similitudes générales des éléments actinoïdes

Les éléments actinoïdes se succèdent dans la septième série du tableau périodique. Chacun a 86 électrons disposés comme dans les atomes du radon de gaz noble (qui précède l’actinium par trois colonnes dans le tableau), avec trois autres électrons qui peuvent être positionnés dans les orbitales 6d et 7s (la septième coquille est la plus externe), et avec des électrons supplémentaires s’emballant dans les orbitales intérieures., Plus précisément, la série est formée par l’insertion d’un électron supplémentaire pour chaque nouvel élément successif dans une orbitale 5F sous-jacente. Les électrons de valence, cependant, se trouvent principalement dans les orbitales 6d et 7s. Ainsi, la principale différence entre les atomes des éléments de la série est la présence d’électrons 5F supplémentaires profondément dans le nuage d’électrons., En raison de sa position dans la 5ème coquille, cette sous-coquille d’électrons distinctive n’affecte en fait les propriétés chimiques des actinoïdes que de manière relativement mineure; les électrons 5f ne contribuent généralement pas à la formation de liaisons chimiques avec d’autres atomes.

comme pour les éléments de tout groupe, il existe un certain nombre d’exceptions à ces Généralités, en particulier dans les membres inférieurs de la série, mais, pour la plupart de ces éléments, le concept d’une série d’éléments actinoïdes chimiquement similaires est un guide utile pour prédire leurs propriétés chimiques et physiques.

Comme tous les éléments, chaque actinoid a son propre numéro atomique, égal au nombre de protons dans le noyau et, par conséquent, le nombre d’électrons., Dans le même temps, les atomes d’un élément sont capables d’exister sous un certain nombre de formes (isotopes), chacune ayant un nombre différent de neutrons dans son noyau et donc une masse atomique différente. Bien que les isotopes d’un élément donné se comportent de la même manière chimiquement, ils ont des stabilités différentes par rapport à la désintégration radioactive, qui est une propriété du noyau. Aucun élément au—delà du bismuth dans le tableau périodique—c.-à-d. aucun élément qui a un numéro atomique supérieur à 83-n’a d’isotopes stables; les isotopes radioactifs de chaque élément du tableau peuvent être produits en laboratoire., Les actinoïdes sont inhabituels pour former une série de 15 éléments n’ayant pas d’isotopes stables; chaque isotope actinoïde subit une désintégration radioactive et, par conséquent, seuls quelques-uns des membres plus légers et plus stables de la série (Tels que le thorium et l’uranium) se trouvent dans la nature. La demi-vie, ou le temps précis nécessaire pour que la moitié de toute quantité d  » un isotope particulier disparaisse à la suite de la désintégration radioactive, est une mesure de la stabilité de cet isotope. Trois isotopes naturels de la série des actinoïdes (232Th, 235U et 238U) ont de longues demi-vies, de l’ordre de milliards d’années., Ces isotopes sont décrits comme primordiaux, car on pense qu’ils ont été présents lorsque la Terre s’est accrétée. Certains des isotopes auxquels les isotopes actinoïdes primordiaux se désintègrent se trouvent également dans la nature, mais les demi-vies des isotopes dans les chaînes de désintégration 232e, 235U ou 238U sont beaucoup plus courtes. Voir actinium et protactinium.

L’Actinium, le thorium, le protactinium et l’uranium sont les seuls éléments actinoïdes trouvés dans la nature dans une mesure significative., Les autres éléments actinoïdes, communément appelés éléments transuraniens, sont tous fabriqués par l’homme en bombardant les actinoïdes naturels avec des neutrons dans les réacteurs ou avec des ions lourds (particules chargées) dans les accélérateurs de particules (tels que les cyclotrons). Les actinoïdes au-delà de l’uranium ne se produisent pas dans la nature (sauf, dans certains cas, à l’état de traces), car la stabilité de leurs isotopes diminue avec l’augmentation du numéro atomique et quelles que soient les quantités produites, la désintégration est trop rapide pour s’accumuler. La demi-vie de l’uranium 238, l’isotope d’uranium le plus stable, est de 4,5 ×109 ans., Le Plutonium 239 a une demi-vie de 24 400 ans et est produit dans les réacteurs en tonnes, mais le nobélium et le lawrencium, éléments 102 et 103, avec des demi-vies de secondes, sont produits quelques atomes à la fois. Le premier de ces éléments actinoïdes synthétiques à être découvert (1940) était le neptunium, numéro atomique 93, qui a été préparé par bombardement d’uranium métal avec des neutrons.