Átmenetifémek csoportjai 7. (mellék)csoport

Átírás

1 Átmenetifémek csoportjai 7. (mellék)csoport Mn, Tc, Re mangán, technécium, rénium fém Mn: Scheele Re: Perrier, Segré Tc: mesterséges elem, Noddad, Tacke, Berg - Mo-ből, 1937 Elektronszerkezet: (n-1) d 5 ns 2 senki sem lóg ki oxidációs állapot: Mn: +2,+3, +4, (+5), +6, +7 Tc, Re: +4, +5, +6, +7 Mn: igen részletes ismeretekkel rendelkezünk, a Tc és Re exotikusabb, egymáshoz igen hasonló

2 Mangán, technécium, rénium Fizikai tulajdonságok: Mn: magas op.-ú, kemény, törékeny fém, emiatt nehezen megmunkálható. Re: igen jól megmunkálható. Kémiai tulajdonságok: Mn 2+ /Mn standardpotenciál: 1,18 V, emiatt reakcióképesebb, mint a szomszédai nagyobb méret: Mn 2+ :3d 5 (félig feltöltött héj) A Zn-hez hasonló tulajdonságok Bontja a vizet, híg HCl jól oldja Melegítve szinte minden nemfémes elemmel reagál

3 Mangán, technécium, rénium Kémiai tulajdonságok: A Tc es Re csak oxidáló savakban oldódik (HNO 3, cc.h 2 SO 4, brómos víz) HEO 4 képződik Mn: kationos kémia is van : Mn 2+ Tc, Re: oxoanionok, még a EO 4 sem nagyon oxidatív

4 Mangán, technécium, rénium Előfordulás: Mn: 106 ppm, 0,08 % (Fe,Ti, Mn a sorrend) 235 U maghasadási terméke: 99 Tc, t 1/2 = év Re: nagyon ritka: % (0,0007ppm) MnO 2 barnakő piroluzit MnCO 3 -Úrkút

5 Mangán, technécium, rénium Előállítás: Mn: 95% ferromangán MnO 2 + Fe 2 O 3 + C Mn + Fe + CO Tiszta Mn MnSO 4 -ból elektrolízissel Tc: 6% a atomerőművel hasadási termékében ( 235 U) - hűtés (néhány év) erősen sugárzó hasadási termékek lebomlanak - elválasztás extrakció/ioncsere TcO 4 pertechnát vagy Tc 2 S 7 : redukció H 2 -nel Tc ~1 kg /év

6 Mangán, technécium, rénium Előállítás: Re: a Mo-gyártás mellékterméke pörkölés Re 2 O 7 füstgázokban, szállóporban NH 4 ReO 4 + H 2 Re 35 tonna/év Felhasználás: Mn: ötvöző: megmunkálhatóság javul, keményebb lesz a fém MnO 2 : szárazelem 99 Tc konstans β sugárforrás, orvosdiagnosztika Re nagyon drága, Pt/Re katalizátor termoelem

7 Vegyületek: Halogenidek Mangán, technécium, rénium Mn: +2 oxidációs állapot: valamennyi halogeniddel +3: MnF 3 +4: MnF 4 +7: MnO 3 F Tc, Re: +4, +5, +6, +7: nagyszámú halogenid és oxohalogenid vegyület létezik, +6, +7 sem oxidáló a legnagyobb oxidációs állapotú vegyületek molekularácsosak

8 Mangán, technécium, rénium Vegyületek: Oxidok Mn: Tc, Re: MnO Mn 2 O 3 E 2 O 7 savképző oxid TcO 2 ReO 2 MnO 2 TcO 3 ReO 3 Tc 2 O 7 Re 2 O 7 Mn 2 O 7 Mn 2 O 7 : KMnO 4 -ből cc.h 2 SO 4 -val (robbanásveszélyes) HMnO 4, stabilizálódik: KMnO 4

