Aktinoidák forrásának megtekintése

{{más|Aktíniák}}

Az '''aktinoidák''' (vagy régebbi, az [[IUPAC]] által nem támogatott néven '''aktinidák''') sorozata tizennégy, 90 és 103 közti [[rendszám (kémia)|rendszámú]] – [[kémiai elem]]et foglal magában, a [[tórium]]tól a [[laurencium]]ig.<ref>{{Cite web |url=http://www.iupac.org/reports/periodic_table |title=IUPAC Periodic Table |accessdate=2011-02-23 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080517165041/http://www.iupac.org/reports/periodic_table/ |archivedate=2008-05-17 }}</ref><ref>[http://www.iupac.org/reports/periodic_table/IUPAC_Periodic_Table-22Jun07b.pdf IUPAC Periodic Table 2007.pdf]</ref><ref>{{cite book|last=Connelly|first=Neil G.|coauthors=et al.|title=Nomenclature of Inorganic Chemistry|url=https://archive.org/details/nomenclatureinor2005conn|publisher=[[Royal Society of Chemistry]]|location=London|date=2005|pages=[https://archive.org/details/nomenclatureinor2005conn/page/n63 52]|chapter=Elements}}</ref> Az aktinoidák [[elemi sorozat]]a a nevét a 3. csoportba tartozó [[aktínium]]ról kapta, amely összehasonlítás céljából szerepelhet a sorozatban. Csak a tórium és az [[urán]] fordul elő a természetben felhasználható mennyiségben. A többi aktinoida [[mesterséges elem|mesterségesen előállított elem]]. Az aktinoidákat általában az f-mező elemeinek tekintik. A [[vegyérték]]ük sokkal inkább változó, mint a [[lantanoidák]]é. Az összes aktinoida [[radioaktivitás|radioaktív]].

== Történet ==
1945 előtt az volt az általános vélekedés [[Dmitrij Ivanovics Mengyelejev|Mengyelejev]] után, hogy a [[tórium]] és az [[urán]] rendre a 4. és a 6. csoportba tartozó [[átmenetifémek]]. A felfogás az volt, hogy a [[transzurán elemek]] az átmenetifémek tulajdonságaival rendelkeznek. Azonban [[Charles Janet]] 1928-ban azt javasolta, hogy az [[aktínium]]mal 14, a [[lantanoidák]]nak megfelelő elem kezdődik. A transzurán elemeket elsőként a [[Manhattan terv]] részeként szintetizálták 1944 körül. [[Glenn T. Seaborg]], a kutatás vezetője megállapította, hogy az amerícium és a kűrium nem rendelkezik az átmenetifémektől elvárt tulajdonságokkal.<ref>{{cite journal | title = The Transuranium Elements | first = Glenn T. | last = Seaborg | journal = Science | volume = 104 | issue = 2704 | year = 1946 | pages = 379–386 | url = http://www.jstor.org/stable/1675046 | doi = 10.1126/science.104.2704.379}}</ref> 1945-ben a kollégái tanácsaival szembefordulva, nem tudva Janet-ről, elfogadtatta a javaslatát, amely a [[Kémiai elemek periódusos rendszere|periódusos rendszer]] legjelentősebb módosítása volt, amelyet a tudományos közösség elfogadott: az aktinoida elemek egy új elemi sorozatba tartoznak, amely abban hasonlít a lantanoidákéra, hogy a vegyértékelektronok f-alhéjakon helyezkednek el. Ez megfelel az elektronhéjak feltöltődésére vonatkozó alapelvnek, amely azt jósolja, hogy az 5f-pályák a 6d-pályák előtt töltődnek fel.

