Актиноиды - общее название 14 элементов седьмого периода периодической системы с порядковыми номерами 90–103. Это торий, протактиний, уран, нептуний, плутоний, америций, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий. Ни один из них не имеет стабильных изотопов, но если торий, протактиний и уран относятся к естественным радиоактивным элементам, то прочие актиноиды искусственно синтезированы посредством ядерных реакций (см. Трансурановые элементы). В переводе с греческого название «актиноиды» означает «подобные актинию»; оно дано по аналогии с названием «лантаноиды» для 14 элементов от церия до лютеция в шестом периоде таблицы Д. И. Менделеева (Z = 58–71).

Ряд актиноидов

Представление о семействе актиноидов ввел в 1944 г. американский ученый Г. Сиборг. В соответствии со своей актиноидной теорией он предположил, что в атомах элементов, начиная с тория, происходит построение 5f-под оболочки так же, как у лантаноидов - заполнение 4f‑подоболочки. Поэтому все 14 актиноидов стали помещать вместе с актинием в одну клетку периодической системы, а их совокупность располагать внизу, под рядом лантаноидов. Такое размещение актиноидов получило широкое распространение.

Между тем в результате изучения химии трансурановых элементов выяснилось, что сходство актиноидов с лантаноидами во многом носит формальный характер. Как известно, для лантаноидов преобладает степень окисления +3, и в этом состоянии они проявляют исключительное сходство. Напротив, для актиноидов было установлено существование гораздо большего числа степеней окисления - от +1 до +7. Так, получены соединения нептуния, плутония и америция, где эти элементы проявляют степени окисления +6 и +7, а также соединения шестивалентного кюрия. У элементов второй половины ряда актиноидов - эйнштейния, фермия, менделевия и нобелия неожиданно устойчивой оказалась степень окисления +2 (а у менделевия - даже +1). Современные работы (главным образом, советских ученых) показали: при сравнении 5f‑ и 4f‑элементов достаточно отчетливое сходство обнаруживается между тяжелыми актиноидами и легкими лантаноидами; в то же время элементы первой половины семейства актиноидов имеют много общего в химическом поведении с переходными d-элементами предыдущих периодов менделеевской системы. Отсюда следует, что периодическое изменение свойств химических элементов седьмого периода характеризуется большим своеобразием. Это заставляет по‑новому подходить к оценке явления периодичности в области элементов с высокими значениями Z.

Особенности химических свойств актиноидов объясняют двумя обстоятельствами. Во‑первых, 5f‑ и 6d‑электроны в атомах актиноидов (у элементов с Z = 90–96) близки по величинам энергий связи, а потому легко могут использоваться при химических взамодействиях. Во‑вторых, в области тяжелых элементов по мере роста Z заметно усложняется характер взаимодействия электронов в атомах, что сказывается на особенностях свойств соответствующих элементов.

Лантаноиды

Лантаноиды - семейство, состоящее из 14 f-элементов с порядковыми номерами от 58 до 71. Лантаноиды между собой весьма похожи по своим химическим и физико-химическим свойствам. Лантаноиды вместе с элементами побочной подгруппы называют редкоземельными элементами.

Все элементы относятся к редким, рассеянным. Содержатся в иттриевых и цериевых землях; вместе с ураном и торием - в моноцитовых песках. Лантаноиды с четными номерами более распространены в природе, чем с нечетными. Они очень схожи по свойствам, т.к. два внешних электронных уровня у них одинаковы, а заполняется третий снаружи (4f-подуровень). Поэтому в ряду лантаноидов радиус атома убывает от Ce к Lu. Это явление известно под названием “лантаноидное сжатие”. Выделение и разделение отдельных элементов достаточно трудоемкий процесс и основан на различной сорбционной способности их солей.

В чистом виде это металлы белого или желтого цвета, покрытые оксидной пленкой, довольно твердые, тугоплавкие.

Химические свойства

1. Довольно активные металлы, похожие по химическим свойствам на лантан и иттрий. Взаимодействуют с кислородом, азотом, серой, углеродом, галогенами, образуют гидриды состава MeH 2 и MeH 3 . Характерная степень окисления для лантаноидов +3. Но имеются и отклонения. Так, для церия наиболее устойчивым оксидом является CeO 2 , а для самария - SmO.

