A LANTANOID

1
A LANTANOIDÁK

• Külso elektronhéjuk nagyjából azonos fizikai és
  kémiai tulajdonságaik bár fokozatosan változnak,
  nagyon hasonlóak és emlékeztetnek a La-ra
  ?lantánszeru elemek lantanoidák/lantanidák

2
A LANTANOIDÁK

• GYAKORISÁG ÉS ELOFORDULÁS
• eléggé elterjedtek, de nincsenek feldúsulásaik,
  két gyakorlati jelentoségu ásványa van
• La,Th,LnPO4 monacit homok, La,LnCO3F
  baztnezit
• ELOÁLLÍTÁS
• a fémkeverék eloállítása a kloridok
  olvadékelektrolízise, vagy kémiai redukciója (Na,
  Ca, Mg)
• a tiszta fémek eloállítása komplexeik
  oldószerextrakciós vagy ionkromatográfiás
  elválasztása, majd redukciója
• FELHASZNÁLÁS
• acélok mikroötvözoi (1-2) dezoxidáló,
  kénteleníto hatás,
• mischmetall Ce, La, Pr, Nd), Mg ötvözok,
  mágnesek gyártása,
• pirofórosak (tuzko), fényporok (színes TV),
  ferrimágneses vegyes oxidok, szupravezetok
  (YBaCu3O7), katalizátorok (krakkolás),
  orvosdiagnosztika Gd-komplexek

3
A LANTANOIDÁK

• FIZIKAI ÉS KÉMIAI TULAJDONSÁGAIK
• jól megmunkálható, kemény fémek sok a
  párosítatlan elektronjuk, paramágnesesek
• jellemzo oxidációs állapotuk a 3 (5d16s2)
• 4 Ce, Pr, Tb, a sor elején és a félig
  betöltött héj után
• 2 Eu, Yb, (Sm, Tm) a félig és a teljesen
  betöltött héj elott

az f elektronok csekély árnyékoló hatása miatt
érvényesül a Ln-kontrakció a 3 ionoknál monoton
méret csökkenés, az atomi méreteknél az Eu
(4f76s2) és az Yb (4f146s2) kiugrik, 2 oxidációs
száma miatt.
4
A LANTANOIDÁK

• FIZIKAI ÉS KÉMIAI TULAJDONSÁGAIK
• reakcióképes elemek, híg savakban oldódnak,
  Ln(III) sók képzodnek
• elsosorban ionos vegyületeket képeznek, ? nincs
  határozott koordinációs szám és geometria (ez az
  elektrosztatikus taszítás minimumától függ,
  szabályos gemetriájú komplexeket képeznek),
• Kémiai tulajdonságaik és vegyületeik az azonos
  külso elektronhéj-konfiguráció miatt nagyon
  hasonlóak
• Hidridjeik LnH2 összetételuek (LnIII2H-e-) igen
  reaktívak és jó vezetok a delokalizált elektronok
  miatt
• Oxidjaik (elsosorban Ln2O3) bázikusak, savakban
  akvakationok formájában oldódnak nagy
  koordinációs szám
• Halogenidjeik ionkristályos vegyületek,
• Komplexeik komplexképzo hajlamuk az alkáli
  földfémek és az átmenetifémek közötti
  aminopolikarboxilátokkal, makrociklikus
  vegyületekkel képeznek leginkább stabilis
  komplexeket (kelát- és makrociklus-effektus), kis
  méret és ionos jelleg miatt a koordinációs szám
  és a geometria változatos lehet.

