Aktynowce
Aktynowce to piętnaście pierwiastków o liczbach atomowych od 89 do 103, od aktynu po lorens. Tworzą blok f siódmego okresu i w tablicy stoją w osobnym rzędzie, tuż pod lantanowcami. Podobnie jak tam, kolejne elektrony wchodzą u nich na głęboko ukrytą podpowłokę f, więc sąsiednie pierwiastki mają zbliżoną chemię. Jest jednak cecha, która wyróżnia całą rodzinę i jest jej najważniejszym znakiem rozpoznawczym: wszystkie aktynowce bez wyjątku są promieniotwórcze. W przyrodzie znajdziemy tylko cztery pierwsze — aktyn, tor, protaktyn i uran. Resztę, czyli transuranowce od neptunu w górę, człowiek wytworzył sam, w reaktorach i akceleratorach. Im dalej w rodzinie, tym krócej te pierwiastki żyją i tym trudniej je otrzymać: ostatnie powstają w ilościach kilkunastu atomów naraz.
Pierwiastki należące do grupy: Aktynowce
| Z | Pierwiastek | Symbol | Masa | Wartościowość | Opis |
|---|---|---|---|---|---|
| 89 | Aktyn | Ac | 227 u | III | W ciemności świeci bladym błękitem; testowany w celowanej terapii nowotworów. |
| 90 | Tor | Th | 232,04 u | IV | Grzał siatki lamp gazowych, a bywa rozważany jako paliwo bezpieczniejszych reaktorów. |
| 91 | Protaktyn | Pa | 231,04 u | IV, V | Tak rzadki i kłopotliwy, że służy niemal wyłącznie do datowania osadów morskich. |
| 92 | Uran | U | 238,03 u | IV, VI | Paliwo elektrowni jądrowych i zielona poświata zabytkowego szkła uranowego. |
| 93 | Neptun | Np | 237 u | IV, V | Pierwszy transuranowiec; powstaje ubocznie w reaktorach i kłopotliwie długo zostaje w odpadach. |
| 94 | Pluton | Pu | 244 u | IV, VI | Serce bomby z Nagasaki, a w wersji cieplnej — bateria łazików i sond Voyager. |
| 95 | Ameryk | Am | 243 u | III, IV | Mikrogram ameryku siedzi w czujnikach dymu — to on wykrywa pożar. |
| 96 | Kiur | Cm | 247 u | III | Zasilał spektrometry łazików marsjańskich badające skład skał. |
| 97 | Berkel | Bk | 247 u | III, IV | Tarcza z berkelu posłużyła do zrobienia tennesu — pierwiastka 117. |
| 98 | Kaliforn | Cf | 251 u | III | Tak wydajne źródło neutronów, że jeden mikrogram uruchamia reaktor albo prześwietla bagaż. |
| 99 | Einstein | Es | 252 u | III | Znaleziony w pyle po pierwszym wybuchu termojądrowym; do dziś bada się go w ilościach ledwie widocznych. |
| 100 | Ferm | Fm | 257 u | III | Ostatni pierwiastek, który da się otrzymać przez bombardowanie neutronami — dalej trzeba zderzaczy. |
| 101 | Mendelew | Md | 258 u | II, III | Nazwany po autorze tej tablicy; wytwarzany po kilkanaście atomów naraz. |
| 102 | Nobel | No | 259 u | II, III | Wyjątkowo stabilny na stopniu +2, co wyróżnia go wśród aktynowców. |
| 103 | Lorens | Lr | 266 u | III | Domyka aktynowce, a jego ostatni elektron łamie regułę i ląduje na orbitalu p. |
Właściwości — Aktynowce
Te aktynowce, które udało się otrzymać w większej ilości, są srebrzystymi, gęstymi i chemicznie aktywnymi metalami. Gęstości należą do najwyższych w tablicy: tor ma 11,72, uran 19,1, pluton 19,85, a neptun 20,45 grama na centymetr sześcienny. Temperatury topnienia bywają zaskakująco niskie — pluton topi się już w 639,4 °C, neptun w 644, podczas gdy tor dopiero w 1750. Elektroujemności są niewielkie, od 1,1 u aktynu do 1,5 u protaktynu. Pierwsza połowa rodziny ma wiele stopni utlenienia: uran występuje na IV i VI, neptun na IV i V, pluton na IV i VI. Dalsze aktynowce zachowują się już podobniej do lantanowców i tworzą głównie jony na stopniu III. Trzeba przy tym powiedzieć uczciwie, że wielu wartości po prostu nie zmierzono. Ferm, mendelew, nobel i lorens nie mają w tablicach ani temperatury topnienia, ani gęstości, a berkel, kaliforn i einstein nie mają podanej temperatury wrzenia. Część liczb dla najcięższych aktynowców to oszacowania z obliczeń, nie wyniki pomiaru.
