Лекция (30) (1097153)

Файл №1097153 Лекция (30) (Сборник презентаций лекций)Лекция (30) (1097153)2019-04-28СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

АктинидыА.В.Шевельков, Ю.М.Киселев, Е.А.ГудилинАктиний и актинидыСимволAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrZ8990919293949596979899100101102103Наиболее стабильныйизотоп227Ac232Th231Pa238U237Np244Pu243Am247Cm247Bk251Cf252Es257Fm258Md259No262LrПериод егополураспада22 года1010 лет30000 лет4.5·109 лет2·106 лет8·107 лет7000 лет1.5·107 лет1400 лет890 лет471 день101 день56 дней58 минут3 минутыГод открытия189918281917178919401940194419441949195019541954195519581961Электронная конфигурация AnМ0 [Rn]M3+ С.О.[Rn]М0 [Rn]M3+[Rn]С.О.Ac6d17s25f03Th6d27s25f1(2),3,4Bk5f97s25f8(2),3,4Pa5f26d17s25f23,4,5Cf5f107s25f92,3,(4)U5f36d17s25f33,4,(5),6Es5f117s25f102,3Np5f46d17s25f4(3),4,5,6,7Fm5f127s25f112,3Pu5f67s25f53,4,5,6,7Md5f137s25f122,3Am5f77s25f62,3,4,5,6,(7)No5f147s25f132,3Cm5f76d17s25f7(2),3,4,(5)Lr5f146d17s25f143Атомные и ионные радиусы AnR, пм20018016014012010080An0An3+Ac Pa Np Am Bk Es Md LrTh U Pu Cm Cf Fm NoИзменение свойств актинидовТ.пл., оС1800плотность, г/см316001400221200201000188001660014AcPaThNpUAmPuBkCmCf1210AcPaThNpUAmPuBkCmCfОбзор актинидов1.

Заполняется f-подуровень 5-го периода2. Близость 5f и 6d орбиталей обеспечивает легкостьперехода электронов между ними3. Для всех актинидов характерны высокиекоординационные числа4. Элементы от Th до Cm проявляют разнообразиестепеней окисления5. Для тяжелых актинидов характерна устойчиваястепень окисления +3Различия лантанидов и актинидов1.

Актиниды не имеют стабильных изотопов2. 4f-орбитали не принимают участия в ковалентной связи, 5fорбитали – принимают3. Легкие актиниды похожи на d-металлы с тем же числомвалентных электронов: образуют устойчивые комплексы ипроявляют высокие с.о.ScTiVCrMnFeCoNiYZrNbMoTcRuRhPdLaHfTaWReOsIrPtAcThPaUNpPuAm (Cm)Промышленно значимые минералыМинералСоставМонацит(Ce, La,…)PO450-68% Ln2O3, 22-31,5% P2O5, 5% Y2O3, 7% ZrO2,6% SiO2, 35% ThO2, 0,1-0,3%UБастнезит(Ce, La, Pr)CO3F36,9-40,5% Ce2O3, 36,3% (La, Nd, Pr)2O3, 19,8-20,2%CO2, 2,2-8,5% FЭвксенит(Y, Er, Ce, U, Pb,Ca)(Nb, Ta, Ti)2(O, OH)818,3-33% Nb2O5; 1,0-25,0% Ta2O5; 17-26,4% TiO2;2,6-16,0 UO2; 12,0% UO3; 1,5-4,7% ThO2; 16,328,8% (Y,Er)2O3; 0,4-9,5 Ce2O3; 0,1-2,3% CaO; 1,44,9% H2OЛопарит39,2-40% TiO2; 32-34% (Ce,La)2O3; 8-10%(Na, Ca, Ce,…)(Ti, (Nb,Ta)2O5; 4,2-5,2 CaO; 7-9% Na2O; 0,5-0,6% ThNb)O3МеталлотермияAnОсновнойметод Получаемыеполучения металловколичестваAcAc2O3 +Th (t )ThПереработка карбидарафинированием(метод Ван Аркеля)PaТо же1-2 граммPaF3 + Ba (t ) PaF4+ Ba (t )UUF4 + Ca (Mg) (t )килограммы, тонны−−NpNpF4 + Ca (Mg) (t )1-5 грамм−−PuPuF4 + Ca (Mg) (t )килограммыPuO2 + Th (t )AmAm2O3 + La (t )МиллиграммыграммыCmCm2O3 + Th (t )миллиграммы−−BkBkF3 + Li (t )миллиграммы−−СfCf2O3 + La (t )миллиграммы−−EsEs2O3 + La (t )микрограммыг−−−−иодидным килограммыДругой методполучения−−Переработка металлапо Ван Аркелю− Am O + Th2 3Свойства металлов1.

