44. Актиноиды (5-f элементы). Особенность электронного строения. Актиноидное сжатие. Изменение степени окисления в ряду актиноидов.

Особенности электронного строения ₉₀Th130Lz :

1.Атомы всех актиноидов претерпевают радиоактивный распад. Чем тяжелее ядро, тем период полураспада меньше, тем в меньшей степени эти актиноиды сохранились в природе. В природе в основном существуют торий и уран а также протактиний (Ра). Остальные получают искусственным путем.

Период полураспада: ₉₂²³²Th T_1/2= 1,4*10¹⁰ лет ; ₉₂²³⁸U Т_1/2= 4*10⁹ лет

2.Для актиноидов(Th) характерна еще большая близость энергий состояний,

чем для лантаноидов (Ln).

5f=6d=7s (An) чем 4f≤5d≤6s (Ln)

Полагается, что 5f орботалей An выходят за пределы 6s²6p⁶ эл-го облака, что делает их доступными для участия в хим. взаимодействиях. Этим объясняют также большое разнообразие степ. Окис-ия у актиноидов 1ой половины семейства.

3.Устойчивость 5f подуровня зависит от степени заполнения его электронами.

1-ая половина семейства: ₉₀Th₉₆Cm - 5f подуровень неустойчив

2-ая половина семейства: ₉₇Bk₁₀₃Lz - 5f подуровень устойчив

4. Актиноиды первой половины семейства проявляют переменные степени окисления от +3 до максимальной, что объясняется тем, что 5f подуровень не стабилен.

Максимальные степени окисления: Th+ 4, Pa +5, U +6, Np +7, Pu +7, Am +6, Cm +4

5. Актиноиды второй половины семейства имеют постоянную степень окисления +3, редко +2, т.к. 5f подуровень стабилен, и полагают, что он погружается под экран электронного облака 6s² 6p⁶ электронного облака, что делает его недоступным для взаимодействия.

Свойства актиноидов второй половины семейства очень похожи на свойства лантаноидов.

6.В ряду актиноидов проявляется эффект актиноидного сжатия – уменьшение радиусов атомов или к увелич. порядк. Номера. Оно приводит к ослаблению металлической активности и основных свойств оксидов и гидроксидов.

45. Свойства урана и его соединений в разных степенях окисления. Получение и области применения.

₉₂ U [.. 6s² 6p⁶] 5f³ 6d¹ 7s² 7p⁰ Переменные степени окисления: +3, +4, +5, +6

U₃O₈ – урановая смола

Физические свойства: ₉₂U: период полураспада 4*10⁹ лет, t плавления 1130, плотность 19,5 гр/см3

Химические свойства:

Явл. активным Ме, активным восстановителем. По активности уступают только щелочным, щелочно-земельным и Ln

а)Взаимодействует практически со всеми неметаллами:

U + O₂ = U₃ ⁺⁴ O₈ ^{+6 ;} U + N = UN ; U + 3F₂ = UF

б) С водой и кислотами неокислителями, т.к. электродный потенциал урана больше, чем у кислорода, то он легко вытесняет водород из воды:

U + 4H₂O = U(OH)₄ + 2H₂ ; U + 2H₂SO₄ = U(SO₄)₂ + 2H₂

в) С кислотами и окислителями, при этом сами окисляются до своей максимальной степени окисления.

U + 4HNO₃ = UO₂(NO₃)₂ + 2NO + 2H₂O

г) С щелочами

U + Na(OH) 

Cвойства соединений U(+4)

Проявляет только основные св-ва. Реагирует с кислотами UO2 +HNO3 U(NO3)4 + H2O)