9 Mangán, technécium, rénium Vegyületek: Oxidok Mn: +7: oxidálószer, oxidáló hatás ph-függő savas közeg: MnO H e = Mn H 2 O semleges közeg: MnO H 2 O + 3 e = MnO OH lúgos közeg: MnO 4 + e = MnO 2 4 ε = 1,51 V ε = 1,23 V ε = 0,56 V

10 Mangán, technécium, rénium Vegyületek: Oxidok MnO 2 : barnakő, felhasználás: szárazelem gyártás: anód: Zn Zn e katód: C Depolarizátor (hidrogén-fejlődés megakadályozása): 2 MnO 2 +H 2 O+ 2 e = Mn 2 O 3 +2 OH MnO 2 + H + + e MnO(OH) téglagyártás szinezés üveggyártás: színtelenítés (vas(iii) színének kompenzálása) ferritkerámiák (M(II)Fe 2 O 4, Mn, Zn): mágneses TV tranzisztorok stb.

11 Mangán, technécium, rénium Biológiai szerep: Mn: felnőtt szervezet: mg-ot tartalmaz legfontosabb szerep: fotoszintetizáló rendszer II (PSII)-ben vesz részt: víz fotolízise oxigén képződése

12 Átmenetifémek csoportjai Fe, Co, Ni vas, kobalt, nikkel ~5 ezer éve ismerik, i.e ben kezdődött a gyártása Elektronszerkezet: 3d 6-3d 8 (VIII. mellékoszlop) Fe 3d 6 4s 2 oxidációs állapot: +2,+3,(+6) Co 3d 7 4s 2 oxidációs állapot: +2,+3 Ni 3d 8 4s 2 oxidációs állapot: +2,+3 Fizikai tulajdonságok: Fe: magas, op. (~1500 o ) A tiszta vas puha, de szennyezők vagy ötvöző elemek nagyon befolyásolják pl. a megmunkálhatóságot. Ferromágnesek

13 Vas, kobalt, nikkel Kémiai tulajdonságok: A Fe a legreakcióképesebb Fe, Ni finom eloszlásban piroforos Fe, Ni oldódik híg, nem oxidáló savakban, Co lassabban oldódik cc.hno 3 mindhárom fémet passziválja Fe rozsdásodik: oxidhidrát képződik, ami rosszul tapad Magas hőmérsékleten reagál a nemfémekkel: O 2, X 2,S, C, B

14 Group 8,9,10 of 3d: Fe, Co, Ni hematite magnetite Hematite-necklace

15 Torockó /Transilvania Group 8,9,10 of 3d: Fe, Co, Ni

16 Vas, kobalt, nikkel Előfordulás: Fe: 4. elem (O, Si, Al, Fe), 6,2%, 62000ppm Fe 2 O 3 -hematit Fe 3 O 4 - magnetit 2Fe 2 O 3 3H 2 O - limonit FeCO 3 sziderit FeS 2 - pirit Co: általában szulfidos ércekben (nikkellel, rézzel együtt)

17 Előállítás: Kohászat Redukálószer: koksz: C, CO Vas, kobalt, nikkel Salakképző: CaCO 3 (CaSiO 3 ) 2 Fe 2 O C = 4 Fe +3 CO 2 SiO 2 +CaCO 3 = CaSiO 3 +CO 2 Nyers vas: C és P tartalom Acélgyártás: C% < 1,7 Bessemer-Thomas (1856) - levegőátfúvatás Siemens-Martin külső fűtés kell (ócskavas) Tiszta vas Fe(CO) 5, elektrolízis, redukció hidrogénnel

18 Előállítás: Vas, kobalt, nikkel Co: Cu vagy Ni előállításának mellékterméke: szulfidos érc pörkölés oxid Co, Ni Felhasználás: Vas: szerkezeti anyag 700 millió t/év Co: ötvöző, mágnes Ni: bevonat - galvnizálás ötvöző: Ni-Cu: konstantán, Ni-Cu-Zn: újezüst (alpakka) hidrogénező katalizátor

