Aktinoidlar (aktiniyga o'xshash elementlar) VII davrning III В gruppacha f-elementlari bo'lib, ulaming soni 14 ta va 90 —103 - elementlarni o'z ichiga oladi. Bu metallarda 5f—orbitallar elektronlar bilan to'lib borib: Th(…5f06s26p67s2); Ra(…5f26s26p66d17s²); U(…5f36s26p66d17s²);
Np(…5f46s26p6d17s²); Pu(…5f66s26p66d27s²) va shu taxlit davom etib Z = 103 Lr da (…5f146s26p66d17s²) boʻladi. 5f- orbitallar energiyalari bo'yicha 6d orbitallarga juda yaqin va faqat 5f-orbitallar elektronlar bilan to'lib borgani uchun bu metallar va ularning birikmalari xossalari oʻzaro bir xil. Ularning barchasi radioaktiv metallardir.
Tabiatda uchrashi
Toriy, protaktiniy va uran juda oz miqdorda, neptuniy va plutoniy tabiatda ko'proq tarqalgan. Ko'p tarqalgan minerallari: (Ce, La, Th…) PO, (monatsit, 12% gacha Tho₂), torit ThSO, 77% gacha Tho₂), torianit (Th, U)O₂(93% gacha Tho₂), torogummit Th(SiO4)1-x, uranit UO₂, nasturin UOx(x = 2, 0 - 2, 6) kariotit K2(UO2)2(VO4)2·nH2O (n = 1—3), tyuyamunit Ca(UO2)2(VO4)2·nH2O (n = 4—10), otenit Ca(UO2)2(PO4)2·nH2O (n = 8—12).
Toriying yer po‘stlog‘idagi miqdori 6·10-5% uzoq yashovchi izotopi 232Th(T1/2 = 1,4·1010 yil), yana 13 xil (223—235) izotopi mavjud. Protaktiniy (≈12·10-10%), 231Pa(T1/2 = 3,4·104 yil).
Aktinoidlar ichida ko‘proq o‘rganilgani uran bo‘lib, uning misolida aktinoidlarning xossalari bilan tanishib chiqamiz.
Uran — 92 U radioaktiv element bo‘lib, uning 14 xil izotopi (224—237) mavjud. Uran eng uzoq yashovchi izotopi 238U (99,274%) boshqa (235U, 234U) izotoplari bilan birga tabiiy uranni tashkil etadi. Shuningdek, 11 xil sun’iy 227—223, 236, 237 izotoplar ham bor. Ulardan 233U — yadro yoqilg‘isi sifatida ahamiyatlidir. Boshqa aktinoidlar sun’iy yo‘l bilan olinadi.
Olinishi
Barcha aktinoidlarning tabiatda tarqalish miqdori (0,05—0,05% U) kam bo‘lgani uchun ularning rudalari avvalo boyitiladi. Boyitilgan ruda ftorli birikmalar bilan qayta ishlanib UF4 ga o‘tkaziladi. UF4 dan kalsiy yoki magniy ta’sirida qaytarish bilan texnik uran olinadi:
UF4 + 2Ca → [400-600∘] U + 2CaF2
Uranni olishdagi asosiy muammo uning izotoplarini ajratishdir, chunki faqat 235U — izotopi yadro bo‘linishi reaksiyalariga kirishadi. Buning uchun gazsimon UF6 tuzi termodiffuziya usuli bilan g‘ovaksimon tuzilishli filtrlardan o‘tkaziladi. Uranning birikmalari bilan ishlashda uning “kritik massa”siga, ya’ni yadro bo‘linishi reaksiyasi boshlanadigan eng kam miqdoriga e’tibor berish kerak. Shunga ko‘ra, uning ko‘p miqdordagi tuzlari yoki eritmalari bilan ishlash mumkin emas.
Fizikaviy xossasi
Qqish-kulrang po‘lat rangli, og‘ir metall (ρ=19,12 g/sm3), 1132°C da suyuqlanadi. Uch xil polimorf modifikatsiyasi mavjud:
α-U → 662° β-U → 769° γ-U
(ortorombik tuzilishi) (tetragonal) (yoqlarida markazlashgan kub)
Aktiv metallar E0U3+/U0=−1,789 V qatoriga kiradi va ko‘pchilik elementlar bilan birikmalar hosil qiladi.
Oksidlari. Kislorod bilan birikib qator oksidlar hosil qiladi:
U + O2 → 150° (UO2, U4O9, U5O13, U3O8, UO3)
Bularning orasida UO2 va UO3. UO2 — asosli, UO3 — amfoter (kislotali xossasi yuqoriroq) oksid, H2UO4 va H2UO4 tarkibli kislotalarni hosil qiladi. Kislotalar bilan UO3 ta’sirlashib, UO2SO4 va UO2(NO3)2 uranil tuzlarini hosil qiladi.
Galogenli birikmalari
Ftor bilan oddiy sharoitda
2U + 3F2 → 2UF3 (yoki UF4)
ni hosil qiladi. Boshqa galogenlar bilan qizdirilganda birikadi. UF6 va UCl6 juda aktiv moddalar bo‘lib suv ta’sirida gidrolizlanadi va oksigalogenidlarni hosil qiladi:
UF6 + 2H2O → UO2F2 + 4HF
UO22+ — uranil (II) ioni deyiladi; kationlarga xos xususiyatlar namoyon qiladi.
Uran S, Se, Te lar bilan ta’sirlashib US, U2S3, US2, USe, U2Se3, USe2, UTe, U3UTe2 tarkibli xalkogenidlarni hosil qiladi.
Uranning tuzlari
Sariq rangli moddalar bo‘lib, UO2SO4, UO2(CH3COO)2 va UO2(NO3)2 suvda yaxshi eriydigan, UO2HPO4, NaUO2(CH3COO)2 va NH4UO2PO4 yomon eruvchan moddalardir.
Turli tarkibli [UO2F3]-, [UO2F5]3-, [UO2(CO3)(H2O)2]2-, [UO2(SO4)2]2-, [UO2(NO3)4]2- komplekslari mavjud.
Ishlatilishi
Uran va uning birikmalarini ishlatilish sohasi yadro energetikasidir. 233U va 235U izotoplari “yadro yonilg‘isi” va 238U — izotopi plutoniy 239Pu — izotopini olish manbaidir. 238U va 235U — izotoplari aralashmasini ishlatish iqtisodiy jihatdan qulay bo‘lib, bir vaqtda yadro bo‘linishi va plutoniy hosil bo‘lishi hisobiga ko‘p energiya hosil qiladi. Shunday maqsadlarda UO2, U3O8, UN va UC ham ishlatiladi.
Ba’zi tuzlari UF4 uran olish maqsadida, UF6 izotoplarini ajratishda, UJ4 toza uran metallini olishda ishlatiladi.