== Kémia ==
{| class="wikitable"
|-
|[[Rendszám (kémia)|Rendszám]]||bgcolor="red" |89||90||91||92||93||94||95||96||97||98||99||100||101||102||103
|-
|[[Kémiai elem|Név]]||bgcolor="red"|[[Aktínium|Ac]]||[[Tórium|Th]]||[[Protaktínium|Pa]]||[[Urán|U]]||[[Neptúnium|Np]]||[[Plutónium|Pu]]||[[Amerícium|Am]]||[[Kűrium|Cm]]||[[Berkélium|Bk]]||[[Kalifornium|Cf]]||[[Einsteinium|Es]]||[[Fermium|Fm]]||[[Mendelévium|Md]]||[[Nobélium|No]]||[[Laurencium|Lr]]
|-
|[[elektronszerkezet|Atomok]]
|bgcolor="red"|7s²6d<sup>1</sup>
|7s²6d²
|7s²5f²6d<sup>1</sup>
|7s²5f³6d<sup>1</sup>
|7s²5f<sup>4</sup>6d<sup>1</sup>
|7s²5f<sup>6</sup>
|7s²5f<sup>7</sup>
|7s²5f<sup>7</sup>6d<sup>1</sup>
|7s²5f<sup>9</sup>
|7s²5f<sup>10</sup>
|7s²5f<sup>11</sup>
|7s²5f<sup>12</sup>
|7s²5f<sup>13</sup>
|7s²5f<sup>14</sup>
|7s²5f<sup>14</sup>7p<sup>1</sup>
|}

Néhány aktinoidaatomnak vannak elektronjai a 6d-alhéjon, de a vegyületekben az összes 6s- és d-elektron hiányzik, így [Rn]5f<sup>n</sup> elektronszerkezetű ionok maradnak vissza. Ebből a szempontból az aktinoidák a [[lantanoidák]]ra hasonlítanak, amelyek vegyületeiben szintén csak f-elektronok találhatóak a vegyértékhéjon. Szintén hasonlóság, hogy a nagyobb rendszámú aktinoidák maximális [[oxidációs szám|oxidációs állapota]] +3. Azonban a kisebb rendszámúak, a tórium (Th) és az urán (U) elveszíthetik az összes vegyértékelektronjukat, így rendre 4-es és 6-os oxidációs állapotot érve el. Ez korábban vitákhoz vezetett arról, hogy a tóriumot és az uránt a d-mező elemeinek kell-e tekinteni és a tóriumot a 4. csoportba (a hafnium alá) az uránt pedig a 6. csoportba (a volfrám alá) kell-e helyezni. Ezeknek az elemeknek a kémiája valójában a rendszám növekedésével az elvárt tendenciákat követi, figyelembe véve a [[lantanoidakontrakció]] hatásait is. A neptúnium is elveszítheti az összes vegyértékelektronját, mint például a [NpO<sub>5</sub>]<sup>3-</sup> ionban.

Az U, a Np, és a Pu a legnagyobb oxidációs számmal [[kovalens kötés|kovalens]], főként oxo- és fluorvegyületekben található. Például az [[urán-hexafluorid|UF<sub>6</sub>]] (olvadáspontja 64&nbsp;°C) elég illékony ahhoz, hogy [[gázdiffúzió]]s vagy [[gázcentrifuga|gázcentrifugás]] izotópszétválasztó berendezésekben alkalmazzák. A fluorokomplexek <!-- és az [[urán-dioxid|UO<sub>2</sub>]] -ez nem urán(VI) vegyület --> kivételével minden urán(VI) vegyület lineáris UO<sub>2</sub><sup>2+</sup> csoportot tartalmaz. 4-6 ligandum helyezkedhet el ekvatoriális síkban, az uranilcsoportra merőlegesen. Az uranilcsoport [[Sav-bázis elméletek#A Lewis-féle sav–bázis elmélet Pearson-féle értelmezése (Hard-Soft elmélet) (1963)|kemény savként]] viselkedik és stabilabb komplexeket képez oxigéndonor [[Ligandum (szervetlen kémia)|ligandum]]okkal, mint nitrogéndonor ligandumokkal. A NpO<sub>2</sub><sup>2+</sup> és a PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup> a +6-os oxidációs számú Np és Pu szintén elterjedt formái.

A +5-ös és +4-es oxidációs számú vegyületek túlnyomórészt kovalensek. A +4-es oxidációs számú aktinoidák komplexeinek különleges tulajdonsága, hogy a koordinációs szám bennük akár 11 is lehet. A +3-as oxidációs számú vegyületek félig kovalensek. A trikloridok például ionos rácstípusokban kristályosodnak, de egyértelmű bizonyíték van kovalens kötésekre. A Th(III)- és az U(III)-vegyületek erős redukálószerek, de a redukálóerő egyre csökken az aktinoidák elemi sorozatában balról jobbra haladva, a méret csökkenésével párhuzamosan.