19 Vegyületek: Halogenidek: Vas, kobalt, nikkel Fe, Co: EX 2 és EX 3 (+3-as oxidációs állapotú jodidvegyületek nem képződnek) Ni: EX 2 vízoldhatóak (kivétel a fluoridok), jellemző a színük FeCl 3 fontos vegyszer: tiszta állapotban dimer: Fe 2 Cl 6, FeCl 3 6H 2 O vizes oldatban [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ ionok Halogenid feleslegben: halogeno komplexek: [MX 4 ] 2, [MX 4 ]

20 Vegyületek: Oxidok: Vas, kobalt, nikkel FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3 FeO 4 2 CoO Co 3 O 4 NiO (Ni 2 O 3 ) (csak lúgos közegben)

21 Vas, kobalt, nikkel Vegyületek: Komplexek: halogeno komplexek ciano komplexek: [Fe(CN) 6 ] 3, [Fe(CN) 6 ] 4 amino komplexek: [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+, [Co(NH 3 ) 6 ] 2+, [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ tiocianáto komplexek: [Fe(SCN) x ] 3+x, [Co(SCN) x ] 3+x, szerves ligandumokkal alkotott komplexek: α,α -dipiridil Fe(II) dimetilglioxim Ni(II)

22 A vas(ii) komplexei Komplexek: Vizes oldatban: [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ (oktaéderes, halvány kékeszöld) könnyen vas(iii)-má oxidálódik (különösen lúgos oldatban) a komplexképzők megváltoztatják a Fe(III)/Fe(II) redoxpotenciálját Fe 3+ /Fe 2+ : CN +0,36 V H 2 O +0,77 V Phen +1,12 V

23 A vas(ii) komplexei Komplexek: közbenső (hard/soft) sav: az O-, N- és S-donor-atomokhoz is kötődik, viszonylag kis stabilitással legjelentősebb, legstabilisabb komplexek: kelátképző helyzetben aromás nitrogén donor-atomokat tartalmazó ligandumok bipiridin, fenantrolin, porfirinek komplexei általában oktaéderes geometriájúak (néhány esetben tetraéderes geometria)

24 A vas(iii) komplexei Komplexek: Vizes oldatban: : [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ (halvány lila) savas és lúgos oldatban is stabilis számos komplexe létezik jellemző reakció: hidrolízis ph > 1: [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ + H 2 O [Fe(H 2 O) 5 (OH)] 2+ + H 3 O + K s = 1, Dimerizáció oxohidas szerkezet (sárga színű) [(H 2 O) 5 Fe O Fe(H 2 O) 5 ] 4+

25 Komplexek: A vas(iii) komplexei ph > 2: többmagvú szerkezetek, vegyes hidroxo komplexek Fe(OH) 3 csapadék általában oktaéderes, nagyspinszámú komplexek (néhány erős terű ligandum esetén kisspinszámú komplexek: [Fe(CN) 6 ] 3, [Fe(bipy) 3 ] 3+ ) hard sav: A F és az O-donoratomokhoz kötődik nagy stabilitással [Fe(SCN) 4 ] + 6 F [FeF 6 ] SCN intenziv piros színtelen

26 A vas(iii) komplexei Komplexek: leggyakoribb O-donort tartalmazó csoportok: - foszfátok - oxalátok, karboxilátok - diketonok (acetil-aceton) - alkoxidok - cukrok és származékaik - hidroxamátok - katecholátok Nitrogén donoratomokhoz (aminok, aminosavak) kicsi affinitás

27 Átmenetifémek csoportjai Platina fémek Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt ruténium, ozmium, ródium, iridium, palládium, platina Ru Rh Pd Os Ir Pt d 7 s 1 d 8 s 1 d 10 s 0 d 6 s 2 d 7 s 2 d 9 s 1 sokféle oxidációs állapot

