Main menu

Pages

اللانثانيدات والأكتينيدات lanthanides and actinides

اللانثانيدات والأكتينيدات lanthanides and actinides

اللانثينيدات
عناصر lanthanides أو F Block هي مجموعة من عناصر الجدول الدوري. في حين يوجد بعض الخلاف حول العناصر التي يجب تضمينها في المجموعة ، فإن اللانثينيدات تشمل عمومًا العناصر الخمسة عشر التالية:

لانثانوم        La
سيريوم        Ce
براسيوديميوم        Pr
نيوديوم        Nd
بروميثيوم     Pm
ساماريوم    Sm
يوروبيوم      Eu
جادولينيوم   Gd
تريبيوم         Tb
ديسبروسيوم        Dy
هولميوم      Ho
إبريوم Er
ثوليوم Tm
ايتربيوم        Yb
لوتيتيوم   Lu



عناصر مجمع D
تقع اللانثيدات في المجموعة 5 D من الجدول الدوري. أول عنصر انتقالي 5d هو اللانثانم أو اللوتيتيوم ، وهذا يتوقف على كيفية تفسير الاتجاهات الدورية للعناصر. في بعض الأحيان يتم تصنيف اللانثانيدات فقط ، وليس الأكتينيدات ، كأتربة نادرة. اللانثانيدات ليست نادرة كما كان يعتقد من قبل ؛ حتى التربة النادرة (على سبيل المثال ، اليوروبيوم ، اللوتيتيوم) هي أكثر شيوعًا من معادن مجموعة البلاتين. يتشكل العديد من اللانثانيدات أثناء انشطار اليورانيوم والبلوتونيوم.


استخدامات لانثانيد
اللانثينيدات لها العديد من الاستخدامات العلمية والصناعية. تستخدم مركباتها كعوامل مساعدة في إنتاج البترول والمنتجات الاصطناعية. يتم استخدام اللانثينيدات في المصابيح والليزر والمغناطيس والفوسفور وأجهزة عرض الصور المتحركة وشاشات تكثيف الأشعة السينية. وتستخدم لصنع صوان ولاعات السجائر. إضافة <1٪ Mischmetall أو lanthanide silicides يحسن قوة وقابلية التشغيل للسبائك المنخفضة.


الخصائص المشتركة للانثينيدات
تشترك اللانثينيدات في الخصائص الشائعة التالية:

  • معادن فضية بيضاء تتشوه عندما تتعرض للهواء ، وتشكل أكاسيدها.
  • المعادن لينة نسبيا. الصلابة تزيد إلى حد ما مع ارتفاع العدد الذري.
  • بالانتقال من اليسار إلى اليمين عبر الدورات (زيادة العدد الذري) ، يتناقص نصف قطر كل من اللانثانيد 3+ بثبات. يشار إلى هذا باسم "انكماش اللانثانيد".
  • درجة انصهارها عالية ونقاط الغليان كذلك.
  • ذات تفاعلية عاليه.
  • تتفاعل مع الماء لتحرير الهيدروجين (H2)
  • تتفاعل في تفاعل طارد للحرارة مع  H2
  • تحترق بسهولة في الهواء.
  • عوامل مختزلة قوية.
  • مركباتها أيونية بشكل عام.
  • في درجات حرارة مرتفعة ، تشتعل العديد من التربة النادرة وتحترق بقوة.
  • ذات قوة مغناطيسية قوية.
  • تتألق بقوة تحت الأشعة فوق البنفسجية.
  • تميل أيونات اللانثانيد إلى أن تكون ألوانًا شاحبة ، ناتجة عن التحولات الضوئية الضعيفة والضيقة والممنوعات.
  • تتفاعل اللانثانيدات بسهولة مع معظم المعادن اللافلزية وتشكل ثنائيات عند التسخين مع معظم اللافتات.
  • اعداد تناسق اللانثينيدات مرتفعة (أكبر من 6 ؛ عادة 8 أو 9 أو ما يصل إلى 12).




الأكتينيدات
في أسفل الجدول الدوري توجد مجموعة خاصة من العناصر المشعة المعدنية تسمى الأكتينيدات أو الأكتينويدات. هذه العناصر ، التي عادة ما يتم اعتبارها تتراوح من العدد الذري 89 إلى العدد الذري 103 في الجدول الدوري ، لها خصائص مثيرة للاهتمام وتلعب دورًا رئيسيًا في الكيمياء النووية.


موقعها
يحتوي الجدول الدوري الحديث على صفين من العناصر أسفل الجدول الرئيسي. الأكتينيدات هي العناصر الموجودة في أسفل هذين الصفين ، في حين أن الصف العلوي هو سلسلة اللانثانيد. يتم وضع هذين الصفين من العناصر أسفل الجدول الرئيسي لأنها لا تنسجم مع التصميم دون جعل الجدول مربكًا واسعًا للغاية.

ومع ذلك ، فإن هذين الصفين من العناصر هما فلزات ، التي تُعتبر أحيانًا مجموعة فرعية من مجموعة العناصر الانتقالية. في الواقع ، تسمى اللانثانييدات والأكتينيدات أحيانًا بالمعادن الانتقالية الداخلية ، مشيرة إلى خصائصها وموضعها على الجدول.

هناك طريقتان لوضع اللانثانيدات والأكتينيدات داخل جدول دوري ، هما تضمينهما في صفوفهما المقابلة مع المعادن الانتقالية ، مما يجعل الجدول أوسع ، مما يجعل من الجدول ثلاثي الأبعاد.



