màu. [98] Bk (OH) 3 và Cf (OH) 3 cũng được biết đến, như là các hydroxit tetravalent cho Np, Pu và Am và pentavalent cho Np và Am. [98]
Cơ sở mạnh nhất là của Actinium. Tất cả các hợp chất của Actinium đều không màu, ngoại trừ Actinium sulfide đen (Ac2S3). [86] Dioxide của tetravalent actinide kết tinh trong hệ thống khối, giống như trong canxi florua.
Thorium phản ứng với oxy độc quyền tạo thành điôxít:
<nowiki>{\ displaystyle {\ ce {Th {} + O2 -> [{\ ce {1000 ^ {\ Circ} C}}] \ overbrace {ThO2} ^ {Thorium ~ dioxide}}}} {\ displaystyle {\ ce { Th {} + O2 -> [{\ ce {1000 ^ {\ Circ} C}}] \ overbrace {ThO2} ^ {Thorium ~ dioxide}}}}</nowiki>
Thorium dioxide là một vật liệu chịu lửa có điểm nóng chảy cao nhất trong số các oxit đã biết (3390 ° C). [96] Thêm 0,81% ThO2 vào vonfram ổn định cấu trúc của nó, vì vậy các sợi pha tạp có độ ổn định cơ học tốt hơn đối với các rung động. Để hòa tan ThO2 trong axit, nó được đun nóng đến 500 xăng600 ° C; đun nóng trên 600 ° C tạo ra khả năng kháng axit và các thuốc thử khác của ThO2. Bổ sung nhỏ các ion florua xúc tác hòa tan thorium dioxide trong axit.
Hai oxit protactin đã thu được: PaO2 (đen) và Pa2O5 (trắng); cái trước là đẳng cấu với ThO2 và cái sau dễ dàng thu được hơn. Cả hai oxit đều là bazơ và Pa (OH) 5 là một bazơ yếu, hòa tan kém. [86]
Sự phân hủy một số muối của urani, ví dụ UO2 (NO3) · 6H2O trong không khí ở 400 ° C, thu được UO3 màu cam hoặc màu vàng. [96] Oxit này là chất lưỡng tính và tạo thành một số hydroxit, ổn định nhất là uranyl hydroxide UO2 (OH) 2. Phản ứng của oxit urani (VI) với hydro dẫn đến uranium dioxide, tương tự tính chất của nó với ThO2. Ôxít này cũng là bazơ và tương ứng với urani hydroxit (U (OH) 4). [86]
Plutonium, neptunium và America tạo thành hai oxit cơ bản: An2O3 và AnO2. Neptunium trioxide không ổn định; do đó, chỉ có thể thu được Np3O8. Tuy nhiên, các oxit của plutoni và neptunium với công thức hóa học AnO2 và An2O3 được đặc trưng tốt. [86]
<br />
=== Muối ===
{| class="wikitable collapsible" style="text-align: center"
|+Trichlorides of some actinides<ref name="g1270">Greenwood, p. 1270</ref>
! style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Chemical formula]]
|AcCl<sub>3</sub>
|UCl<sub>3</sub>
|NpCl<sub>3</sub>
|PuCl<sub>3</sub>
|AmCl<sub>3</sub>
|CmCl<sub>3</sub>
|BkCl<sub>3</sub>
|CfCl<sub>3</sub>
|-
! style="background:lightblue; text-align:left;" |[[CAS-number]]
|22986-54-5
|10025-93-1
|20737-06-8
|13569-62-5
|13464-46-5
|13537-20-7
|13536-46-4
|13536-90-8
|-
! style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Molar mass]]
|333.386
|344.387
|343.406
|350.32
|349.42
|344–358**
|353.428
|357.438
|-
! style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Melting point]]
|
|837 °C
|800 °C
|767 °C
|715 °C
|695 °C
|603 °C
|545 °C
|-
! style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Boiling point]]
|
|1657 °C
|
|1767 °C
|850 °C
|
|
|
|-
! style="background:lightblue; text-align:left;" |Crystal structure
| colspan="8" |[[Tập_tin:UCl3_without_caption.png|250x250px|The crystal structure of uranium trichloride]]'''An'''<sup>3+</sup>: <span style="color:silver; background:silver;">__</span> / Cl<sup>−</sup>: <span style="color:#0f0; background:#0f0;">__</span>
|-
! style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Space group]]
| colspan="8" |P6<sub>3</sub>/m
|-
! style="background:lightblue; text-align:left;" |[[Coordination number]]
| colspan="8" |'''An'''*[9], Cl [3]
|-
! style="background:lightblue; text-align:left;" |Lattice constants
|''a'' = 762 [[Picometres|pm]]
''c'' = 455 pm
|''a'' = 745.2 pm
''c'' = 432.8 pm
|
|''a'' = 739.4 pm
''c'' = 424.3 pm
|''a'' = 738.2 pm
''c'' = 421.4 pm
|''a'' = 726 pm
''c'' = 414 pm
|''a'' = 738.2 pm
''c'' = 412.7 pm
|''a'' = 738 pm
''c'' = 409 pm
|}
: <small> *'''An''' – actinide</small> <small>**Depending on the isotopes</small>
{| class="wikitable collapsible collapsed" style="text-align: center"
|+Actinide fluorides<ref name="Himiya neptuniya2" /><ref name="Himiya protaktiniya2" /><ref name="Tablitsa soedineniy2">{{cite web|url=http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik_khimika_i_tekhnologa/01_osnovnye_svoystva_neorganicheskikh_organicheskikh_i_elementoorganicheskikh_soedineniy|title=Таблица Inorganic and Coordination compounds|language=Russian|accessdate=11 July 2010}}</ref><ref name="g1270" /><ref>Myasoedov, pp. 96–99</ref>
! rowspan="2" |Compound
! rowspan="2" |Color
! rowspan="2" |Crystal symmetry, type
! colspan="3" |Lattice constants, Å
! rowspan="2" |Density, g/cm<sup>3</sup>
|-
!''a''
!''b''
!''c''
|-
|AcF<sub>3</sub>
|White
|Hexagonal, LaF<sub>3</sub>
|4.27
| -
|7.53
|7.88
|-
|PaF<sub>4</sub>
|Dark brown
|[[Monoclinic]]
|12.7
|10.7
|8.42
|–
|-
|PaF<sub>5</sub>
|Black
|[[Tetragonal]], β-UF<sub>5</sub>
|11.53
| -
|5.19
|–
|-
|ThF<sub>4</sub>
|Colorless
|Monoclinic
|13
|10.99
|8.58
|5.71
|-
|UF<sub>3</sub>
|Reddish-purple
|Hexagonal
|7.18
| -
|7.34
|8.54
|-
|UF<sub>4</sub>
|Green
|Monoclinic
|11.27
|10.75
|8.40
|6.72
|-
|α-UF<sub>5</sub>
|Bluish
|Tetragonal
|6.52
| -
|4.47
|5.81
|-
|β-UF<sub>5</sub>
|Bluish
|Tetragonal
|11.47
| -
|5.20
|6.45
|-
|UF<sub>6</sub>
|Yellowish
|Orthorhombic
|9.92
|8.95
|5.19
|5.06
|-
|NpF<sub>3</sub>
|Black or purple
|Hexagonal
|7.129
| -
|7.288
|9.12
|-
|NpF<sub>4</sub>
|Light green
|Monoclinic
|12.67
|10.62
|8.41
|6.8
|-
|NpF<sub>6</sub>
|Orange
|Orthorhombic
|9.91
|8.97
|5.21
|5
|-
|PuF<sub>3</sub>
|Violet-blue
|Trigonal
|7.09
| -
|7.25
|9.32
|-
|PuF<sub>4</sub>
|Pale brown
|Monoclinic
|12.59
|10.57
|8.28
|6.96
|-
|PuF<sub>6</sub>
|Red-brown
|Orthorhombic
|9.95
|9.02
|3.26
|4.86
|-
|AmF<sub>3</sub>
|Pink or light beige
|[[Hexagonal crystal system|hexagonal]], LaF<sub>3</sub>
|7.04<ref name="katz2">{{cite book|author=F. Weigel|title=The Chemistry of the Actinide Elements|place=Moscow|publisher=Mir|year=1997|volume=2|isbn=978-5-03-001885-0|author2=J. Katz|author3=G. Seaborg}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Nave|first1=S.|last2=Haire|first2=R.|last3=Huray|first3=Paul|title=Magnetic properties of actinide elements having the 5f<sup>6</sup> and 5f<sup>7</sup> electronic configurations|journal=Physical Review B|volume=28|issue=5|pages=2317–2327|year=1983|doi=10.1103/PhysRevB.28.2317|bibcode=1983PhRvB..28.2317N}}</ref>
| -
|7.255
|9.53
|-
|AmF<sub>4</sub>
|Orange-red
|[[Monoclinic]]
|12.53
|10.51
|8.20
|–
|-
|CmF<sub>3</sub>
|From brown to white
|Hexagonal
|4.041
| -
|7.179
|9.7
|-
|CmF<sub>4</sub>
|Yellow
|Monoclinic, UF<sub>4</sub>
|12.51
|10.51
|8.20
|–
|-
|BkF<sub>3</sub>
|Yellow-green
|[[Trigonal]], LaF<sub>3</sub>
[[Orthorhombic]], YF<sub>3</sub>
|6.97
6.7
| -
7.09
|7.14
4.41
|10.15
9.7
|-
|BkF<sub>4</sub>
