Actiniden

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Actiniden in het Periodiek Systeem
Naam	Actiniden
Latijn
Symbool	An
Atoomnummer	89-103
Soort
Kleur
Smeltpunt	^oC
Kookpunt	^oC

De actinoïde, ook wel actinide serie omvat de 15 metaalachtige chemische elementen met atoomnummers 89-103, (actinium tot lawrencium) in het Periodiek Systeem van de scheikunde. De actinoïde serie kreeg zijn naam van het eerste element in de serie, actinium. Het (informele) chemische symbool An wordt gebruikt in algemene discussies over actinoïde chemie om te verwijzen naar een actinoïde.

Eigenschappen

Actiniden zijn typische metalen. Ze zijn allemaal zacht en hebben een zilverachtige kleur (maar verkleuren in de lucht), ze hebben een relatief hoge dichtheid en plasticiteit (kneedbaarheid). Sommigen van hen kunnen worden gesneden met een mes. Alle actiniden zijn radioactief en zullen dus ook radioactief afval geven. Alle actiniden zijn pyrofoor, vooral wanneer ze fijn verdeeld zijn, dat wil zeggen dat ze spontaan ontbranden bij reactie met lucht bij kamertemperatuur.

Enkele eigenschappen van actiniden (De massa van de meest langlevende isotoop staat tussen rechte haken)
Element	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr
Atoomnummer	89	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99	100	101	102	103
Afbeelding
Massagetal	[227]	232.0377(4)	231.03588(2)	238.02891(3)	[237]	[244]	[243]	[247]	[247]	[251]	[252]	[257]	[258]	[259]	[266]
Aantal van natuurlijke isotopen	3	7	3	8	3	4	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Natuurlijke isotopen	225, 227–228	227–232, 234	231, 233–234	233–240	237, 239–240	238–240, 244	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Langst levende isotoop	227	232	231	238	237	244	243	247	247	251	252	257	258	259	266
Meest voorkomende isotoop	227	232	231	238	237	239	241	244	249	252	253	255	256	255	260
Ontdekt in (jr)	1902-1903	1829	1913	1789	1940	1940-1941	1944	1944	1949	1950	1952	1952	1955	1966	1961-1971
Eerste vrijmaking metaal (jr)	1903	1914	1913	1841	1944	1944-1945	1945	1951	1971	2006	1961	1969	?	?	?
Smeltpunt (°C)	1227	1750	1568	1132,2	639 ±3	639,4	1176	1340	986	900	860	1527	827	827	1627
Kookpunt (°C)	3200 ±300	4788	4027	4131	4174	3228	2607	3110	2627	1470	996	?	?	?	?

Actiniden: Actinium (Ac) - Thorium (Th) - Protactinium (Pa) - Uranium (U) - Neptunium (Np) - Plutonium (Pu) - Americium (Am) - Curium (Cm) - Berkelium (Bk) - Californium (Cf) - Einsteinium (Es) - Fermium (Fm) - Mendelevium (Md) - Nobelium (No) - Lawrencium (Lr)

Voorkomen

Vervalketen van uranium

'Bombarderen' van elementen met atomaire deeltjes waardoor verval ontstaat

Alle actiniden zijn radioactief en geven energie af bij radioactief verval; natuurlijk voorkomend uranium en thorium , en kunstmatig gemaakt plutonium zijn de meest voorkomende actiniden op aarde. Deze worden gebruikt in kernreactoren (kerncentrales) en kernwapens (atoombom, waterstofbom). Uranium en thorium hebben ook diverse huidige of historische toepassingen, en americium wordt gebruikt in de zogeheten ionisatiekamers van de meeste moderne rookmelders.

Van de actiniden komen primordiaal (oer-isotopen die al vanaf het begin van de aarde bestaan) thorium en uranium van nature in behoorlijke hoeveelheden voor. Het radioactieve verval (afbraak waarbij radioactiviteit en energie vrijkomt) van uranium produceert tijdelijke hoeveelheden actinium en protactinium, en atomen van neptunium en plutonium worden af en toe geproduceerd door zogeheten transmutatiereacties in uraniumertsen. De andere actiniden zijn puur synthetische (kunstmatig gemaakte) elementen. Kernwapentests hebben ten minste zes actiniden die zwaarder zijn dan plutonium in het milieu vrijgelaten; onderzoek van puin van een waterstofbom explosie uit 1952 toonde de aanwezigheid van americium, curium, berkelium, californium, einsteinium en fermium aan.

Vergeleken met de lanthaniden, die (behalve promethium) in aanzienlijke hoeveelheden in de natuur worden aangetroffen, zijn de meeste actiniden zeldzaam. De meeste komen niet voor in de natuur, en van degenen die dat wel doen, doen alleen thorium en uranium dat in meer dan zogeheten sporenhoeveelheden (zeer kleine hoeveelheden). De meest voorkomende of redelijk gemakkelijk kunstmatig te maken actiniden zijn uranium en thorium, gevolgd door plutonium, americium, actinium, protactinium, neptunium en curium. Dit kunstmatig maken gebeurt in een kernreactor. Actiniden met de hoogste massagetallen worden kunstmatig gemaakt door uranium, plutonium, curium en californium te bombarderen met ionen van stikstof, zuurstof, koolstof, neon of boor in een deeltjesversneller, waarbij het beschoten element verandert in een ander element.

Geschiedenis

Net als bij de lanthaniden vormen de actiniden een familie van chemische elementen met vergelijkbare eigenschappen.

Het bestaan van op uranium lijkende elementen werd in 1934 gesuggereerd door Enrico Fermi, op basis van zijn experimenten. Hoewel tegen die tijd vier actiniden bekend waren, werd nog niet begrepen dat ze een familie vormden die vergelijkbaar was met lanthaniden.

Uranium en thorium waren de eerste ontdekte actiniden. Uranium werd in 1789 ontdekt door de Duitse chemicus Martin Heinrich Klaproth in pekblende-erts. Hij noemde het na de planeet Uranus, die was acht jaar eerder ontdekt.

Thoriumoxide (een verbinding met zuurstof) werd ontdekt door Friedrich Wöhler in het mineraal Thorianiet, dat werd gevonden in Noorwegen (1827). In 1828 maakte hij het thoriummetaal vrij en noemde het thorium naar de Noorse god van donder en bliksem Thor. Kijk voor de andere actiniden in de tabel.

Einsteinium en fermium werden ontdekt in 1952-1953 in de gevolgen (puin) van de "Ivy Mike" kernproef (1 november 1952), de eerste succesvolle test van een waterstofbom.

Gebruik

Hoewel actiniden een aantal gewone toepassingen hebben, zoals in rookmelders (americium) en gaskousjes voor in gaslampen (thorium), worden ze meestal gebruikt in kernwapens en als brandstof in kernreactoren.

Biologie

Radioactieve stoffen kunnen de menselijke gezondheid schaden via plaatselijke huidbesmetting, of interne blootstelling door inname van radioactieve isotopen, die giftig tot zeer giftig zijn.

Wanneer plutonium bijvoorbeeld het lichaam binnenkomt via lucht, voedsel of bloed (bijvoorbeeld een wond), bezinkt het meestal in de longen, lever en botten, waarbij slechts ongeveer 10% naar andere organen gaat, en blijft daar dan tientallen jaren. Actiniden vernietigen weefsels in het menselijk lichaam, veroorzaken kankertumoren, en sommige van deze elementen bereiken de botten, wijzigen de rode bloedcellen of verlagen hun aanmaak.