7.2. Actinoide

1. ₉₀Th (Thorium)
2. ₉₁Pa (Protactinium)
3. ₉₂U (Uran)
4. ₉₃Np (Neptunium)
5. ₉₄Pu (Plutonium)
6. ₉₅Am (Americium)
7. ₉₆Cm (Curium)
8. ₉₇Bk (Berkelium)
9. ₉₈Cf (Californium)
10. ₉₉Es (Einsteinium)
11. ₁₀₀Fm (Fermium)
12. ₁₀₁Md (Mendelevium)
13. ₁₀₂No (Nobelium)
14. ₁₀₃Lr (Lawrencium) (erstes Isotop 1961 entdeckt)

Generell lässt sich im Vergleich der Actinoide mit den Lanthonoiden feststellen:
Wie bei den Lanthanoide erfolgt die Auffüllung der 5f-Schale (statt der 4f-Schale bei den Lanthanoiden). Es gibt eine der Lanthanoidenkontraktion entsprechende Actinoiden-Kontraktion. Besonders stabil sind Ionen mit f⁰ (Lanthan bzw. Actinium), f⁷ (Gadolinium bzw. Curium) und f¹⁴ (Lutetium bzw. Lawrencium). Wie bei den Lanthanoiden gibt es auch hier zwei Teilgruppen, von f⁰ bis f⁷ (frühe Actionide) und f⁷ bis f¹⁴ (späte Actinoide). Auch der Verlauf der Farbigkeit der Ionen ist ähnlich wie bei den Lanthanoiden: Ac³⁺ ist farblos, Np³⁺ dagegen purpurrot.
Im Unterschied zu den Lanthanoiden sind alle Elemente radioaktiv, die Chemie ist nur von Thorium und Uran gut bekannt. Die Elemente sind chemisch sehr unterschiedlich und haben eine deutlich vielfältigere Chemie (z.B. sehr viele Oxidationsstufen) als die Lanthanoide. Beispielsweise gibt es sehr viele U-Oxide und -halogenide mit Uran in den Oxidationsstufen +III, +IV, +V und +VI. D.h. wie bei den Nebengruppen bevorzugen auch bei den Lanthanoiden und Actinoiden die schwerere Homologe höhere Oxidationsstufen. Es gibt keine leicht erklärbaren Regelmäßigkeiten in den Oxidationsstufen, z.B. ist bei Thorium nur bis +IV, bei Uran dagegen bis +VI bekannt.

An dieser Stelle sollen nur einzelne wichtige Elemente und deren wichtigste Verbindungen genannt werden:

• Thorium kommt überwiegend als vierwertiges Kation vor. Das Mischoxide CeO₂/ThO₂ wird für Glühstrümpfe (früher Glühbirnen, Camping) verwendet. ThO₂ wurde früher als Tiegelmaterial für Hochtemperatursynthesen verwendet.
• Von Protactinium Pa ist über die Chemie nur wenig bekannt.
• Uran ist sicher das wichtigste Element der Actinoiden-Reihe. Es hat eine Isotopenzusammensetzung von 99 % 238 und 1% 235. Da nur ²³⁵U als Kernbrennstoff (Zerfall nach Beschuß mit thermischen Neutronen) verwendet werden kann, stellt neben der Gewinnung vor allem die Isotopentrennung einen wichtigen Schritt dar. Gewinnung: U₃O₈ + H₂SO₄ (HNO₃ ⟶ Uranylsulfat(nitrat) ⟶ + HF ⟶ UF₄ ⟶ Cu,Mg ⟶ U Mit dem sukzessiven Ausstieg aus der Kernenergie bleibt das Entsorgungsproblem, das meist mit der Verglasung und Endlagerung der Abfälle gelöst wird.
  Uran bildet Verbindungen in den Oxidationsstufen von +III bis +VI, z.B. die Reihe:
  • UCl₃ (Uran mit CN 9)
  • UCl₄ (CN 8)
  • U₂Cl₁₀ (molekulare Verbindungen mit CN=6)
  • UCl₆ (ebenfalls molekular mit CN 6)
  Uran bildet auch verschiedene Komplexverbindungen. eine besonders einfache ist das sogenannte Uranocen (mit planarem Cyclooctatetraen): [U^[IV](C₈H₈)₂].
• Die weiteren Elemente ab Neptunium haben nur eine geringe Bedeutung als 'chemische' Elemente, da alle Isotrope stark radioaktiv sind.

• ₁₀₄Rf: Rutherfordium (Eka-Hf)
• ₁₀₅Db: Dubnium (Eka-Tantal, gelegentlich auch noch Hahnium oder Joliotium genannt)
• ₁₀₆Sg: Seaborgium (Eka-W)
• ₁₀₇Bh: Nielsborium (Eka-Re) Halbwertszeit des Isotopes 261: 11.8 ms)
• ₁₀₈Hs: Hassium (Eka-Os) Halbwertszeit des Isotopes 265: 1.8 ms)
• ₁₀₉Mt: Meitnerium (Eka-Ir) Halbwertszeit des Isotopes 267: 7 ms)
• ₁₁₀Ds: Darmstadtium (Eka-Pt): ⁶²Ni + ²⁰⁸Pb ⟶ ²⁶⁹110 + ¹n (Halbwertszeit des Isotopes 270: 1.4 ms)
• 111 (Eka-Au): ⁶⁴Ni + ²⁰⁹Bi ⟶ ²⁷²111 + ¹n (Halbwertszeit des Isotopes 272: 1.5 ms, Röntgenium)
• 112 (Eka-Hg):
• 113 (Eka-Tl): ⁷⁰Zn + ²⁰⁹Bi ⟶ ²⁷⁸113 + ¹n
• 114 (Eka-Pb): ⁷⁶Ge + ²⁰⁹Bi ⟶ ²⁸³114 + ¹n

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Inhalt

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Kap. 5

Kap. 6

Kap. 7

Kap. 8

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