| -
|Monoclinic, UF<sub>4</sub>
|12.47
|10.58
|8.17
|–
|-
|CfF<sub>3</sub>
| -
-
|Trigonal, LaF<sub>3</sub>
Orthorhombic, YF<sub>3</sub>
|6. 94
6.65
| -
7.04
|7.10
4.39
|–
|-
|CfF<sub>4</sub>
| -
-
|Monoclinic, UF<sub>4</sub>
Monoclinic, UF<sub>4</sub>
|1.242
1.233
|1.047
1.040
|8.126
8.113
|–
|}
Actinide dễ dàng phản ứng với các halogen tạo thành muối với công thức MX3 và MX4 (X = halogen). Vì vậy, hợp chất berkelium đầu tiên, BkCl3, được tổng hợp vào năm 1962 với số lượng 3 nanogram. Giống như các halogen của các nguyên tố đất hiếm, clorua actinide, bromua và iotua đều tan trong nước và florua không hòa tan. Uranium dễ dàng tạo ra hexafluoride không màu, thăng hoa ở nhiệt độ 56,5 ° C; do tính dễ bay hơi của nó, nó được sử dụng trong việc tách các đồng vị urani bằng máy ly tâm khí hoặc khuếch tán khí. Các hexafluoride Actinide có tính chất gần với anhydrid. Chúng rất nhạy cảm với độ ẩm và thủy phân tạo thành AnO2F2. [102] Các pentachloride và hexachloride đen của urani đã được tổng hợp, nhưng cả hai đều không ổn định. [86]
[[Tập_tin:Einsteinium_triiodide_by_transmitted_light.jpg|trái|nhỏ|[[Einsteinium triiodide]] glowing in the dark]]
Hoạt động của axit đối với Actinide tạo ra muối và nếu các axit không bị oxy hóa thì Actinide trong muối ở trạng thái hóa trị thấp:
U + 2H2SO4 → U (SO4) 2 + 2H2
2Pu + 6HCl → 2PuCl3 + 3H2
Tuy nhiên, trong các phản ứng này, hydro tái sinh có thể phản ứng với kim loại, tạo thành hydrua tương ứng. Uranium phản ứng với axit và nước dễ dàng hơn nhiều so với thori. [86]
Muối Actinide cũng có thể thu được bằng cách hòa tan các hydroxit tương ứng trong axit. Nitrat, clorua, sunfat và perchlorate của Actinide hòa tan trong nước. Khi kết tinh từ dung dịch nước, các muối này tạo thành hydrat, như Th (NO3) 4 · 6H2O, Th (SO4) 2 · 9H2O và Pu2 (SO4) 3 · 7H2O. Các muối của Actinide hóa trị cao dễ dàng thủy phân. Vì vậy, sulfate không màu, clorua, perchlorate và nitrat của thorium biến thành muối cơ bản với công thức Th (OH) 2SO4 và Th (OH) 3NO3. Độ hòa tan và không hòa tan của Actinide hóa trị ba và tetravalent giống như muối lanthanide. Vì vậy, phốt phát, florua, oxalat, iotat và cacbonat của Actinide hòa tan yếu trong nước; chúng kết tủa dưới dạng hydrat, như ThF4 · 3H2O và Th (CrO4) 2 · 3H2O. [86]
Actinide với trạng thái oxy hóa +6, ngoại trừ các cation AnO22 +, dạng [AnO4] 2−, [An2O7] 2− và các anion phức tạp khác. Ví dụ, muối urani, neptunium và plutonium tạo thành các loại Na2UO4 (uranate) và (NH4) 2U2O7 (diuranate). So với lanthanide, Actinide dễ dàng hình thành các hợp chất phối hợp hơn và khả năng này tăng lên khi hóa trị của Actinide. Actinide hóa trị ba không tạo thành các hợp chất phối hợp florua, trong khi thorium tetravalent tạo thành phức hợp K2ThF6, KThF5 và thậm chí K5ThF9. Thorium cũng tạo thành các sunfat tương ứng (ví dụ Na2SO4 · Th (SO4) 2 · 5H2O), nitrat và thiocyanate. Các muối có công thức chung An2Th (NO3) 6 · nH2O có tính chất phối hợp, với số phối trí của thorium bằng 12. Thậm chí dễ dàng hơn là tạo ra các muối phức tạp của các loại actinide pentavalent và hexavalent. Các hợp chất phối hợp ổn định nhất của Actinide - tetravalent thorium và uranium - thu được trong các phản ứng với diketone, ví dụ: acetylacetone. [86]
[[Tập_tin:InsideSmokeDetector.jpg|nhỏ|Interior of a [[smoke detector]] containing [[americium-241]].]]