2. Лантаноиды легко взаимодействуют с разбавленными кислотами:

2Ho + 6HCl = 2HoCl 3 + 3H 2 ­

Металлические свойства убывают от Се к Lu, соответственно ослабляются и основные свойства гидроксидов.

3. Большинство оксидов и солей лантаноидов окрашены в зеленый, розовый, голубой, желтый цвета. Оксиды - тугоплавкие вещества, взаимодействующие с водой с образованием плохо растворимых гидроксидов. CeO 2 и соответствующий ему гидроксид амфотерны. Соли церия можно получить по реакциям:

CeO 2 + 2H 2 SO 4 = Ce(SO 4) 2 + 2H 2 O

CeO 2 + 2NaOH = Na 2 CeO 3 + H 2 O

4. Сульфат церия легко гидролизуется:

Ce(SO 4) 2 + 2H 2 O = CeO 2 + 2H 2 SO 4

на этом свойстве основано отделение церия от других лантаноидов.

Применение лантаноидов. Используются в атомной и металлургической промышленности.

После актиния следует семейство из 14 f-элементов с порядковыми номерами от 90 до 103, которые носят название актиноиды (актиниды).

Как и у лантаноидов, в семействе актиноидов идет заполнение третьего снаружи уровня (5f), строение двух наружных уровней одинаково, что служит причиной близости химических свойств актинидов. Однако различие в энергии 5f- и 6d-подуровней настолько незначительно, что в образовании связей принимают участие и 5f-электроны. Поэтому степени окисления актинидов более разнообразны, чем у лантаноидов. В ряду торий-уран характерны степени окисления +4,+6. Начиная с нептуния происходит стабилизация 5f-подуровня и характерные степени окисления понижаются от +6 до +3. Берклий и все следующие за ним актиноиды имеют характерную степень окисления +3.

Все актиноиды радиоактивны. Величина периода полураспада изменяется в широких пределах от тысячных долей секунды до многих миллиардов лет. Большинство изотопов имеют период полураспада от 30 секунд до 10 дней.

Торий, протактиний и уран встречаются в природе, остальные получены искусственно в ядерных реакторах. Условно все актиноиды делятся на урановые (Th, Pa, U) и трансурановые (Np - Lr).

Химические свойства

1. Торий – металл серебристо-белого цвета, тугоплавкий, пластичный. Характерная степень окисления +4, очень активный. Легко взаимодействует с водой:

Th + 2H 2 O = ThO 2 + 2H 2 ­

Оксид тория в воде не растворим, гидроксид получается косвенным путем:

Th + 4HCl = ThCl 4 + 2H 2 ­

ThCl 4 + 4NaOH = Th(OH) 4 + 4NaCl

Торий легко взаимодействует с галогенами, углеродом, серой, азотом, кислородом. Используется в качестве горючего в некоторых типах ядерных реакторов.

2. Протактиний встречается в природе вместе с ураном: 0,3г Pa на 1тонну U. В соединениях обычно проявляет степень окисления +5. Практического значения не имеет.

3. Природный уран состоит из трех изотопов (U 234 – 0,006 %, U 235 – 0,7 %, U 238 – 99,28 %). Изотоп U 235 обладает способностью к делению при захвате нейтрона с выделением огромного количества энергии (при делении 1 кг урана выделяется энергия, эквивалентная теплоте сгорания 30т высококачественного угля). Металлический уран можно получить металлотермическим способом из тетрафторида урана:

UF 4 + 2Ca = 2CaF 2 + U

Уран – твердый, серебристо-белый металл, теплый на ощупь (за счет радиоактивного распада изотопа U 235). На воздухе медленно окисляется, если находится в виде компактного куска. Если уран хранится в виде порошка, окисление идет настолько интенсивно, что возможно самовозгорание.

а) Уран взаимодействует с галогенами, кислородом, азотом, водой:

U + 2Cl 2 = UCl 4 ; 3U + 4O 2 = U 3 O 8

б) Хорошо реагирует с разбавленными кислотами, с концентрированной азотной кислотой - при нагревании:

U + 4HCl = UCl 4 + 2H 2 ­

U + 8HNO 3 = UO 2 (NO 3) 2 + 6NO 2 + 4H 2 O

Ион UO 2 +2 называется уранил. Желто-зеленая соль UO 2 (NO 3) 2 хорошо растворима в воде.

в) При медленном окислении компактного металла образуется оксид состава UO.

При восстановлении U 3 O 8 водородом, образуется основный оксид UO 2 , хорошо взаимодействующий с соляной кислотой. Этому оксиду соответствует гидроксид U(OH) 4 – слабое основание, плохо растворимое в воде.

UO 3 – амфотерный оксид, получается при разложении нитрата уранила:

2UO 2 (NO 3) 2 = 2UO 3 + 4NO 2 ­ + O 2 ­

UO 3 взаимодействует с кислотами и щелочами:

UO 3 + H 2 SO 4 = UO 2 SO 4 + H 2 O

UO 3 + 2NaOH = Na 2 UO 4 + H 2 O

г) U 3 O 8 – не оксид урана, а соль и правильно это соединение следует записывать в виде U(UO 4) 2 – уранат урана (IV). Его можно получить по реакции:

U(OH) 4 + 2H 2 UO 4 = U(UO 4) 2 + 4H 2 O

U(UO 4) 2 – вещество зеленого цвета, используемое для производства гекса- и тетрафторидов урана (UF 4 и UF 6), которые используются для разделения изотопов U 235 и U 238 .

Из трансурановых элементов в значительных количествах получают только Np, Pu, Am, Cm (в ядерных реакторах). Остальные получаются в ничтожных количествах и не представляют практического интереса.

Практическое применение находят: U 238 – пирофорная начинка снарядов и бомб, исходное горючее для производства Pu 239 (ядерное оружие, топливо для некоторых типов ядерных энергетических установок). Am – для малогабаритных ядерных боеприпасов.

Актиноиды - общее название 14 элементов седьмого периода периодической системы с порядковыми номерами 90-103.

Это торий, протактиний, уран, нептуний, плутоний, америций, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий. Ни один из них не имеет стабильных изотопов, но если торий, протактиний и уран относятся к естественным радиоактивным элементам, то прочие актиноиды искусственно синтезированы посредством ядерных реакций (см. Трансурановые элементы). В переводе с греческого название «актиноиды» означает «подобные актинию»; оно дано по аналогии с названием «лантаноиды» для 14 элементов от церия до лютеция в шестом периоде таблицы Д. И. Менделеева (Z = 58-71).

Представление о семействе актиноидов ввел в 1944 г. американский ученый Г. Сиборг. В соответствии со своей актиноидной теорией он предположил, что в атомах элементов, начиная с тория, происходит построение 5Ьподоболочки так же, как у лантаноидов- заполнение 4/-подоболочки. Поэтому все 14 актиноидов стали помещать вместе с актинием в одну клетку периодической системы, а их совокупность располагать внизу, под рядом лантаноидов. Такое размещение актиноидов получило широкое распространение.

Между тем в результате изучения химии трансурановых элементов выяснилось, что сходство актиноидов с лантаноидами во многом носит формальный характер. Как известно, для лантаноидов преобладает степень окисления +3, и в этом состоянии они проявляют исключительное сходство. Напротив, для актиноидов было установлено существование гораздо большего числа степеней окисления - от -f-1 до +7. Так, получены соединения нептуния, плутония и америция, где эти элементы проявляют степени окисления -f-б и +7, а также соединения шестивалентного кюрия.

У элементов второй половины ряда актиноидов - эйнштейния, фермия, менделевия и нобелия неожиданно устойчивой оказалась степень окисления +2 (а у менделевия - даже + 1). Современные работы (главным образом, советских ученых) показали: при сравнении 5f- и ^-элементов достаточно отчетливое сходство обнаруживается между тяжелыми актиноидами и легкими лантаноидами; в то же время элементы первой половины семейства актиноидов имеют много общего в химическом поведении с переходными d-элементами предыдущих периодов менделеевской системы. Отсюда следует, что периодическое изменение свойств химических элементов седьмого периода характеризуется большим своеобразием. Это заставляет по-новому подходить к оценке явления периодичности в области элементов с высокими значениями Z.

Особенности химических свойств актиноидов объясняют двумя обстоятельствами. Во-первых, 5(- и 6й-электроны в атомах актиноидов (у элементов с Z = 90- 96) близки по величинам энергий связи, а потому легко могут использоваться при химических взамодействиях. Во-вторых, в области тяжелых элементов по мере роста Z заметно усложняется характер взаимодействия электронов в атомах, что сказывается на особенностях свойств соответствующих элементов.

