Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Előfordulás, ásványok UO 2 +UO 3 uranit (benne Ac,Th,Pa,Np,Pu) U 3 O 8 cleveit (1:2) MO 2 (M=Th,U,La,Ce,Nd,Pr) thorianit MSiO 4 (M=Th,U) thorit MSiO 4.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Előfordulás, ásványok UO 2 +UO 3 uranit (benne Ac,Th,Pa,Np,Pu) U 3 O 8 cleveit (1:2) MO 2 (M=Th,U,La,Ce,Nd,Pr) thorianit MSiO 4 (M=Th,U) thorit MSiO 4."— Előadás másolata:

1 Előfordulás, ásványok UO 2 +UO 3 uranit (benne Ac,Th,Pa,Np,Pu) U 3 O 8 cleveit (1:2) MO 2 (M=Th,U,La,Ce,Nd,Pr) thorianit MSiO 4 (M=Th,U) thorit MSiO 4 (M=Hf,Zr,Th,U,Y) hafnon Gyakoriság Viszonylag ritkák, így drágák, viszont Th és U a földkéregben sok elemnél gyakoribb. Pu az utolsó, mely előfordul a természetben. XIII. Az aktinoidák Előállítás elektrolízissel tisztán; iparban: oxid-ásványok oldása HX-ben, majd •alkáli redukcióval fluoridokból (UF 6 effúzió), kloridokból: UCl K  U + 4KCl •vagy van Arkel – de Boer eljárással bromidokból, jodidokból: ThI 4  Th + 2 I 2 Radioaktív bomlási sorozatok: 1) tóriumsorozat (A=4n): Th (  1/2 =1,41  év)  Pb 2) neptúniumsorozat (A=4n+1): Pu (  1/2 =14,4 év)  Np (  1/2 =2,14  10 6 év)  Bi 3) uránsorozat (A=4n+2): U (99,28 %,  1/2 =4,46  10 9 év)  Pb 4) aktíniumsorozat (A=4n+3): U (0,71 %,  1/2 =7,04  10 8 év)   Ac (  1/2 =21,77 év)  Tl

2 Fizikai tulajdonságok Nagyobb az eltérés közöttük, mint a lantanoidák között. Viszonylag puha, ezüstösen fehérfényű fémek, kiv. U fémesen szürke. Rácstípusuk változó: A1: Ac,Th; tetragonális: Pa; ortorombos: U,Np ; monoklin: Pu; A3: Am-Cf (efelett nem ismert). Atomrádiusz: 154 pm (U) – 194 pm (No); sűrűség: 11,7 g/cm 3 (Th) – 20,5 g/cm 3 (Np)  OP 910 K (Np) – 2110 K (Th); FP: 2880 K (Am) – 5090 K (Th). XIII. Az aktinoidák Kémiai tulajdonságok Radioaktívak, de azért a Th és U laboratóriumi vegyszerként is használható. EN 1,1-1,2. 5f elektronoknak nagyobb a szerepe a kötések kialakításában, mint a lantanoidák 4f-jeinek. Jobban hasonlítanak a megfelelő 5d elemekhez: Th,Pa,U ~ Hf,Ta,W, sem mint a lantanoidákhoz. Es felettiek vegyületei nem nagyon ismertek. Oxigénnel reagálnak (  U 3 O 8 ). Víz lassan, de megtámadja, gyenge savak oldják őket, tömény savak passziválják, kiv. Th tömény sósav kell. •Oxidációfok: jellemzően M 3+ : a Pa kivételével valamennyinek (Pa 5+ ). A Th 3+ ThCl 4 és HN 3 reakciójával állítható elő vizes oldatban, azonban a víz oxidálja. U-ra jellemző vegyület: (NH 4 )U(SO 4 ) 2 (H 2 O) 4 (~Mohr-só). M 4+ : inkább a kisebb rendszámúakra jellemző; Th esetében az egyetlen stabilis; U,Pa,Np-ra is jellemző vizes közegben is. Viszont pl.: 2 Am IV + 2 H 2 O  Am III + AmO H +, és a Cm-hoz hasonlóan redukálódik is  vizes oldatban csak fluoridjaik stabilak: AmF 4 és CmF 4. A Bk 4+ bár könnyen redukálódik, nagyobb stabilitású (5f 7 ). Ionos vegyületet képez a Cf: CfF 4, CfO 2. M 2+ : nagyobb rendszámúak jellemző; (Am), (Cf), Es, Fm, Md és No. M 6+ : inkább a kisebb rendszámúakra jellemző; U, Np és Pu vegyületeiben.