5
AZ AKTINOIDÁK

• A lantanoidákkal ellentétben az 5f és a 6d héjak
  elkülönülése csekély
• Urán utáni transzurán elemek

6
AZ AKTINOIDÁK

• GYAKORISÁG ÉS ELOFORDULÁS
• a 83Bi-tól nincsen stabilis izotópjuk a
  természetben csak a92U-ig fordulnak elo, efölött
  csak mesterségesen magreakciókkal állíthatók elo.
• ThO2 0,4-20-ig a monacithomokban, U3O8
  uránszurokérc, K2(UO2)2(VO4)2 3H2O karnotit
• a Th és az U nem ritka elemek, felezési idejük
  rendkívül hosszú 232Th 1010 év, 238U109 év
• a transzurán elemeket mesterségesen állították
  elo Th vagy U magok -részecskékkel vagy közepes
  rendszámú elemek atommagjával való bombázásával
  (nagy teljesítményu gyorsítók Kalifornia, Dubna,
  Genf), pl.
• az eloállított elemek felezési ideje a
  rendszámmal rohamosan csökken.

7
AZ AKTINOIDÁK

• ELOÁLLÍTÁS
• Urán ércek H2SO4-as, HNO3-as, Na2CO3-os
  feltárása, anioncserés vagy extrakciós
  elválasztás UO2(SO4)22-, UO2(SO4)34- vagy
  UO2(CO3)33- komplex anioncserélon jól kötodik,
  vagy 6-8 M HNO3-oldat tributilfoszfáttal jól
  extrahálható
• UF4 redkciója Ca, Mg-mal, vagy
  olvadékelektrolízis
• FELHASZNÁLÁS
• Atomenergia-ipar, izotóptechnika
• FIZIKAI ÉS KÉMIAI TULAJDONSÁGAIK
• fémes megjelenesu, nagy suruségu, viszonylag
  puha fémek,
• kémiai viselkedésük a lantanoidék és az
  átmentifémek között van
• reakcióképességük a rendszámmal no,
• oxidációs állapotaik változatosak az 5f és a 6d
  héj alig különül el
• Vegyületeik közül az UF6-ot említjük, amelyet az
  U izotópok gázdiffuziós elválasztásánál
  használnak.
• Komplexeikben a koordinációs szám nagy és már
  kovalensebb jelleguek

8
RADIOAKTÍV BOMLÁSI SOROK

• A természetben eloforduló aktinoida elemek
  radioaktív izotópjai bomlási sorokban stabilis
  izotópokká bolmlanak le. Ezek
• BOMLÁSI SOROK

9
(No Transcript)
10
(No Transcript)
11
(No Transcript)
12
(No Transcript)
13
A TRANSZAKTINOIDÁK

• A 104-112 d csoport elemeihez tartoznak
• A transzaktinoida elemek stabilitása igen kicsi
• A mag héjszerkezete alapján mágikus számok
  2,8,20,50,82,114,126,164,184
• A következo mágikus számok protonra114,
  neutronra 184

14
AZ ATOMENERGIA HASZNOSÍTÁSA

• Egy nukleonra eso kötési energia (Eátlag) függése
  a rendszámtól /tömegszámtól
• A könnyebb atomoknál a magfúzió, a nehezebbeknél
  a maghasadás jár energia felszabadulással (1 kg U
  106 kg koszén, 1 kg D 56000 t TNT)
• MAGHASADÁS
• fragmensek pl.

15
A MAGHASADÁS ÉS A MAGFÚZIÓ

• MAGHASADÁS
• fragmensek pl.
• 1938.december Otto Hahn 1942. december 2
  Univ. Chicago Enrico Fermi,
• 1945.augusztus 6. Hirosima, augusztus 9.
  Nagaszaki
• reaktoranyag
• moderátor (a neutronok megfelelo
• energiára való lelassítása) (2H, 4He, 9Be,)
  12C
• szabályzó rudak (a neutron-fluxus szabályzása)
  B-acél, BC, Cd, Hf
• MAGFÚZIÓ
• nagyon magas homérséklet, plazma suruség és
  állapot szükséges
• H-bomba
• szabályozottan a plazma összetartása,
  bezárása mágneses tér segítségével, kísérleti
  reaktor építése
• 1989. március hidegfúzió D2O/LiOD oldat
  elektrolízise, tévedés