<br />
[[Tập_tin:Cerenkov_Effect.jpg|trái|nhỏ|Self-illumination of a nuclear reactor by [[Cherenkov radiation]].]]
Mặc dù các loại thuốc tím có một số ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày đã được thiết lập, như trong máy dò khói (Mỹ) [103] [104] và lớp phủ khí (thorium), [76] chúng chủ yếu được sử dụng trong vũ khí hạt nhân và sử dụng làm nhiên liệu trong các lò phản ứng hạt nhân. [76] Hai khu vực cuối cùng khai thác tài sản của Actinide để giải phóng năng lượng khổng lồ trong các phản ứng hạt nhân, trong những điều kiện nhất định có thể trở thành phản ứng dây chuyền tự duy trì.
Đồng vị quan trọng nhất cho các ứng dụng năng lượng hạt nhân là uranium-235. Nó được sử dụng trong lò phản ứng nhiệt và nồng độ của nó trong urani tự nhiên không vượt quá 0,72%. Đồng vị này hấp thụ mạnh các neutron nhiệt giải phóng nhiều năng lượng. Một hành động phân hạch 1 gram của 235U chuyển đổi thành khoảng 1 MW · ngày. Điều quan trọng là 235 92Uphát ra nhiều neutron hơn mức hấp thụ; [105] khi đạt đến khối lượng tới hạn, 23592Utham gia vào một phản ứng dây chuyền tự duy trì. [70] Thông thường, hạt nhân uranium được chia thành hai mảnh với sự giải phóng 2 neutron3vídụ:23592U + 10n 11545Rh + 11847Ag + 310nCác đồng vị actinide đầy hứa hẹn khác cho năng lượng hạt nhân là thorium-232 và sản phẩm của nó từ chu trình nhiên liệu thorium, uranium-233.
{| class="wikitable" style="float:right; width:40%;"
|[[Nuclear reactor]]<ref name="Yu. D. Tretyakov3" /><ref>{{cite book|author1=G. G. Bartolomei|author2=V. D. Baybakov|author3=M. S. Alkhutov|author4=G. A. Bach|title=Basic theories and methods of calculation of nuclear reactors|location=Moscow|publisher=Energoatomizdat|year=1982}}</ref><ref>Greenwood, pp. 1256–1261</ref>
|-
|<small> The core of most [[Generation II reactor|Generation II nuclear reactors]] contains a set of hollow metal rods, usually made of [[zirconium]] alloys, filled with solid [[nuclear fuel]] pellets – mostly oxide, carbide, nitride or monosulfide of uranium, plutonium or thorium, or their mixture (the so-called [[MOX fuel]]). The most common fuel is oxide of uranium-235.</small>[[Tập_tin:Heterogeneous_reactor_scheme.png|viền|trái|169x169px|Nuclear reactor scheme]]<small>[[Neutron temperature|Fast neutrons]] are slowed by [[Moderator (Nuclear Reactor)|moderators]], which contain water, [[carbon]], [[deuterium]], or [[beryllium]], as [[thermal neutrons]] to increase the efficiency of their interaction with uranium-235. The rate of nuclear reaction is controlled by introducing additional rods made of [[boron]] or [[cadmium]] or a liquid absorbent, usually [[boric acid]]. Reactors for plutonium production are called [[breeder reactor]] or breeders; they have a different design and use fast neutrons.</small>
|}
Sự phát xạ của neutron trong quá trình phân hạch urani rất quan trọng không chỉ để duy trì phản ứng chuỗi hạt nhân, mà còn cho sự tổng hợp các actinide nặng hơn. Uranium-239 chuyển đổi qua-decay thành plutonium-239, giống như uranium-235, có khả năng phân hạch tự phát. Các lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới được xây dựng không phải để lấy năng lượng, mà để sản xuất plutonium-239 cho vũ khí hạt nhân.