3 Felhasználás Atomenergia: 235 és 238 U, 233 és 239 Pu, 241 Am izotópok + n 0 fúzió után gyorsabb hasadás. Alfa-, elektron-, pozitron-, neutron-, gamma-, röntgen-sugárzók és ~források; termoelektromos energia. Th: lámpák, ThO 2 lencsékben, salétrom- és kénsav-gyártásban, ill. krakkolásban katalizátor. U: sárgászöld urán-üvegek (lumineszkál), UO 2 Ac 2 analitikában, U(NO 3 ) 4 fényképészetben. 237 Np: neutrondetektorban. Pu: pacemakerekben. 241 Am: füstérzékelők ionforrása, hordozható gamma-forrásban. 244 Cm: 244-es izotópja és Pu az alfa részecske röntgen spektrométerben (APXS a Marsra). 252 Cf: hordozható neutronforrásban. XIII. Az aktinoidák 1) Hidridek: átmenet a sószerű és az intersticiális között M + H 2  MH 2 (Th, Np, Pu, Am, Cm) 2 M + 3 H 2  2 MH 3 (Pa, U, Np, Pu, Am) ThH 3-4, pl. Th 4 H 15 XIII. Az aktinoidák vegyületei

4 2) Halogenidek: •MX 6 : diszkrét oktaéder molekulák  alacsony OP, FP, pl. UF 6 esetén FP=56,5 o C (pontosabban ez szublimáció, mivel a hármaspontja 64 o C)  izotópok szétválasztása effúziós módszerrel. hidrolizálnak: UF H 2 O  UO 2 F HF. •MX 5 : 6(-8) koordinációs számú egységek kristályban (MF 5 ), OC-6 a gázhalmazállapotú dimerekben: (PaBr 5 ) 2, (UBr 5 ) 2. •M IV a M V b X 4a+5b : M 2 F 9 = MF 4 + MF 5 M=Pa,U (  U 4 F 18 ); M 4 F 17 = 3 MF 4 + MF 5 M=U,Pu. XIII. Az aktinoidák vegyületei •MX 4 : X=F,Cl  8-as koordinációs számú (pl. DD-8, SAPR-8) egységek, kiv. PaF 4  TPRS-9; X=Br esetén PBPY-7; X=I  OC-6. •MX 3 : Th és Pa kivételével mindre jellemző; X=F,Cl esetén TPRS-9; X=Br,I  TPRS-8 vagy TPRT-8. •Oxohalogenidek: UOX 2 ; UO 2 X 2 ↔ UO X - (ionos).

5 3) Oxidok: a) Biner oxidok: •MO 3 : M=U; U 4 O 9 = 1 UO UO 2 ; U 3 O 8 : (cleveit) = 2 UO 3 + UO 2 ; U 3 O 7 = UO UO 2. •M 2 O 5 : M= Pa, U, Np. •MO 2 : CU-8; M= Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf; ThO 2 OP=3300 o C a legmagasabb az oxidok között •M 2 O 3 : M= Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es. •MO: OC-6  kősórács; M= Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk. XIII. Az aktinoidák vegyületei b) Összetett oxidok: •Oxokationok: aktinilek M VI O 2 2+ M= U, Np, Pu; savas oldatban léteznek  hidrolizálnak: UO H 2 O  [UO 2 (OH)] + + H 3 O + Ezt a folyamatot oligomerizáció (polimerizáció) követheti: 2 [UO 2 (OH)] +  [(UO 2 ) 2 (OH) 2 ] 2+ 3 [UO 2 (OH)] H 2 O  [(UO 2 ) 3 (OH) 5 ] H 3 O + Hőre bomlanak: UO 2 (NO 3 ) 2.6H 2 O  UO H 2 O + 2 NO 2 + O 2 M V O 2 + : M= Pa-Am, kevésbé stabilisak 2 UO 2 +  U IV + UO 2 2+ (nagyon gyors, kivéve 2

