АКТИНО́ИДЫ

АКТИНО́ИДЫ (ак­ти­ни­ды), се­мей­ст­во из 14 ра­дио­ак­тив­ных хи­мич. эле­мен­тов III груп­пы ко­рот­кой фор­мы (3-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы, ат. н. 90–103, рас­по­ло­же­ны за ак­ти­ни­ем: то­рий Th, про­так­ти­ний Pa, уран U, неп­ту­ний Np, плу­то­ний Pu, аме­ри­ций Am, кю­рий Cm, берк­лий Bk, ка­лифор­ний Cf, эйн­штей­ний Es, фер­мий Fm, мен­де­ле­вий Md, но­бе­лий No и ло­урен­сий Lr. Ста­биль­ных изо­то­пов не име­ют. Th, Pa и U при­над­ле­жат к есте­ст­венно-ра­дио­ак­тив­ным эле­мен­там, встре­чаю­щим­ся в при­ро­де. Др. А. по­лу­чают об­лу­че­ни­ем U и не­ко­то­рых транс­ура­новых эле­мен­тов в ядер­ных ре­ак­то­рах ней­тро­на­ми или на ус­ко­ри­те­лях ядра­ми др. эле­мен­тов. Сле­до­вые ко­ли­че­ст­ва Np и Pu об­на­ру­же­ны в не­ко­то­рых ра­дио­актив­ных ру­дах. Ги­по­те­зу о су­ще­ст­во­ва­нии се­мей­ст­ва А. вы­дви­нул в нач. 1940-х гг. Г. Си­борг.

А. – се­реб­ри­сто-бе­лые ме­тал­лы очень вы­со­кой плот­но­сти (до 20250 кг/м³ у Np); в мел­ко­дис­перс­ной фор­ме пи­ро­фор­ны. Наи­бо­лее лег­ко­плав­ки Np и Pu (t_пл ок. 640 °C), ос­таль­ные А. пла­вят­ся при темп-рах вы­ше 1000 °C.

Хи­мич. свой­ст­ва А. и сход­ст­во их с лан­та­нои­да­ми свя­за­ны с осо­бен­но­стя­ми строе­ния элек­трон­ных обо­ло­чек ато­мов этих се­мейств. У А. и лан­та­нои­дов про­ис­хо­дит за­пол­не­ние не внеш­них обо­ло­чек – шес­той и седь­мой, а бо­лее близ­ких к яд­ру обо­ло­чек – 5f-обо­лоч­ки у А. и 4f-обо­лоч­ки у лан­та­нои­дов. При пе­рехо­де от Th к Lr чис­ло элек­тро­нов на двух внеш­них обо­лоч­ках, как пра­ви­ло, не из­ме­ня­ет­ся, по­ло­жи­тель­ный за­ряд яд­ра по­сте­пен­но воз­рас­та­ет; про­ис­хо­дит бо­лее силь­ное при­тя­же­ние внеш­них элек­тро­нов к яд­ру, при­во­дя­щее к т. н. ак­ти­но­ид­но­му сжа­тию: у ней­траль­ных ато­мов и ио­нов А. оди­на­ко­вой сте­пе­ни окис­ле­ния при уве­ли­че­нии атом­но­го но­ме­ра ра­диу­сы не­сколь­ко умень­ша­ют­ся. Вслед­ст­вие энер­ге­тич. бли­зо­сти 6d- и 5f-со­стоя­ний эле­мен­ты под­се­мей­ст­ва то­рия (Th – Cm) ве­дут се­бя и как f- и как d-эле­мен­ты и про­яв­ля­ют пе­ре­мен­ные сте­пе­ни окис­ле­ния, вплоть до +7 (Np, Pu, Am); эле­мен­ты под­се­мей­ст­ва берк­лия (Bk – Lr) ве­дут се­бя как ти­пич­ные f-эле­мен­ты и по свой­ст­вам близ­ки к лан­та­нои­дам (ха­рак­тер­ная сте­пень окис­ле­ния +3).

А. ре­ак­ци­он­но­спо­соб­ны, лег­ко реа­ги­ру­ют с во­до­ро­дом, ки­сло­ро­дом, азо­том, се­рой, га­ло­ге­на­ми и др. не­ме­тал­ла­ми. А. со сте­пе­нью окис­ле­ния +3 об­ра­зу­ют те же не­рас­тво­ри­мые со­еди­не­ния – гид­ро­кси­ды, фто­ри­ды, кар­бо­на­ты, ок­са­ла­ты и др., что и лан­та­нои­ды со сте­пе­нью окис­ле­ния +3. Триф­то­ри­ды, три­хло­ри­ды и др. ана­ло­гич­ные со­еди­не­ния А. со сте­пе­нью окис­ле­ния +3 об­ра­зу­ют изо­струк­тур­ные ря­ды (со­еди­не­ния, вхо­дя­щие в та­кие ря­ды, напр. в ряд MCl₃, где M – атом А., об­ла­да­ют сход­ны­ми кри­стал­лич. ре­шёт­ка­ми, па­ра­мет­ры ко­то­рых по­сте­пен­но умень­ша­ют­ся по ме­ре рос­та атом­но­го но­ме­ра А.). Изо­струк­тур­ные ря­ды об­ра­зу­ют ди­ок­си­ды, тет­раф­то­ри­ды, гек­саф­то­ри­ды и др. со­еди­не­ния А. Актиноиды об­ла­да­ют вы­со­кой склон­но­стью к об­ра­зо­ва­нию ком­плекс­ных со­еди­не­ний (ко­ор­ди­на­ци­он­ные чис­ла 4–12). В сте­пе­нях окис­ле­ния +4 и +6 А. из­би­ра­тель­но из­вле­ка­ют­ся из азот­но­кис­лых рас­тво­ров разл. ор­га­нич. экс­т­ра­ген­та­ми, в т. ч. три­бу­тил­фос­фа­том, что ис­поль­зу­ет­ся в тех­но­ло­гии вы­де­ле­ния А. из об­лу­чён­но­го ядер­но­го то­п­ли­ва и руд.

В пром. мас­шта­бах про­из­во­дят­ся и име­ют важ­ное прак­тич. зна­че­ние гл. обр. Th, U и Pu. Все А. и их со­еди­не­ния вы­со­ко­ток­сич­ны.