العناصر
هناك 15 عنصر أكتينيد. تستخدم التكوينات الإلكترونية للأكتينيدات المستوى الفرعي f ، باستثناء اللورنسيوم ، وهو عنصر d-block. بناءً على تفسيرك لمدى تواتر العناصر ، تبدأ السلسلة بالأكتينيوم أو الثوريوم ، وتستمر حتى لورنسيم. قائمة العناصر المعتادة في سلسلة الأكتينيد هي:

اّكتينيوم       Ac
ثوريوم Th
بروتكتينيوم   Pa
يورانيوم       U
نبتونيوم       Np
بلوتونيوم     Pu
أمريكيوم      Am
كوريوم         Cm
بركليوم        Bk
كاليفورنيوم  Cf
أينشتينيوم   Es
فرميوم        Fm
مندليفيوم    Md
نوبليوم        No
لورنسيوم  Lw



وفرتها
والاكتينيدان الوحيدان الموجودان بكميات ملحوظة في قشرة الأرض هما الثوريوم واليورانيوم. توجد كميات صغيرة من البلوتونيوم والنبتونيوم. يوجد كل من الأكتينيوم والبروتكتينيوم كمنتجات لبعض نظائر الثوريوم واليورانيوم. تعتبر الأكتينيدات الأخرى عناصر تركيبية. إذا كانت توجد بشكل طبيعي ، فهي جزء من مخطط الاضمحلال لعنصر أثقل.


الخصائص
الأكتينيدات تشترك في الخصائص التالية:

  • كلها مشعة. ليس لها نظائر مستقرة.
  • الأكتينيدات شديدة الكهروايجابية.
  • تتشوه بسهولة في الهواء. هذه العناصر قابلة للإشتعال (تشتعل تلقائيًا في الهواء) ، لا سيما كمساحيق مقسمة بدقة.
  • الأكتينيدات هي معادن كثيفة للغاية لها هياكل مميزة. يمكن تشكيل العديد من المتآثرات - للبلوتونيوم ما لا يقل عن ستة متآثرات. الاستثناء هو الأكتينيوم ، الذي يحتوي على عدد أقل من المراحل البلورية.
  • تتفاعل مع الماء المغلي أو حمض المخفف لإطلاق غاز الهيدروجين.
  • تميل المعادن أكتينيد أن تكون لينة إلى حد ما. يمكن قطع بعضها بسكين.
  • هذه العناصر قابلة للطرق.
  • جميع الأكتينيدات مغناطيسية.
  • كل هذه العناصر عبارة عن معادن بلون فضي صلبة في درجة حرارة الغرفة وضغطها.
  • تتحد الأكتينيدات مباشرة مع معظم المعادن اللافلزية.
  • تملأ الأكتينيدات على التوالي المستوى الفرعي 5f. العديد من معادن الأكتينيد لها خصائص كل من الكتلة d و f.
  • الأكتينيدات لها العديد من حالات التكافؤ ، عادة أكثر من اللانثانيدات. معظمهم عرضة للتهجين.
  • يمكن تحضير الأكتينيدات (An) عن طريق تخفيض AnF3 أو AnF4 باستخدام أبخرة Li أو Mg أو Ca أو Ba في 1100-1400 C.




الاستخدامات
بالنسبة للجزء الأكبر ، لا نواجه هذه العناصر المشعة في الحياة اليومية. يوجد الأميريوم في كاشفات الدخان. تم العثور على الثوريوم في الغاز. يستخدم الأكتينيوم في البحث العلمي والطبي كمصدر ومؤشر ومصدر نيوتوني. يمكن استخدام الأكتينيدات كخواص لصنع الانارة من الزجاج والكريستال.

يذهب الجزء الأكبر من استخدام الأكتينيد إلى عمليات إنتاج الطاقة. الاستخدام الرئيسي لعناصر الأكتينيد هو وقود المفاعل النووي وفي إنتاج الأسلحة النووية. الأكتينيدات مفضلة لهذه التفاعلات لأنها تخضع بسهولة لتفاعلات نووية ، وتطلق كميات هائلة من الطاقة. إذا كانت الظروف صحيحة ، يمكن أن تصبح التفاعلات النووية تفاعلات متسلسلة.


المصادر:

  • David A. Atwood, ed. (19 February 2013). The Rare Earth Elements: Fundamentals and Applications (eBook). John Wiley & Sons. ISBN 9781118632635.
  • Gray, Theodore (2009). The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. New York: Black Dog & Leventhal Publishers. p. 240. ISBN 978-1-57912-814-2.
  • Holden, Norman E.; Coplen, Tyler (2004). "The Periodic Table of the Elements". Chemistry International. IUPAC. 26 (1): 8. doi:10.1515/ci.2004.26.1.8
  • Krishnamurthy, Nagaiyar and Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Extractive Metallurgy of Rare Earths. CRC Press. ISBN 0-415-33340-7
  • McGill, Ian (2005) "Rare Earth Elements" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a22_607
  • Fermi, E. "Possible Production of Elements of Atomic Number Higher than 92." Nature, Vol. 133.
  • Gray, Theodore . "The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe." Black Dog & Leventhal.
  • Greenwood, Norman N. and Earnshaw, Alan. "Chemistry of the Elements," 2nd edition. Butterworth-Heinemann.

Comments

contents title