6 XIII. Az aktinoidák vegyületei 4) Szulfidok: MS 2 : M=Th,Pu M 2 S 3 : M=Th,U,Np,Pu MS (oktaéderes): OC-6  kősórács; M=Th,U,Pu Továbbá: UO 2 S uranil-szulfid. Szelenidek (~Te): USe 3 ; MSe 2 : M=Th,U; PuSe. 5) Nitridek, foszfidok: atomrácsos jellegűek; MN: OC-6  kősórács, M=Th,U,Np,Pu; Th 3 N 4, U 2 N 3 és U 3 N 2 is létezik. vízzel ammóniát fejlesztenek: M III N + 3 H 2 O  M(OH) 3 + NH 3 6) Karbidok: részben átmenet a fémes és az ionos jelleg között, de inkább ionosak. •tetrafunkciós C 4- =metilidek: M IV C + 4 H 2 O  M(OH) 4 + CH 4 M=Th,U,Np,Pu. (bifunkciós C 2 2- =acetilidek: nem jellemző) •trifunkciós C 2 3- (viszontkoordinációval lazítás): 2 M III (C 2 ) + 6 H 2 O  2 M(OH) 3 + C 2 H 2 + C 2 H 4 M=Th,U. •tetrafunkciós C 3 4- =allilidek: M III 4 (C 3 ) 3 helyett M II 2 (C 3 ) M-M kötéssel: M II -M II (C 3 ) + 6 H 2 O  2 M(OH) 3 + H 2 + H 3 C-C≡CH M= U, Pu.

7 XIII. Az aktinoidák vegyületei 6) Komplexek: •M 7+ : [NpO 4 (OH) 2 ] 3-, [PuO 4 (OH) 2 ] 3- ; ezeket a komplexeket a +6 oxidációs fokú aktinoidát tartalmazó lúgos oldat anódikus oxidációjával nyerik. •M 6+ : [MX x ] 6-x x=7-8, de (NH 4 ) 4 UF 10 Az aktinilionok (M VI O 2 2+ ) könnyen képeznek komplexeket fluoriddal, kloriddal és O-donor ligandumokkal, mint pl OH -, SO 4 2-, NO 3 -, C 2 O 4 2-, CO Cs 2 [UO 2 Cl 4 ], UO 2 (NO 3 ) 2.6H 2 O= [UO 2 (NO 3 ) 2 (H 2 O) 2 ].4H 2 O [UO 2 (CH 3 COO) 3 ] - (HBPY-8), [UO 2 (CO 3 ) 3 ] 4- a legstabilabb karbonáto-komplex: [UO 2 (CO 3 ) 3 ] 4- + H 2 O 2  [U(O 2 ) 2 (CO 3 ) 3 ] 4- bisz-peroxo-trikarbonáto-uranát(VI) •M 5+ : [MX x ] 5-x x=6-8, pl. [UF 8 ] 3- (CU-8), Az M V O 2 + kevésbé hajlamos a komplexképzésre, mivel pozitív töltése kisebb, mint az M VI O 2 2+ ioné. Mindazonáltal létezik néhány ilyen komplex: [NpO 2 (SO 4 ) 2 L] 3-, L: egyfogú semleges ligandum UO HF  [UF 6 ] - + 2H 2 O + 2H + A megfelelő oxidációs állapotú fluoro-komplexek nemvizes közegben is előállíthatók: 2 UF F KF  4 K [UF 7 ] 2-  2 [UF 8 ] 3- •M 4+ : [MX x ] 4-x x=5-8; [ThF 5 ] -, [ThF 6 ] 2-, [ThF 7 ] 3-, [ThF 8 ] 4-, [Th 6 F 31 ] 7- K 4 [Th(C 2 O 4 ) 4 ].4H 2 O; [Th(NO 3 ) 4 (OPPh 3 ) 2 ]


Letölteni ppt "Előfordulás, ásványok UO 2 +UO 3 uranit (benne Ac,Th,Pa,Np,Pu) U 3 O 8 cleveit (1:2) MO 2 (M=Th,U,La,Ce,Nd,Pr) thorianit MSiO 4 (M=Th,U) thorit MSiO 4."

Hasonló előadás


Google Hirdetések