актиноиды

• (от актиний и греческого eidos - вид, т. е. подобные актинию) семейство из 14 химический элементов, расположенных в периодической системе Менделеева за актинием Ас

Словарь медицинских терминов

актиноиды (син. актиниды)

семейство близких по химическим свойствам 15 элементов 7-го периода периодической системы Д. И. Менделеева, все изотопы которых радиоактивны: А., используемые в промышленности (уран, торий, плутоний), обладают высокой токсичностью, крайне медленно выводятся из организма, обращение с ними требует строгого соблюдения мер противолучевой защиты.

Энциклопедический словарь, 1998 г.

актиноиды

АКТИНОИДЫ (актиниды) семейство из 14 химических радиоактивных элементов (металлов), атомные номера 90-103. Относятся к III группе периодической системы, в которой следуют за актинием. Близки по строению электронных оболочек атомов и химическим свойствам. Все изотопы актиноидов радиоактивны; большинство из них получено искусственно в результате ядерных реакций. Актиноиды, расположенные после урана, относят к трансурановым элементам.

Актиноиды

актиниды, семейство из 14 химических элементов с атомными номерами Z 90 ≈ 103, расположенных в 7 периоде системы Менделеева за актинием Ac и относящихся, как и актиний, к III группе системы. К А. принадлежат: торий Th (Z=90), протактиний Pa(9

Эйнштейний Es (9

, фермий Fm (100), менделевий Md (101), элемент ╧ 102, не имеющий пока общепринятого названия, и лоуренсий Lr (103). Все А. радиоактивны, т. е. не имеют стабильных изотопов. Th, Pa и U принадлежат к естественно-радиоактивным элементам, встречающимся в природе, и открытым ранее др. А. Остальные А., часто называемые трансурановыми элементами, получены в 1940≈63 искусственным путём при помощи ядерных реакций. Из них только Np и Pu обнаружены в ничтожно малых количествах в некоторых радиоактивных рудах, более «тяжёлые» А. (т. е. А. с большими атомными номерами) в природе не найдены. Огромная заслуга в изучении А. принадлежит американскому химику Г. Т. Сиборгу, который выдвинул гипотезу о существовании группы А. (1942) и под руководством или при участии которого было впервые синтезировано девять А. Выделение А. в специальное семейство связано со схожестью химических свойств этих элементов между собой и с актинием, что объясняется сходным строением наружных электронных оболочек их атомов (см. ниже).

Название А. (от актиний и греч. éidos ≈ вид) означает ≈ подобные актинию. Оно дано А. по аналогии с лантаноидами ≈ семейством из 14 элементов, также относящихся к III группе системы Менделеева и следующих в 6-м периоде за лантаном. Свойства элементов обоих семейств во многом сходны друг с другом.

Близость химических свойств А. между собой и их сходство с лантаноидами связаны с особенностями строения электронных оболочек атомов этих семейств. Как известно, атом состоит из ядра и электронных оболочек, число которых равно номеру периода элемента в таблице Менделеева (у А. электронных оболочек 7). Отличие А. (и соответственно лантаноидов) от др. элементов состоит в том, что при переходе от первого А. ≈ Th (Z = 90) ко второму ≈ Pa (Z = 91) и т. д. вплоть до последнего А. ≈ Lr (Z = 103), каждый новый электрон, появляющийся в атомах параллельно с увеличением атомного номера (Z), попадает не на внешние оболочки (6-ю и 7-ю от ядра), как это бывает обычно, а заполняет более близкую к ядру 5-ю оболочку. У лантаноидов (число оболочек 6) также заполняется электронами более близкая к ядру 4-я оболочка (а не наружные ≈ 5-я и 6-я). Таким образом, у элементов обоих семейств происходит заполнение 3-й снаружи электронной оболочки, а строение 2 наружных оболочек оказывается сходным. Число электронов на этих наружных оболочках у А. и лантаноидов, как правило, не отличается более чем на 1, причём почти во всех случаях представители каждого из семейств, равноудалённые соответственно от лантана и актиния, содержат на 2 наружных оболочках строго одинаковое число электронов. (Здесь изложен лишь принцип заполнения электронных оболочек у атомов обоих семейств; во многих случаях, особенно у А., порядок заполнения сложнее. См. Атом и Периодическая система элементов Д. И. Менделеева). Электронные конфигурации атомов А. даны в таблице.


