АКТИНОИДЫ
От актин(ий) и греч.— вид, род , актиниды — семейство из 14 хим. элементов с ат. н. 90—103, расположенных в 7 периоде периодической системы элементов за актинием и относящихся, как в актиний, к III группе системы. К А. принадлежат: торий, протактиний, уран, нептуний, плутоний америций, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий и лоуренсий. Гипотезу о существовании семейства актиноиды выдвинул в 1942 амер. химии Г. Т. Сиборг. В элементарном состоянии актиноиды — серебристо-белые металлы. А., особенно первой половины семейства, отличаются разнообразием степеней окисления и, следовательно, хим. св-в, что объясняется особенностями их электронной структуры.
В атомах А. заполняется внутренняя 5f-оболочка, имеющая сравнительно большую пространственную протяженность, и расположенные на ней электроны становятся химически более активными. В первой половине семейства А. 5f-оболочка энергетически близка к наружным оболочкам; поэтому степень окисления у первых актиноидов больше трех. По мере заполнения электронами 5/-оболочка сжимается, активность расположенных на ней электронов падает, и у А. второй половины семейства преобладает степень окисления +3. Все актиноиды радиоактивны. Наиболее долго живущие изотопы у тория (массовое число изотопа 232, период полураспада 1,39 • 1010 лет) и урана (массовое число изотопа 238, период полураспада 4,49 • 109 лет). Торий и уран встречаются в минералах, преим. в рассеянном виде.
Кроме них, в природе встречаются изотопы протактиния, являющиеся дочерними продуктами радиоактивного распада изотопов тория и урана, а также следовые количества нептуния и плутония, образующиеся при ядерных реакциях изотопа урана с нейтронами спонтанного деления. Остальные актиноиды получены искусственно — облучением урана и др. материалов нейтронами в ядерных реакторах, а также облучением спеп. мишеней ядрами легких элементов на ускорителях. Мн. изотопы А. в рассеянном состоянии образуются при подземных ядерных взрывах. Плотность большинства А. близка к 20 г/сле3. Наиболее легкоплавкие — нептуний и плутоний, т-ра плавления к-рых около 640° С. Остальные актиноиды плавятся выше т-ры 1000° С. Все актиноиды чрезвычайно сильные электроположительные металлы. Они легко реагируют с водородом, кислородом, азотом, галогенами, серой и др. неметаллами. Однако в компактном состоянии они сравнительно стойки на воздухе. В высокодисперсной форме отличаются пирофорпостью I на воздухе сгорают с выделением большого количества тепла. При этом образуются окислы, состав к-рых неодинаков для разных актиноидов. Наиболее стойкой формой окислов для мн. А. являются двуокиси состава МОг В водных растворах А. со степенями окисления -f 2, -fЗ и -f4 существуют в виде гидратированных катионов соответственно типов М.
Их радиусы с увеличением заряда уменьшаются, а склонность к гидролизу увеличивается. Добавление аммиака или щелочей приводит к осаждению из растворов А. труднорастворимых гидроокисей М(ОН)3 и М(ОН)4. С увеличением атомного номера актиноиды радиусы ионов М3+ и М4+ закономерно уменьшаются (явлеание актиноидного сжатия). Соединения А. со степенями окисле ния +5 и +6 характеризуются ионными формами МО2+ и МО+2 2. Соединения нептуния, плутония и америция со степенями окисления +7 стойки в щелочных растворах в виде трехзарядных анионов. Для А. характерно образование многочисленных комплексных соединений, особенно с кислородсодержащими ли-гандами. В одинаковом валентном состоянии актиноиды обнаруживают большое сходство друг с другом по составу и структуре соединений, склонности к комплексообразованию и т. п. Однако они сильно различаются в отношении легкости перехода в др. валентные формы, т. е. в реакциях окисления — восстановления. Это обстоятельство, а также различие св-в А. с разными степенями окисления широко используются в технологических и аналитических методах отделения А. друг от друга. Выделение и очистка А.— довольно сложный, трудоемкий и дорогостоящий процесс, осуществляемый преим. дистанционными методами или в спец. шкафах с защитными приспособлениями. Из всех А. практическое применение находят гл. обр. торий, уран и плутоний.
Изотопы 233U, 236U и 239Рu служат ядерным горючим в атомной энергетике. Изотопы 238Pu и 244Сm применяют в устройствах прямого преобразования ядерной энергии в электрическую. Такие устройства используют в качестве миниатюрных источников энергии длительного назначения для питания бортовых систем космических аппаратов. Некоторые изотопы актиноидов применяют в медицине, дефектоскопии, активационном анализе и т. д. Практическое применение находят соединения А,: двуокиси урана и плутония, отличающиеся высокой жаропрочностью , используют в качестве делящихся композиций для ядерных реакторов; галогениды UF4, PuF4 и PuCl3 — сырье для получения металлических урана и плутония; летучие гексафториды урана, нептуния и плутония (типа MF6) применяют при переработке облученного ядерного горючего методами сухого фторирования и возгонки фторидов.
Лит.: В д о в е н и о В. М. Химия урана и трансурановых элементов. М.
Статья на тему Актиноиды