Khoảng một nửa số thorium được sản xuất được sử dụng làm vật liệu phát sáng của lớp phủ khí. [76] Thorium cũng được thêm vào hợp kim đa thành phần của magiê và kẽm. Vì vậy, hợp kim Mg-Th nhẹ và mạnh, nhưng cũng có điểm nóng chảy và độ dẻo cao và do đó được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không và sản xuất tên lửa. Thorium cũng có đặc tính phát xạ điện tử tốt, với tuổi thọ dài và hàng rào tiềm năng thấp cho sự phát xạ. [105] Hàm lượng tương đối của đồng vị thorium và uranium được sử dụng rộng rãi để ước tính tuổi của các vật thể khác nhau, bao gồm cả các ngôi sao (xem niên đại bằng phép đo phóng xạ). [108]
Ứng dụng chính của plutonium là trong vũ khí hạt nhân, trong đó đồng vị plutonium-239 là thành phần chính do dễ phân hạch và sẵn có. Các thiết kế dựa trên Plutonium cho phép giảm khối lượng tới hạn khoảng một phần ba so với uranium-235. [109] Bom plutonium "Fat Man" được sản xuất trong Dự án Manhattan đã sử dụng nén plutonium để có mật độ cao hơn đáng kể so với bình thường, kết hợp với nguồn neutron trung tâm để bắt đầu phản ứng và tăng hiệu quả. Do đó, chỉ cần 6,2 kg plutoni cho năng suất nổ tương đương với 20 kiloton TNT. [110] (Xem thêm Thiết kế vũ khí hạt nhân.) Theo giả thuyết, chỉ cần 4 kg plutonium, và thậm chí có thể ít sử dụng để chế tạo một quả bom nguyên tử bằng cách sử dụng các thiết kế lắp ráp rất tinh vi. [111]
Plutonium-238 có khả năng đồng vị hiệu quả hơn đối với các lò phản ứng hạt nhân, vì nó có khối lượng tới hạn nhỏ hơn uranium-235, nhưng nó vẫn tiếp tục giải phóng nhiều năng lượng nhiệt (0,56 W / g) [104] [112] bằng cách phân rã ngay cả khi chuỗi phân hạch phản ứng được dừng lại bởi thanh điều khiển. Ứng dụng của nó bị giới hạn bởi mức giá cao (khoảng US $ 1000 / g). Đồng vị này đã được sử dụng trong các hệ thống nhiệt điện và chưng cất nước của một số vệ tinh và trạm vũ trụ. Vì vậy, tàu vũ trụ Galileo và Apollo (ví dụ Apollo 14 [113]) có máy sưởi được cung cấp năng lượng bởi một lượng lớn oxit plutonium-238; nhiệt này cũng được chuyển thành điện với nhiệt điện. Sự phân rã của plutonium-238 tạo ra các hạt alpha tương đối vô hại và không đi kèm với chiếu xạ gamma. Do đó, đồng vị này (~ 160 mg) được sử dụng làm nguồn năng lượng trong máy tạo nhịp tim nơi nó tồn tại lâu hơn khoảng 5 lần so với pin thông thường. [104]
Actinium-227 được sử dụng làm nguồn neutron. Năng lượng riêng cao của nó (14,5 W / g) và khả năng thu được một lượng đáng kể các hợp chất ổn định nhiệt là hấp dẫn để sử dụng trong các máy phát nhiệt điện kéo dài để sử dụng từ xa. 228Ac được sử dụng như một chỉ số về phóng xạ trong nghiên cứu hóa học, vì nó phát ra các electron năng lượng cao (2,18 MeV) có thể dễ dàng phát hiện. Hỗn hợp 228Ac-228Ra được sử dụng rộng rãi như một nguồn gamma mạnh trong công nghiệp và y học. [29]
Phát triển vật liệu pha tạp Actinide tự phát sáng với ma trận tinh thể bền là một lĩnh vực mới của việc sử dụng Actinide vì việc bổ sung các hạt nhân phóng xạ alpha vào một số kính và tinh thể có thể tạo ra sự phát quang. [114]
== Độc tính ==
| |||