То обстоятельство, что при переходе от Th к Lr число электронов на 2 внешних оболочках, как правило, не изменяется, а положительный заряд ядра постепенно возрастает, вызывает более сильное притяжение внешних электронов к ядру и приводит к т. н. актиноидному сжатию: у нейтральных атомов и ионов А. одинаковой валентности при увеличении атомного номера радиусы не увеличиваются, как это обычно бывает, а даже несколько уменьшаются (например, радиус U3+ равен 1,03, Np3+ ≈ 1,01, Pu3+ ≈ 1,00, Am3+ ≈ 0,99 и т. д.).

Химические свойства элемента зависят в основном от числа электронов на наружных слоях и размера атомных и ионных радиусов, поэтому не удивительно, что во-первых, свойства А. близки между собой, и, во-вторых, химическое поведение А. и лантаноидов обладает большим сходством. Это сходство особенно заметно тогда, когда элементы находятся в одинаковом валентном состоянии. Так, 3-валентные А. образуют те же нерастворимые соединения (гидроокиси, фториды, карбонаты, оксалаты и др.), что и 3-валентные лантаноиды; трифториды, трихлориды и другие аналогичные соединения 3-валентных А. образуют изоструктурные ряды [другими словами, соединения, входящие в такие ряды, например в ряд MeCl3, где Me ≈ атом А., обладают сходными кристаллическими решётками, параметры которых постепенно уменьшаются по мере роста атомного номера (Z) атома А.]. Такие же изоструктурные ряды образуют двуокиси, тетрафториды, гексафториды и другие соединения А. По склонности к гидролизу соединения 5-валентных А., например пентахлориды, очень близки между собой. В растворах 6-валентные А. существуют в виде МеО22+-ионов и т. д. Приведённые примеры далеко не исчерпывают всех случаев сходства А., пои на них можно убедиться в его наличии.

Однако, кроме общих черт, между А. и лантаноидами имеется и существенная разница. Так, А. часто образуют соединения в состояниях окисления, значительно более высоких, чем +3, что не характерно для лантаноидов. В своих соединениях А. проявляют следующие валентности (наиболее типичная выделена жирным шрифтом): Th (3, 4 ), Pa (3, 4,5 ), U (3, 4, 5, 6 ), Np (3, 4, 5 , 6, 7), Pu (3,4, 5, 6, 7), Am (3 , 4, 5, 6), Cm (3 , 4), Bk (3 ,4), Cf (2, 3 ), Es (3 ), Fm (3 ), Md (2, 3 ), ╧ 102 (2 , 3). Таким образом, валентность 3 характерна для А. только после Am. Первые члены семейства А. (Th, Pa и U) в своих соединениях чаще бывают соответственно 4-, 5- и 6-валентными. А. в большей степени, чем лантаноиды, склонны к комплексообразованию. Указанные особенности А. объясняются тем, что «вновь пришедшие» на 5-ю от ядра оболочку электроны (т. н. 5f-электроны или электроны 5f-подуровня) по энергии связи с ядром очень близки к электронам 6-й оболочки (т. н. 6d-электронам или электронам 6d-подуровня); эти 6d-электроны и могут проявлять себя как дополнительные валентные (см. табл.). У лантаноидов же «вновь пришедшие» 4f-электроны всегда связаны с ядром значительно прочнее, чем 5d-электроны. Близость энергии связи с ядром 5f- и 6d-электронов у Th, Pa и U приводит к тому, что f-электроны 5-й оболочки также могут проявлять себя как валентные. Валентность 3 оказывается для этих элементов не характерной, и по многим своим признакам они похожи на элементы не III, а, соответственно, IV, V и VI групп периодической системы (и долгое время в эти группы и помещались). В 1930-х и в начале 1940-х гг. считалось, что и следующие за U элементы Np и Pu также должны относиться соответственно к VII и VIII группам периодической системы, или, вследствие обнаруженных у Np и Pu черт сходства с U, их следует разместить вместе с U в VI группе. Однако анализ закономерностей изменения химических свойств элементов 7-го периода, особенно после открытия следующих за Pu А., а также найденное экспериментально сходство кристаллографических, спектроскопических и магнитных характеристик соединений элементов, следующих за актинием, с соответствующими характеристиками лантаноидов, навели Сиборга на мысль, что трансурановые элементы должны рассматриваться как аналоги актиния, в результате чего и была выдвинута гипотеза о существовании семейства А. Актиноидная гипотеза в значительной мере способствовала успехам открытия Am, Cm и последующих А., т. к. из неё следовало, что наиболее характерная валентность этих элементов должна быть равна 3, а не 4 и 6, как первоначально предполагали, и, следовательно, в этом валентном состоянии их и надо искать. Электронные конфигурации атомов актиноидов

Число электронов на некоторых подуровнях

5-й оболочки

6-й оболочки

7-й оболочки

Свойства элементов, отнесённых Сиборгом к числу А., по рассмотренным выше причинам, значительно сильнее различаются между собой, чем свойства лантаноидов, и поэтому вопрос о том, существует ли в действительности в 7-м периоде семейство А. (аналогичное семейству лантаноидов 6-го периода), или строение 7-го периода в этой его части более сложное, долгое время не был решен до конца. Решающее значение для окончательного вывода о строении 7-го периода имело изучение химических свойств 104-го элемента ≈ курчатовия (открытого Г. Н. Флёровым с сотрудниками в 1964), проведённое в 1966 под руководством чешского химика И. Звары в Дубне (СССР). Оказалось, что по своим свойствам курчатовий резко отличается от предшествующих элементов и представляет собой аналог гафния, принадлежащего уже к IV группе периодической системы. Теоретические же расчёты показывают, что число элементов, у которых заполняется f-подуровень 3-й снаружи электронной оболочки, должно быть равно 14, и поэтому следует принять, что семейство 14 А. начинается с Th и завершается у Lr. В настоящее время все А., как и лантаноиды, принято размещать в отдельном ряду внизу периодической системы.

Из-за близости химических свойств А., особенно трансурановых, отделить их друг от друга крайне сложно. Для разделения А. очень полезным оказался метод ионообменной хроматографии, которым широко пользуются и для разделения лантаноидов. Поскольку этот метод сыграл важную роль в открытии и изучении А. и, кроме того, даёт ясное представление о работе с этими элементами, с ним стоит познакомиться подробнее. Стеклянную трубку, расположенную вертикально, заполняют специальным органическим полимером или смолой, а затем на этот полимер подают раствор, содержащий, например, 3-валентные ионы А. Ионы реагируют с полимером и оказываются связанными с ним химически. Для извлечения А. из трубки колонки через неё пропускают раствор, который содержит вещества, способные образовывать с ионами А. более прочные связи, чем органический полимер. Порядок выхода А. из колонки зависит, в основном, от ионного радиуса элементов, причём можно подобрать такие условия, что быстрее всего колонку покинут ионы с наименьшими радиусами. Т. к. радиусы ионов от Th к Lr постепенно уменьшаются, то выход ионов А. будет происходить в последовательности, обратной их атомным номерам Z. Порядок в выходе А. выполняется столь строго, что даёт возможность по наличию радиоактивных атомов в той или иной порции раствора, прошедшего через колонку, сделать вывод, какие именно элементы присутствуют в смеси, и точно определить их порядковые номера. Метод обладает высокой избирательностью, требует небольших затрат времени и пригоден даже тогда, когда в наличии имеется лишь несколько атомов элемента. Он был использован, в частности, при открытии Bk, Cf, Es, Fm и Md.

Из всех А. к настоящему времени практическое. применение находят главным образом Th, U и Р. Изотопы 233U, 235U и 239Pu служат как ядерное горючее в атомных реакторах и играют роль взрывчатого вещества в атомных бомбах. Некоторые изотопы А. (238Pu, 242Cm и др.), испускающие a-частицы высокой энергии, могут служить для создания источников тока со сроком службы до 10 лет и более, необходимых, например, для питания навигационной радиоаппаратуры спутников. В таких источниках тока тепловая энергия, выделяющаяся при радиоактивном распаде, при помощи специальных устройств преобразуется в электрический ток. Изучение свойств А. имеет большое теоретическое значение, т. к. позволяет расширить знания о свойствах атомных ядер, химическом поведении элементов и т. д.