Zastosowanie — gdzie spotykamy te pierwiastki
Większość aktynowców nie ma zastosowań poza laboratorium i uczciwiej jest powiedzieć to wprost: powstają po to, żeby badać budowę jądra atomowego, granice trwałości materii i to, czy prawidłowości układu okresowego obowiązują także przy tak ciężkich atomach. Wyjątki są jednak ważne. Uran jest paliwem elektrowni jądrowych i służy do datowania skał. Pluton zasila baterie sond kosmicznych i łazików, wchodzi w skład paliwa MOX oraz broni jądrowej. Ameryk w ilości mikrograma wykrywa dym w czujnikach pożarowych i pracuje w miernikach grubości. Kaliforn jest tak wydajnym źródłem neutronów, że używa się go do prześwietlania bagażu i rozruchu reaktorów, a kiur zasilał spektrometry łazików marsjańskich. Tor grzał kiedyś siatki lamp gazowych i bywa rozważany jako paliwo przyszłych reaktorów. Aktyn testuje się w celowanej terapii nowotworów, a protaktyn służy do datowania osadów morskich.
Aktynowce w szkole — co trzeba wiedzieć
Jedno zdanie warto umieć na pamięć: wszystkie aktynowce są promieniotwórcze. To najczęściej sprawdzana cecha tej rodziny i zarazem najwygodniejsza odpowiedź na pytanie, czym różnią się od lantanowców, wśród których promieniotwórczy jest tylko promet. Drugi punkt: aktynowców jest piętnaście, od aktynu o liczbie atomowej 89 do lorensu o liczbie 103, blok f, siódmy okres. Trzeci: transuranowce to pierwiastki cięższe od uranu, czyli wszystko powyżej liczby 92. Najczęstszy błąd polega na utożsamieniu słów promieniotwórczy i sztuczny. Aktyn, tor, protaktyn i uran występują naturalnie w skałach i są promieniotwórcze, natomiast neptun i pierwiastki dalsze są dodatkowo sztuczne. Drugi błąd to mylenie dwóch rzędów wyjętych spod tablicy: górny to lantanowce, dolny aktynowce. Pomaga tu prosta wskazówka, że oba rzędy noszą nazwę od swojego pierwszego pierwiastka, czyli od lantanu i od aktynu. W zadaniach o rozszczepieniu jądra prawie zawsze wraca uran, więc jego liczbę atomową 92 warto mieć w głowie.
Najczęstsze pytania — Aktynowce
Ile jest aktynowców?
Piętnaście: od aktynu o liczbie atomowej 89 do lorensu o liczbie 103. Wszystkie należą do siódmego okresu i bloku f, a w tablicy wypisuje się je w osobnym rzędzie pod lantanowcami. Cztery pierwsze występują w przyrodzie, pozostałe otrzymano sztucznie w reaktorach i akceleratorach.
Czy wszystkie aktynowce są promieniotwórcze?
Tak, bez wyjątku, i to najważniejsza cecha tej rodziny. Ich jądra są na tyle ciężkie, że nie potrafią pozostać trwałe i samorzutnie się rozpadają. Czas życia bywa bardzo różny: uran i tor przetrwały w skałach od powstania Ziemi, a najcięższe aktynowce rozpadają się w ułamku sekundy po otrzymaniu.
Czym różnią się aktynowce od lantanowców?
Oba rzędy to blok f i oba mają po piętnaście pierwiastków, ale lantanowce leżą w szóstym okresie, a aktynowce w siódmym. Najważniejsza różnica jest praktyczna: lantanowce są w większości trwałe, a wszystkie aktynowce są promieniotwórcze. Aktynowce mają też więcej stopni utlenienia, zwłaszcza w pierwszej połowie rodziny, podczas gdy lantanowce trzymają się stopnia III.
Czy w domu można spotkać jakiś aktynowiec?
Tak, w czujniku dymu. Wiele czujników jonizacyjnych zawiera mikrogram ameryku, który jonizuje powietrze między elektrodami. Dym zaburza ten prąd i uruchamia alarm. Ilość jest znikoma, a źródło zamknięte w metalowej obudowie, więc urządzenie jest bezpieczne, ale zużytych czujników nie wolno wyrzucać do zwykłego kosza.
← Wszystkie grupy · Układ okresowy · Układ okresowy do druku