28 Platina fémek Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt sokféle oxidációs állapot Ru Os Rh Ir Pd Pt (3)

29 Platina fémek Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt Fizikai tulajdonságok: sűrűségük nagyon nagy könnyűek : Ru,Rh, Pd ~12 g/cm 3 nehéz : Ir, Pt g/cm 3 Ru Pd, Os Pt op. csökken keménység csökken megmunkálhatóság jobb legkönnyebben megmunkálható: Pd, Pt

30 Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt Kémiai tulajdonságok: Platina fémek Nemes fémek, oxigénhez kicsi az affinitás Vörösizzáshőmérsékletén reakcióképesek csak oxidáló savakkal vihetők oldatba (pl. Pt: királyvíz oldja) erősen soft karakterű vegyületek (pl. CN ) megtámadhatják Ru, Os: +8-as oxidációs állapot: OsO 4 Előfordulás: Rendkívül ritkák: Ru: 0,1 ppm, Rh: 0,1 ppm, Pd: 15 ppm, Os: 5 ppm, Ir: 1 ppm, Pt: 10 ppm Pt régen ismert elemi állapotban, szulfidos ércekben (nem önállóan)

31 Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt Előállítás: Platina fémek Réz-, nikkel-ércek feldolgozása során: anódiszapban platinafémek Elválasztás a nehéz: klasszikus és kromatográfiás, extrakciós módszerek Felhasználás: Katalizátorok: szerves kémia (Ru, Rh), szervetlen kémia (Pt, Pd), (gépkocsikban is) Ékszer (Pt) Gyújtógyertyák (Pt, Ir) labor: tégely, elektród (Pt)

32 Platinafémek vegyületei Hidridek: Pt, Pd: legnagyobb mértékben képesek hidrogént oldani (Pd: 100 térfogatnyi hidrogén, képes a hidrogén átdiffundálni) Halogenidek: sokféle halogenid, néhány jelentős +8: oxidálószerek, nem stabilisak +7: OsF 7 +6: EF 6 : Pd nem stabilis PtF 6 + Xe = [XeF] [PtF 5 ] EF 5, EX 4, EX 3, EX 2 : általános, laborban: RuCl 3 nh 2 O, RhCl 3 nh 2 O, K 2 [PtCl 4 ], K 2 [Pt(Cl) 6 ]

33 Platinafémek vegyületei Komplex vegyületek: óriási számú vegyület Wilkinson komplex: [RhCl(PPh 3 ) 3 ] - hidrogénezés Vaska komplex: [IrCl(CO)(PPh 3 ) 2 ]-O 2 reverzibilis megkötése cisz-platin : cisz-[ptcl 2 (NH 3 ) 2 ] rákellenes hatás

34 Átmenetifémek csoportjai 11. (mellék)csoport Cu, Ag, Au réz, ezüst, arany Elektronszerkezet: (n-1)d 10 ns 1 oxidációs állapot: Cu: +1 +2, (+3) Ag: +1 (+2) Au: +1 (+3) (-1) C s Au EN: Cu: 1,9, Ag: 1,9, Au: 2,4

35 Réz, ezüst, arany Cu, Ag, Au Fizikai tulajdonságok: Nagy sűrűség, puha, jól megmunkálható Op.: közepes Jóhő- és elektromos vezetők Cu: vörös Ag: fehér Au: sárga

36 Cu, Ag, Au Kémiai tulajdonságok: nemesfémek (soft fémek) Réz, ezüst, arany Cu:levegőn: patina Cu 2 (OH) 2 CO 3 bázisos réz(ii)- karbonát (zöld) Ag:H 2 S Ag 2 S (ezüst megfeketedik) Cu felületén is képződhet CuS (szennyvíztelep Cu alkatrészein található ilyen) Cu: csak oxidáló sav oldja, (de HCl, CH 3 COOH is O 2 jelenlétében) Ag: cc. HNO 3 Au: csak királyvíz oldja

37 Réz, ezüst, arany Cu, Ag, Au Előfordulás: Ritkák (~Pt-fémek), de érceikból könnyen előállíthatók elemi állapotban CuFeS 2 kalkopirit, Cu 2 S kuprit, Cu 2 (OH) 2 CO 3 - malachit Ag 2 S - argentit Au elemi állapot: kvarc vagy pirit kísérője

38 Réz, ezüst, arany Előállítás: Cu: 2 Cu 2 S+ 3 O 2 = 2 Cu 2 O + 2 SO 2 2 Cu 2 O + Cu 2 S = 6Cu+ SO 2 bruttó: 3 Cu 2 S +3 O 2 = 6 Cu + SO 2 Elektrolitikus tisztítás Ag: Pb-, Zn-,Cu-előállítás mellékterméke Ciánlúgozás (Nagybánya (Románia) 2000-es tiszai katasztrófa) 4Ag+8NaCN+O 2 +H 2 O = 4 Na[Ag(CN) 2 ] + 4 NaOH Zn-kel cementálható Au: Elemi állapotú: aranymosás ércekből: ciánlúgozás

39 Réz, ezüst, arany Felhasználás: ékszer Au 100% 24 karát aranytartalék elektronika: Cu-huzal Ag: biztosíték Au: elektronika, korrózióálló érintkezés Ötvözetek: sárgaréz: Cu+Zn bronz: Cu+Sn érme: Cu+Ni (+As)(+Zn, Mn) Monel-fém: Cu+Ni+Mn alpakka: Cu+Zn+Ni

40 Halogenidek: Réz, ezüst, arany vegyületei F: nagy, I: kis oxidációs állapotban jellemző Cu: CuX 2 X = F, Cl, Br CuX X = I, Br, Cl Ag: AgF 2 AgX X = F, Cl, Br, I Au: AuX 3 X = F, Cl, Br AuX X = Cl, I Felhasználás: AgX - fotózás exponálás: AgBr fény Ag + Br (4-100 atom) előhívás: hidrokinon redukál a gócokon: AgBr Ag + Br fixálás AgBr + 2 Na 2 S 2 O 3 = Ag[(S 2 O 3 ) 2 ] Na + + Br

41 Oxidok: Réz, ezüst, arany vegyületei Cu 2 O (vörös), CuO (fekete): Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O Ag 2 O (barna): AgOH (csak vizes oldatban létezik) Ag 2 O >160 C-on elemeire bomlik Au(III) + lúg Au 2 O 3 xh 2 O (160 C-on bomlik) Au + O 2

42 Átmenetifémek csoportjai 12. (mellék)csoport Zn, Cd, Hg cink, kadmium, higany Elektronszerkezet: (n-1) d 10 ns 2 oxidációs állapot: +2 +1: Hg 2 2+ = (Hg-Hg) 2+ : +1 Fizikai tulajdonság: op. alacsony: Zn Hg csökken sűrűség kisebb, mint a megelőző elemeké Hg ötvözetei: amalgámok

43 Kémiai tulajdonság: Cink, kadmium, higany Reakcióképesség Zn > Cd > Hg csökken Zn, Cd hasonló Hg: inkább nemesfém kissé melegítve reagálnak: O 2, S, P 4, halogén Hg + S = HgS szobahőmérsékleten is (lázmérő törése) Zn: amfoter, sav és lúg is oldja Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 Zn + 2 NaOH + 2 H 2 O = Na 2 [Zn(OH) 4 ] + H 2 Cd: nem oxidáló sav oldja Hg: csak oxidáló savban oldható

44 Cink, kadmium, higany Előfordulás: Ritkák, de jó ásványaik vannak, szulfidos ércek ZnS wurtzit, szfalerit CdS kísérő (cinkásványok) HgS - cinnabarit Előállítás: ZnS pörkölés: ZnO redukció (C, 1100 C) Zn kidesztillál Cd: cinkkel együtt, oldatelektrolízissel: elválasztás Tiszta Zn: elektrolízis HgS pörkölés (700 C) (HgO) Hg (cseppfolyosítható)

45 Cink, kadmium, higany Felhasználás: Zn: korrózióvédelem szárazelem Cd: elemek (egyre jobban kiszorul a használata) Ni-Cd akkumlátor Hg: galvánelemek, utcai világítótestek, egyenirányítók hőmérők, barométerek, laboratóriumi felhasználás NaCl elektrolízis

46 Cink, kadmium, higany vegyületei Halogenidek: +2-es oxidációs szám a jellemző, EX 2 ZnCl 2, CdCl 2 közönséges sók, vízben oldódnak HgX 2 vegyületek: X = F, ionos X = Cl, Br, I: kovalens jellegű HgCl 2 - szublimát szilárd, szublimál, rendkívül mérgező HgI 2 vörös színű, csapadék (vízben elég jól oldódik) I feleslegben: komplex: HgI I [HgI 4 ] 2 - Nessler-reagens, [HgI 2 Br 2 ] 2 - Nessler-Winkler reagens [HgI 4 ] 2 (sárga) 2[HgI 2 Br 2 ] 2 +NH 3 + 3OH = HgO HgNH 2 I+ 3I + 4Br + 2H 2 O Hg 2 Cl 2 kalomel, fehér, szublimál, vízben rosszul oldódik

47 Cink, kadmium, higany vegyületei Oxidok: ZnO: amfoter - hidegen fehér, melegítve: sárga (Zn 1+x O) ZnO + 2 H + = Zn 2+ + H 2 O ZnO + 2 OH + H 2 O = [Zn(OH) 4 ] 2 CdO, HgO bázikus oxid, csak savakban oldódnak Szulfidok: ld. analitika Egyéb komplexek: amin komplexek: [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+, [Cd(NH 3 ) 4 ] 2+, [Hg(NH 3 ) 2 ] 2+ hidroxo komplex: [Zn(OH) 4 ] 2 ciano komplexek: [Zn(CN) 4 ] 2, [Cd(CN) 4 ] 2, [Hg(CN) 4 ] 2

48 Az f-mező elemei Lantanoidák Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu cérium, prazeodinium, neodimium, prométium, szamárium, európium, gadolinium, terbium, diszprózium, holmium, erbium, túlium, itterbium, lutécium Elektronszerkezet: La: 5d 1 6s 2, Ln: (n-2) f 1-14 (n-1) d 1 ns 2 (n = 6) szabálytalanságok: d e f alhéjra kerül: f 7 és f 14 kitüntetett Eu: f 7 5d 0 6s 2, Yb: f 14 d 0 6s 2

49 Lantanoidák Atomméret Külső elektronhéj azonos, kisebb főkvantumszámú héj töltődik, f elektronok árnyékoló hatása kisebb rendszám növekedésével csökken a méret lantanoida kontrakció Oxidációs számok külső elektronhéj azonos: +3 a jellemző, +2 és +4 is +4 :Ce, Tb +2: Eu,Yb, (Sm,Tm)

50 Lantanoidák Fizikai tulajdonságok ezüstfehér, jól megmunkálható fémek paramágnesesség jellemző Kémiai tulajdonságok külső elektronhéj azonos: Ce-Lu, de Sc,Y, La is nagyon hasonló hasonló tulajdonságok kis EN: reakcióképes elemek, híg savak is oldják őket nincs védőoxidréteg hard karakterűek, fluoridok, oxidok stabilisak 3+ ionok: komplexképzésre hajlamosak: koord.szám ~8-9

51 Előfordulás Lantanoidák ritkaföldfémek, nem ritkák (némelyik gyakoribb, mint egyes átmenetifémek, nemesfémek), inkább szétszórtak xenotim: YPO 4 monacit-homok: La,Th,Ln-foszfát keveréke basztnezit: M(III)CO 3 F (M = La, Ln) Előállítás Fém-kloridok olvadék elektrolízise Fém-kloridok, -oxidok redukciója (Ca, Mg) fémkeverék Tiszta fémek: elválasztás nagyon nehéz, drága ioncsere

52 Felhasználás mágnesek Lantanoidák acélötvöző oxigén, kén zavaró hatásának megszüntetése (elsősorban mischmetall -t: Ce, La, Pr, Nd keveréke) pirofóros tulajdonság tűzkő Eu: szinestv Gd: orvosdiagnosztika

53 Halogenidek Lantanoida elemek vegyületei LnX 2, LnX 3, LnF 4 (pl. CeF 4 stabilis) LnF 3 : rosszul oldódik LnCl 3 közönséges sók, vízoldhatók EX 2 (elsősorban jodidok) SmI 2, EuI 2, YbI 2 Oxidok Ln 2 O 3 bázikus oxidok, savban oldódnak Ln(OH) 3 elég rosszul oldódnak vízben, báziserősség Ce(OH) 3 Lu(OH) 3 csökken Komplexek nagy koordinációs szám: O-, F-donoratomokat tartalmazó ligandumok: edta, amino-polikarboxilátok

54 Lantanoidák

55 Az f-mező elemei Aktionoidák Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr tórium, protaktínium, urán, plutónium, neptúnium, americium, kűrium, berkélium, kalifornium, einsteinium, fermium, mendelévium, nobélium, laurencium Elektronszerkezet: 5f d 1 7s 2

56 Aktionoidák Oxidációs szám: 5f és 6d elkülönülés csekély változatos oxidációs állapot Ac: +3 Th: +3, +4 Pa: (+3,) +4, +5 U: +3, +4, +5,+6 Np: +3 +7, +5 Pu: +3 +7, +4 Am Lr: +3

57 Aktionoidák Fizikai tulajdonságok: viszonylag puha, jól megmunkálható fémek (Th, U) Kémiai tulajdonságok: jobban hasonlítanak az átmenetifémekhez, EN > EN(Ln), reakciókészség < Ln különösen Th ellenálló, U már savakban is feloldódik

58 Aktionoidák Előfordulás: csak radioaktív izotópok 232 Th : t 1/2 ~ U: t 1/2 ~10 9 monachit homok: Th Am-tól kezdődően: csak mesterségesen állíthatók elő Felhasználás: Th: elektroncsövek, atomenergia felhasználás U: atomenergia

59 Aktionoida elemek vegyületei Oxidok: ThO 2 : bázikus oxid, savakban oldódik vegyületei könnyen hidrolizálnak: Th(OH) 4 UO 2 - bázikus UO 3 stabilabb, amfoter: lúgban oldva: UO 4 2 U 2 O 7 2 UO uranát-kation (uranil-kation) U 3 O 8 = UO 2 2UO 3, legstabilisabb állapot, nagyobbrészt ilyen formában található

60 Atomreaktorok, nukleáris ipar Maghasadás: szabaddá váló neutron megfelelő energia esetén újabb maghasadás láncreakció A keletkező hő szor nagyobb, mint hasonló tömegű anyag elégetésével keletkező hő 2 fragmens + x (x = 2-3) lassú vagy termikus neutronok (0,025 ev) moderátor (pl. víz) Láncreakció: kritikus tömeg, -ra dúsított U-fűtőelemek (2-3 %) U 1 n n dúsítás: UF 6 a felszabaduló hőt hűtőközeg veszi át, gőzturbinák alkalmazásával alakítják elektromos energiává U

61 Aktionoidák

62 Aktionoidák

63 Aktionoidák