Лит.: Хайд И., Сиборг Г. Т., Трансурановые элементы, пер. с англ., М., 1959; Сиборг Г., Кац Дж., Химия актинидных элементов, пер. с англ., М., 1960; Гольданский В. И., Новые элементы в Периодической системе Д. И. Менделеева, 3 изд., М., 1964; Лапицкий А. В., Цисурановые и трансурановые элементы, в сборнике: Рассказывают ученые-химики, М., 1964; Сиборг Г., Искусственные трансурановые элементы, пер. с англ., М., 1965; Хайд Э., Перлман И., Сиборг Г., Ядерные свойства тяжелых элементов, в. 1, Трансурановые элементы, пер. с англ., М., 1967.

Актиноиды являются не чем иным, как экалантаноидами.

актиноиды

На Земле, кроме тория и урана, актиноиды в природе встречаются либо как рассеянные элементы, либо вовсе не встречаются.

АКТИНОИДЫ (актиниды), семейство из 14 радиоактивных химических элементов III группы короткой формы (3-й группы длинной формы) периодической системы, атомный номер 90-103, расположены за актинием: торий Th, протактиний Ра, уран U, нептуний Np, плутоний Рu, америций Аm, кюрий Cm, берклий Вк, калифорний Cf, эйнштейний Es, фермий Fm, менделевий Md, нобелий No и лоуренсий Lr. Стабильных изотопов не имеют. Th, Ра и U принадлежат к естественно-радиоактивным элементам, встречающимся в природе. Другие актиноиды получают облучением U и некоторых трансурановых элементов в ядерных реакторах нейтронами или на ускорителях ядрами других элементов. Следовые количества Np и Рu обнаружены в некоторых радиоактивных рудах. Гипотезу о существовании семейства актиноидов выдвинул в начале 1940-х годов Г. Сиборг.

Актиноиды - серебристо-белые металлы очень высокой плотности (до 20 250 кг/м 3 у Np); в мелкодисперсной форме пирофорны. Наиболее легкоплавки Np и Рu (t пл - около 640°С), остальные актиноиды плавятся при температурах выше 1000°С.

Химические свойства актиноидов и сходство их с лантаноидами связаны с особенностями строения электронных оболочек атомов этих семейств. У актиноидов и лантаноидов происходит заполнение не внешних оболочек - шестой и седьмой, а более близких к ядру оболочек - 5f-оболочки у актиноидов и 4f-оболочки у лантаноидов. При переходе от Th к Lr число электронов на двух внешних оболочках, как правило, не изменяется, положительный заряд ядра постепенно возрастает; происходит более сильное притяжение внешних электронов к ядру, приводящее к так называемому актиноидному сжатию: у нейтральных атомов и ионов актиноиды одинаковой степени окисления при увеличении атомного номера радиусы несколько уменьшаются. Вследствие энергетической близости 6d- и 5f-состояний элементы подсемейства тория (Th - Cm) ведут себя и как f- и как d-элементы и проявляют переменные степени окисления, вплоть до +7 (Np, Pu, Ат); элементы подсемейства берклия (Bk - Lr) ведут себя как типичные f-элементы и по свойствам близки к лантаноидам (характерная степень окисления +3).

Актиноиды реакционноспособны, легко реагируют с водородом, кислородом, азотом, серой, галогенами и другими неметаллами. Актиноиды со степенью окисления +3 образуют те же нерастворимые соединения — гидроксиды, фториды, карбонаты, оксалаты и другие, что и лантаноиды со степенью окисления +3. Трифториды, трихлориды и другие аналогичные соединения актиноидов со степенью окисления +3 образуют изоструктурные ряды (соединения, входящие в такие ряды, например, в ряд МCl 3 , где М — атом актиноидов, обладают сходными кристаллическими решётками, параметры которых постепенно уменьшаются по мере роста атомного номера актиноида). Изоструктурные ряды образуют диоксиды, тетрафториды, гексафториды и другие соединения актиноидов.

Актиноиды обладают высокой склонностью к образованию комплексных соединений (координационные числа 4-12). В степенях окисления +4 и +6 актиноиды избирательно извлекаются из азотнокислых растворов различными органическими экстрагентами, в том числе трибутилфосфатом, что используется в технологии выделения актиноидов из облучённого ядерного топлива и руд.

В промышленных масштабах производятся и имеют важное практическое значение главным образом Th, U и Рu. Все актиноиды и их соединения высокотоксичны.

Лит.: Келлер К. Химия трансурановых элементов. М., 1976; Химия актиноидов: В 3 т. М., 1991-1999.