=== Az aktinoidakontrakció ===
[[Fájl:Actinides radii.png|thumb|250px|left|A +6-os koordinációs számú aktinoidaionok sugara különböző oxidációs állapotokban<ref>{{cite book
 |last=Greenwood |first=N.N.
 |coauthor=Earnshaw, A.
 |year=1999
 |title=Az elemek kémiája
 |edition=1.
 |location=Budapest
 |publisher=Nemzeti Tankönyvkiadó
 |isbn=963-18-9144-5
 |pages=1730
}}</ref>]]
Az aktinoidák mérete a rendszám növekedésével csökken. Ez egy normális tendencia, ami a [[lantanoidakontrakció]]ra emlékeztet. A grafikon ezt ábrázolja a +3, a +4 és a +5-ös oxidációs állapotokra egyaránt.

{{clear}}

=== Szín ===

{| class="wikitable centered" style="text-align:center"
|+Az aktinoidaionok színe közelítően, vizes oldatban<ref name="HOWI_1956">Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: ''Lehrbuch der Anorganischen Chemie'', 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, S.&nbsp;1956; {{ISBN|978-3-11-017770-1}}.</ref><ref name="dtv_1981_1">dtv-Atlas zur Chemie '''1981''', Teil 1, S. 224.</ref>
|bgcolor=#dddddd| Oxidációs szám || 89 || 90 || 91 || 92 || 93 || 94 || 95 || 96 || 97 || 98 ||99
|-
| +3|| '''Ac<sup>3+</sup>'''
|bgcolor=#0000ff| <font color="white">'''Th<sup>3+</sup>'''</font>
|bgcolor=#000077| <font color="white">'''Pa<sup>3+</sup>'''</font>
|bgcolor=#cc00bb| <font color="white">'''U<sup>3+</sup>'''</font>
|bgcolor=#bb00dd| <font color="white">'''Np<sup>3+</sup>'''</font>
|bgcolor=#5500ff| <font color="white">'''Pu<sup>3+</sup>'''</font>
|bgcolor=#ffaa99| '''Am<sup>3+</sup>'''
| '''Cm<sup>3+</sup>'''
|bgcolor=#ccff00| '''Bk<sup>3+</sup>'''
|bgcolor=#00cc00| '''Cf<sup>3+</sup>'''
|bgcolor=#ffdddd| '''Es<sup>3+</sup>'''
|-
| +4|| || '''Th<sup>4+</sup>
|bgcolor=#ffffdd| '''Pa<sup>4+</sup>'''
|bgcolor=#00ff00| '''U<sup>4+</sup>'''
|bgcolor=#ccff00| '''Np<sup>4+</sup>'''
|bgcolor=#dd6600| '''Pu<sup>4+</sup>'''
|bgcolor=#ffdd00| '''Am<sup>4+</sup>'''
|bgcolor=#ffffdd| '''Cm<sup>4+</sup>'''
|bgcolor=#ffffaa| '''Bk<sup>4+</sup>'''
|bgcolor=#00cc00| '''Cf<sup>4+</sup>'''
|
|-
| +5|| ||
| '''PaO<sub>2</sub><sup>+</sup>'''
|bgcolor=#ff88ff| '''UO<sub>2</sub><sup>+</sup>'''
|bgcolor=#00cc00| '''NpO<sub>2</sub><sup>+</sup>'''
|bgcolor=#dd1177| <font color="white">'''PuO<sub>2</sub><sup>+</sup>'''
|bgcolor=#ffff00| '''AmO<sub>2</sub><sup>+</sup>'''
|| || || ||
|-
| +6|| || ||
|bgcolor=#ffff00| '''UO<sub>2</sub><sup>2+</sup>'''
|bgcolor=#ffbbbb| '''NpO<sub>2</sub><sup>2+</sup>'''
|bgcolor=#ffaa77| '''PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup>'''
|bgcolor=#ffff55| '''AmO<sub>2</sub><sup>2+</sup>'''
|| || || ||
|-
| +7|| || || ||
|bgcolor=#44aa44| '''NpO<sub>2</sub><sup>3+</sup>'''
|bgcolor=#44aa88| '''PuO<sub>2</sub><sup>3+</sup>'''
|bgcolor=#44aa44| '''[AmO<sub>6</sub>]<sup>5-</sup>'''
|| || || ||
|}
<!--The colours of the actinide ions in the lower oxidation states are due to f-f transitions. In the high oxidation states there may also be [[charge-transfer]] transitions. There is strong [[spin-orbit coupling]], but weak [[crystal field]] splitting, so there is little colour variation in compounds of a given element in a given oxidation state. Transitions between 5f and 6d orbitals can be observed in the [[ultraviolet]] region of the spectrum.
Magnetic moments of the paramagnetic species are far from spin-only values. -->

=== Fémorganikus kémia ===
Az aktinoidák fémorganikus vegyületeit aktinoidaorganikus vegyületeknek nevezik. Az aktinoidák fémorganikus kémiája nem túl terjedelmes. Az [[uranocén]] U(C<sub>8</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub> különösen érdekes, ugyanis planáris, a [[Hückel-szabály]]nak megfelelően aromás, a [[ferrocén]]ben található ciklopentadienil ionnal analóg ciklooktatrenil aniont tartalmaz. Ennek a vegyületnek a képződését az U<sup>4+</sup> ion viszonylag nagy mérete segíti.

=== A radioaktivitás kémiai szempontból ===
Az összes aktinoida [[radioaktivitás|radioaktív]]. A protaktínium és az uránt követő elemek összes izotópja (a [[transzurán elemek]]) [[mesterséges elem]]ek és a [[felezési idő|felezési idejük]] jóval rövidebb, mint a Föld kora, a természetben nem találhatók meg felhasználható mennyiségben. Az urán és a tórium nagyon hosszú felezési idejű, [[alfa-bomlás|alfa-sugárzó]] elemek, amelyek a minimum sugárvédelmi eljárásokkal kezelhetők.

Az einsteiniumot követő elemeket még nem állították elő elegendően nagy mennyiségben ahhoz, hogy a kémiai tulajdonságaikat részletesen tanulmányozni lehessen.

A radioaktív sugárzás jelentős hőforrás, így a hőmérséklet szabályozása gyakori probléma a transzurán elemeknél. Emellett a kibocsátott alfa-részecskék oxidálószerként viselkedhetnek. Például:

:He<sup>2+</sup> + H<sub>2</sub>O → 2H<sup>+</sup> + 1/2 O<sub>2</sub> + He

== Előfordulás ==
Csak a [[tórium]] és az [[urán]] találhatóak meg jelentős mennyiségben a [[földkéreg]]ben, a többi elem legfeljebb csak nyomokban fordul elő. A további aktinoidák közül csak az aktíniumot és a protaktíniumot találták meg a természetben azelőtt, mielőtt szintetizálták volna, ezek az urán bomlástermékei. A [[neptúnium]] és a [[plutónium]] is megtalálhatóak nyomokban uránércekben sugárzás vagy bombázás eredményeként, de ezt csak a mesterséges előállításuk után fedezték fel. A további aktinoidákat részecskeütköztetőkben vagy atomreaktorokban állították elő és egyiket sem sikerült megtalálni a természetben. A kalifornium utáni aktinoidáknak rendkívül rövid a felezési ideje.

Az összes transzurán elem izotópjai a fermiumig (a fermiumot is beleértve) könnyebb nuklidok gyors neutronokkal való bombázásakor keletkezhetnek. A létrehozott atommagok neutrontöbblettel rendelkeznek. [[Béta-bomlás|β-bomlás]] történik, amikor is egy neutron egy protonra és egy elektronra bomlik, a folyamat során a rendszám nő. A transzurán elemek [[nukleoszintézis|szintéziséhez]] alkalmas körülmények a [[szupernóva|szupernóvákban]] találhatók. Ezeket az elemeket speciális atomreaktorokban is elő lehet állítani. Atomrobbantások kivitelezésekor is keletkezhetnek és radioaktív csapadék formájában lejuthatnak a földre a légkörben végrehajtott kísérleti robbantások esetén. A nehezebb elemek nehezebb részecskékkel, például [[alfa-részecske|α-részecskékkel]] vagy nehezebb atommagokkal való bombázással állíthatók elő.

1961-ben Antoni Przybylski felfedezett egy csillagot, a HD 101065-öt, amelyet gyakran [[Przybylski-csillag]]nak neveznek. Ez a csillag szokatlanul nagy mennyiségben tartalmaz aktinoidákat.

==Jegyzetek==
{{jegyzetek}}

== Fordítás ==
*{{fordítás|en|Actinide}}

{{Nemzetközi katalógusok}}
{{portál|kémia}}

[[Kategória:Aktinoidák| ]]