Хорошо изучены свойства металлов от Ас до Cm.Химия Lr почти не исследована.2. Наиболее подробно изучена химия Th и U3. Все металлы серебристые, темнеют на воздухе.4. Для всех металлов известно много полиморфныхмодификаций.5. Все металлы относительно плохо проводятэлектрический ток и тепло.6. Все металлы устойчивы к действию щелочей.Свойства металлов7. Все металлы растворяются в кислотах. Только актинийреагирует с водой2Ac + 6H2O = 2Ac(OH)3 + 3H28. Pa – наименее активный металл, не реагирует сразбавленными кислотами4Pa + 5O2 = 2Pa2O5(to)PaV2Pa + 5Br2 = 2PaBr5(to)PaV2Pa + 3H2 = 2PaH3(to)PaIIIPaBr59. Максимальная с.о. наиболее устойчива для Np (+7)3K3[NpVIIO4](OH)2] + K3[Cr(OH)6] = 3K2NpVIO4 + K2CrO4 +4KOH + 4H2OПолучение актинидов1.

Только Th и U получают химическими методами2. Остальные элементы получают в результате ядерногосинтезаБомбардировка нейтронами:23892U+ 10n = 23993Np + e-ГленнСиборг1912-1999Бомбардировка -частицами:25399Es+ 42He = 256101Md + 10nБомбардировка ядрами углерода:23892U+ 126C = 24698Cf + 410nГеоргийФлёров1913-1990Получение торияTh распространен также, как и свинец (0.0001 мас.%)Основные минералы:монацит (Ln,Th)PO4, торит Th(SiO4)2монацитH2SO4, H2O(Ln,Th)PO4Th(SO4)2 + Ln2(SO4)3NH3 H2OторитTh(OH)2SO41) H2C2O4ThCaHClThCl4Th(OH)42) NaOHПолучение уранаU в 2 раза меньше в земной коре, чем ThОсновные минералы карнотит и урановая смолкаK2O 2UO3 V2O5 3H2OU3O82U3O8Na2CO3 + O21) H2SO4Na4[UO2(CO3)3](NH4)2U2O7Na4[UO2(CO3)3]toUO2UF4 + 2Mg = 2MgF2 + U2) NH3HF(NH4)2U2O7карнотитUF4(to)U 3 O8Химия тория1.

Реагирует с кислотамиTh + 4HCl = ThCl4 + 2H2Th + HNO3 (конц)2. Реагирует с неметалламиTh + O2 = ThO2ThIVTh + 2Cl2 = ThCl4ThIVTh + 2I2 = ThI4ThIVTh + H2 = ThH2ThIIThO2ThH2ThCl4ThBr4Оксид и гидроксид тория1. Оксид тугоплавокTh(OH)4 = ThO2 + 2H2OТ.пл. = 3220 оС2. Гидроксид ThIV нерастворим в водеThCl4 + 4NH3·H2O = Th(OH)4↓ + 4NH4ClПР = 1042Th(OH)4 + 4HNO3 = Th(NO3)4 + 4H2OTh(OH)4 + 2H2SO4 = Th(SO4)2 + 4H2O3. Соли ThIV устойчивы в растворе, не гидролизуютсяTh(NO3)4 + 8H2O[Th(H2O)8]4+ + 4NO3Th(OH)4 + CO2 = ThOCO3 + 2H2Oво влажном воздухе4. Известны пероксиды4Th(NO3)4 + 6H2O2 + 2H2O = Th4O14 + 16HNO3Галогениды торияThF4ThCl4ThBr4ThI4Бесцв.Бесцв.Бесцв.ЖелтыйТ.пл., оС1070770678566Т.кип., оС16809208808374822852271608888РРРЦвет0fH 298,кДж/мольК.ч.

вкристаллеРаств. в водеПР = 1025ThF4 (тв) + NH4F (р-р) = (NH4)3[ThF7]ThF4 (тв) + NH4F (р-р) = (NH4)4[ThF8]ThCl4 + 2KCl = K2[ThCl6]аналог Zrаналог HfКомплексы торияВысокие координационные числаК.ч. = 7Th(NO3)4 + 3KNO3 = K3[Th(NO3)7]К.ч. = 8[Th2(PO4)3]–Th(NO3)4 + 4(NH4)2C2O4 = (NH4)4[Th(C2O4)4] + 4NH4NO3К.ч. = 92Th(OH)4 + 2H3PO4 + NaH2PO4 = Na[Th2(PO4)3] + 8H2OК.ч. = 10ThOCO3 + 4Na2CO3 + H2O = Na6[Th(CO3)5] + 2NaOHTh(OH)4 + 5Na2CO3 = Na6[Th(CO3)5] 4NaOHК.ч.

