Pierwiastek transuranowy -Transuranium element

Pierwiastki transuranowe
w układzie okresowym
Wodór Hel
Lit Beryl Bor Węgiel Azot Tlen Fluor Neon
Sód Magnez Aluminium Krzem Fosfor Siarka Chlor Argon
Potas Wapń Skand Tytan Wanad Chrom Mangan Żelazo Kobalt Nikiel Miedź Cynk Gal German Arsen Selen Brom Krypton
Rubid Stront Itr Cyrkon Niob molibden Technet Ruten Rod Paladium Srebro Kadm Ind Cyna Antymon Tellur Jod Ksenon
Cez Bar Lantan Cer Prazeodym Neodym promet Samar Europ Gadolin Terb Dysproz Holmium Erb Tul Iterb Lutet Hafn Tantal Wolfram Ren Osm Iryd Platyna Złoto Rtęć (pierwiastek) Tal Prowadzić Bizmut Polon Astatin Radon
Francium Rad Aktyn Tor Protaktyn Uran Neptun Pluton Ameryk Kiur Berkel Kaliforn Einsteina Ferm Mendelew Nobel Wawrzyńca Rutherford Dubnium Seaborgium Bohrium Hass Meitnerium Darmsztadt Rentgen Kopernik Nihon Flerow Moskwa Livermorium Tennessine Oganesson
Z  > 92 (U)

Pierwiastki transuranowe ( znane również jako pierwiastki transuranowe ) to pierwiastki chemiczne o liczbie atomowej większej niż 92, która jest liczbą atomową uranu . Wszystkie te pierwiastki są syntetyczne , niestabilne i radioaktywnie rozpadają się na inne pierwiastki.

Przegląd

Układ okresowy pierwiastków z elementami pokolorowanymi zgodnie z okresem półtrwania ich najbardziej stabilnego izotopu.
  Pierwiastki zawierające przynajmniej jeden stabilny izotop.
  Słabo radioaktywne pierwiastki: najbardziej stabilny izotop jest bardzo długowieczny, z okresem półtrwania wynoszącym ponad dwa miliony lat.
  Pierwiastki o znacznej radioaktywności: najbardziej stabilny izotop ma okres półtrwania od 800 do 34 000 lat.
  Pierwiastki promieniotwórcze: najbardziej stabilny izotop ma okres półtrwania od jednego dnia do 130 lat.
  Silnie radioaktywne pierwiastki: najbardziej stabilny izotop ma okres półtrwania od kilku minut do jednego dnia.
  Niezwykle radioaktywne pierwiastki: najbardziej stabilny izotop ma okres półtrwania krótszy niż kilka minut.

Spośród pierwiastków o liczbach atomowych od 1 do 92 większość można znaleźć w przyrodzie, posiadając stabilne izotopy (takie jak wodór ) lub bardzo długowieczne radioizotopy (takie jak uran ) lub występujące jako wspólne produkty rozpadu uranu i toru (takich jak radon ). Wyjątkami są elementy 43 , 61 , 85 i 87 ; wszystkie cztery występują w naturze, ale tylko w bardzo niewielkich gałęziach łańcuchów rozpadu uranu i toru, a zatem wszystkie oprócz pierwiastka 87 zostały najpierw odkryte przez syntezę w laboratorium, a nie w naturze (nawet pierwiastek 87 został odkryty z oczyszczonych próbek jego rodzica, a nie bezpośrednio z natury).

Wszystkie pierwiastki o wyższych liczbach atomowych zostały po raz pierwszy odkryte w laboratorium, a neptun i pluton później odkryto także w naturze. Wszystkie są radioaktywne , a ich okres półtrwania jest znacznie krótszy niż wiek Ziemi , więc wszelkie pierwotne atomy tych pierwiastków, jeśli kiedykolwiek były obecne podczas formowania się Ziemi, już dawno uległy rozkładowi. Śladowe ilości neptunu i plutonu tworzą się w niektórych skałach bogatych w uran, a niewielkie ilości powstają podczas prób atmosferycznych broni jądrowej . Te dwa pierwiastki są generowane z wychwytywania neutronów w rudzie uranu z następującymi rozpadami beta (np . 238 U + n239 U239 Np239 Pu ).

Wszystkie pierwiastki cięższe od plutonu są całkowicie syntetyczne ; powstają w reaktorach jądrowych lub akceleratorach cząstek . Okresy półtrwania tych pierwiastków wykazują ogólną tendencję spadkową wraz ze wzrostem liczby atomowej. Istnieją jednak wyjątki, w tym kilka izotopów kurium i dubnium . Uważa się, że niektóre cięższe pierwiastki z tej serii, o liczbie atomowej 110–114, przełamują trend i wykazują zwiększoną stabilność jądrową, tworząc teoretyczną wyspę stabilności .

Ciężkie pierwiastki transuranowe są trudne i drogie w produkcji, a ich ceny gwałtownie rosną wraz z liczbą atomową. W 2008 r. koszt plutonu przeznaczonego do broni wynosił około 4000 USD/gram, a kaliforn przekroczył 60 000 000 USD/gram. Einsteinium jest najcięższym pierwiastkiem, który został wytworzony w ilościach makroskopowych.

Pierwiastki transuranowe, które nie zostały odkryte lub zostały odkryte, ale nie zostały jeszcze oficjalnie nazwane, używają systematycznych nazw pierwiastków IUPAC . Nazewnictwo pierwiastków transuranowych może budzić kontrowersje .

Odkrywanie i nazywanie pierwiastków transuranowych

Do tej pory zasadniczo wszystkie pierwiastki transuranowe odkryto w czterech laboratoriach: Lawrence Berkeley National Laboratory w Stanach Zjednoczonych (elementy 93–101, 106 i wspólne uznanie za 103–105), Joint Institute for Nuclear Research w Rosji (elementy 102 i 114–118 oraz wspólny kredyt za 103–105), Centrum Badań Ciężkich Jonów GSI Helmholtza w Niemczech (elementy 107–112) i RIKEN w Japonii (element 113).

Elementy superciężkie

Pozycja pierwiastków transaktynowych w układzie okresowym.

Pierwiastki superciężkie (znane również jako superciężkie atomy , potocznie w skrócie SHE ) zwykle odnoszą się do pierwiastków transaktynowych rozpoczynających się od rutherfordu (liczba atomowa 104). Zostały wykonane tylko sztucznie i obecnie nie służą żadnemu praktycznemu celowi, ponieważ ich krótkie okresy półtrwania powodują ich rozpad po bardzo krótkim czasie, od kilku minut do zaledwie kilku milisekund (z wyjątkiem dubniu , którego okres półtrwania wynosi w ciągu jednego dnia), co również czyni je niezwykle trudnymi do nauki.

Wszystkie superciężkie atomy powstały w drugiej połowie XX wieku i są stale tworzone w XXI wieku wraz z postępem technologicznym. Powstają poprzez bombardowanie pierwiastków w akceleratorze cząstek . Na przykład fuzja jądrowa kalifornu -249 i węgla -12 tworzy rutherford -261. Pierwiastki te powstają w ilościach w skali atomowej i nie znaleziono metody tworzenia masy.

Aplikacje

Pierwiastki transuranowe można wykorzystać do syntezy innych superciężkich pierwiastków. Elementy wyspy stabilności mają potencjalnie ważne zastosowania wojskowe, w tym rozwój kompaktowej broni jądrowej. Potencjalne zastosowania na co dzień są ogromne; element americium jest wykorzystywany w urządzeniach takich jak czujniki dymu i spektrometry .

Zobacz też

Bibliografia

Dalsze czytanie