= 20ThCl4 + 4Na(cp) = Th(cp)4 + 4NaClВосстановление тория(IV)1. Реакции сопропорционирования3ThI4 + Th = 4ThI3в вакууме, при 700 оС15ThBr4 + 9Th = 4Th6Br15в вакууме, при 850 оС15ThBr4 + 9Th + 4Fe = 4Th6(Fe)Br152. Реакции тория с неметаллами2Th + 3S = Th2S3 в атмосфере аргона3. Восстановление солей ThIV2Th(SO4)2 + 2HN3 = Th2(SO4)3 + 3N2 + H2SO4Th6(Fe)Br15соли ThIII устойчивы только в сильно кислой средеХимия урана1. Уран – активный металлмедленно при н.у.3U + 4O2 = U3O8U + 2H2O = UO2 + 2H2 выше 200 оС бурно(to)2U + 3H2 = 2UH3UO2(NO3)22.

Реакции с галогенамиU + F2 = UF6UVIU + 5/2Cl2 = UCl5 UVU + 2Br2 = UBr4UIVU + 3/2I2 = UI3UIIIлегко разлагаетсяUO2Br3. Реакции с кислотамиU + 4HCl = UCl4 + 2H2UIVU + 4HNO3 = UO2(NO3)2 + 2NO + 2H2OUVIСоединения урана(VI)1. UF6 – окислитель и фторирующий агентUF6 + H2O = UOF4 + 2HF2. Кислородные соединения UVI устойчивы3U3O8 + 20HNO3 (конц) = 9UO2(NO3)2 + 2NO + 10H2O3U3O8 + 18HCl + 2HNO3 = 9UO2Cl2 + 2NO + 10H2O3. Пероксид UVIUO2(NO3)2 + 2H2O2 = UO2(O2) H2O↓ + 2HNO3d(U O) = 188 пм, d(U O) = 223 пм[UO2(H2O)6]2+Соединения урана(VI)4.

Оксид и гидроксид UVIUO2(NO3)2 + 2NaOH = UO2(OH)2↓ + 2NaNO3ПР = 10UO2(OH)2 = UO3 + H2O выше 420 оСАмфотерностьАнион U2O72- в Rb2U2O7UO3 + H2O = UO2(OH)2 медленно, при н.у.2UO2(NO3)2 + 6KOH = K2U2O7↓ + 4KNO3 + 3H2OоранжевыйK2U2O7 + 4HCl = 2UO2Cl2 + 2NH4Cl + H2O22Комплексы урана(VI)Комплексы UVI делают уран похожим на d-металлыRb2U2O7 + 6Rb2CO3 + 3H2O = 2Rb4[UO2(CO3)3] + 6RbOHUO2(CH3COO)2 + Zn(CH3COO)2 = Zn[UO2(CH3COO)3]2желтый, растворим3Zn[UO2(CH3COO)3]2 + 2NaCl + 6H2O =2NaZn[UO2(CH3COO)3]3 6H2O + ZnCl2желтый осадокK2U2O7 + 10KNCS + 3H2O = 2K3[UO2(NCS)5] + 6KOH[UO2(NCS)5]3–[UO2(CO3)3]4–Соединения урана в низких с.о.1.

ОксидыU3O8 + 2CO = 3UO2 + 2CO2U3O8 + 2H2 = 3UO2 + 2H2OUO2 темно-коричневый, т.пл. = 2775 оС2. Свойства UIVUO2 + 4HF = UF4 + 2H2O зеленый, ПР = 6 1022,т.пл.=1309 КUO2SO4 + Zn + 2H2SO4 = U(SO4)2 + ZnSO4 + 2H2OU(SO4)2 + 4KOH = U(OH)4 + 2K2SO4ПР = 1052U(OH)4 растворим только в кислотах3. Окисление и восстановление UIV5U(SO4)2 + 2KMnO4 + 2H2O = 5UO2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4+ 2H2SO42U(SO4)2 + H2OU2(SO4)3 + ½O2 + H2SO4Red/Ox свойства соединений урана1. Диаграмма Латимера для рН = 0UO22++0.33 ВU4+20.61 В1.80 ВU3+nEU0Cr1Mo02. Диаграмма Фростадля рН = 0-1W-2-3-4-5U-60123n456Химия плутония1. Pu растворяется в кислотах-неокислителях, но нереагирует с водой и щелочами2Pu + 6HCl = 2PuCl3 + 3H2Соли Pu3+ окрашены в зеленый цвет2. Pu демонстрирует наибольшее разнообразие с.о.Pu + 3K2S2O8 + 4H2O = K2PuO4 + 2K2SO4 + 4H2SO4PuCl3PuVIPu + O2 = PuO2(to)PuIV2Pu + 3Cl2 = 2PuCl3(to)PuIIIPu + H2 = PuH2(to)PuII3.

Наиболее устойчивые степени окисления +3 и +41 — Управляющий стержень;2 — Радиационная защита;3 — Теплоизоляция;4 — Замедлитель;5 — Ядерное топливо;6 — Теплоноситель.АЭСФукусима (2011)Чернобыль (1986)U-235 / U – 238(UF6).

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
1,74 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее