Actinoide

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Actinoide [-noˈiːdə] („Actiniumähnliche“; griech.: Endung -οειδής (-oeides) „ähnlich“) ist eine Gruppenbezeichnung bestimmter ähnlicher Elemente. Zugerechnet werden ihr das Actinium und die 14 im Periodensystem folgenden Elemente: Thorium, Protactinium, Uran und die Transurane Neptunium, Plutonium, Americium, Curium, Berkelium, Californium, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium und Lawrencium. Im Sinne des Begriffs gehört Actinium nicht zu den Actiniumähnlichen, jedoch folgt die Nomenklatur der IUPAC hier dem praktischen Gebrauch. Die frühere Bezeichnung Actinide entspricht nicht dem Vorschlag der Nomenklaturkommission, da nach diesem die Endung „-id“ für binäre Verbindungen wie z. B. Chloride reserviert ist; die Bezeichnung ist aber weiterhin erlaubt.[1][2] Alle Actinoide sind Metalle und werden auch als Elemente der Actiniumreihe bezeichnet.

89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr

Begriffliche Abgrenzung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Alle Actinoide sind radioaktiv. Einige sind in feinverteiltem Zustand pyrophor. Die Actinoide gehören wie die Lanthanoide zu den inneren Übergangselementen oder f-Block-Elementen, da in diesen Reihen die f-Unterschalen mit Elektronen aufgefüllt werden.

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Alle Actinoide bilden dreifach geladene Ionen, sie werden wie das Actinium als Untergruppe der 3. Nebengruppe aufgefasst. Die „leichteren“ Actinoide (Thorium bis Americium) kommen in einer größeren Anzahl von Oxidationszahlen vor als die entsprechenden Lanthanoide.[4]

Farben der Actinoid-Ionen in wässriger Lösung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Oxidationszahl[5][6] 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
+3 Ac3+
farblos
(Th3+)
tiefblau
(Pa3+)
blauschwarz
U3+
purpurrot
Np3+
purpurviolett
Pu3+
tiefblau
Am3+
gelbrosa
Cm3+
farblos
Bk3+
gelbgrün
Cf3+
grün
Es3+
blassrosa
Fm3+
 
Md3+
 
No3+
 
Lr3+
 
+4 Th4+
farblos
Pa4+
blassgelb
U4+
smaragdgrün
Np4+
gelbgrün
Pu4+
orangebraun
Am4+
gelbrot
Cm4+
blassgelb
Bk4+
beige
Cf4+
grün
+5 PaO2+
farblos
UO2+
blasslila
NpO2+
grün
PuO2+
pink
AmO2+
gelb
+6 UO22+
gelb
NpO22+
rosarot
PuO22+
altrosé
AmO22+
zitronengelb
+7 NpO23+
tiefgrün
PuO23+
blaugrün
(AmO65−)
dunkelgrün

Verbindungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eigenschaften beziehen sich auf das häufigste bzw. stabilste Isotop.

Oxide[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die vierwertigen Oxide der Actinoide kristallisieren im kubischen Kristallsystem; der Strukturtyp ist der CaF2-Typ (Fluorit) mit der Raumgruppe Fm3m (Raumgruppen-Nr. 225)Vorlage:Raumgruppe/225 und den Koordinationszahlen An[8], O[4].

Dioxide der Actinoide[7]
Name Thorium(IV)-
oxid
Protactinium(IV)-
oxid
Uran(IV)-
oxid
Neptunium(IV)-
oxid
Plutonium(IV)-
oxid
Americium(IV)-
oxid
Curium(IV)-
oxid
Berkelium(IV)-
oxid
Californium(IV)-
oxid
CAS-Nummer 1314-20-1 12036-03-2 1344-57-6 12035-79-9 12059-95-9 12005-67-3 12016-67-0 12010-84-3 12015-10-0
PubChem 14808 10916
Summenformel ThO2 PaO2 UO2 NpO2 PuO2 AmO2 CmO2 BkO2 CfO2
Molare Masse 264,04 g·mol−1 263,04 g·mol−1 270,03 g·mol−1 269,05 g·mol−1 276,06 g·mol−1 275,06 g·mol−1 279,07 g·mol−1 279,07 g·mol−1 283,08 g·mol−1
Schmelzpunkt 3390 °C 2878 °C 2600 °C 2400 °C 1000 °C (Zers.) 380 °C (Zers.)
Siedepunkt 4400 °C 2800 °C
Strukturformel Strukturformel__ An4+     __ O2−
Raumgruppe Fm3m (Nr. 225)Vorlage:Raumgruppe/225
Koordinationszahlen An[8], O[4]
Gitterkonstanten 550,5 pm 547 pm 543 pm 540 pm 533 pm 536 pm 533 pm 531 pm

Halogenide[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die dreiwertigen Chloride der Actinoide kristallisieren im hexagonalen Kristallsystem. Die Struktur des Uran(III)-chlorids ist die Leitstruktur für eine Reihe weiterer Verbindungen. In dieser werden die Metallatome von je neun Chloratomen umgeben. Als Koordinationspolyeder ergibt sich dabei ein dreifach überkapptes, trigonales Prisma, wie es auch bei den späteren Actinoiden und den Lanthanoiden häufig anzutreffen ist. Es kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P63/m (Raumgruppen-Nr. 176)Vorlage:Raumgruppe/176 und zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.[8]

Dreiwertige Fluoride der Actinoide[7]
Name Uran(III)-
fluorid
Neptunium(III)-
fluorid
Plutonium(III)-
fluorid
Americium(III)-
fluorid
Curium(III)-
fluorid
Berkelium(III)-
fluorid
Californium(III)-
fluorid
CAS-Nummer
PubChem
Summenformel UF3 NpF3 PuF3 AmF3 CmF3 BkF3 CfF3
Molare Masse
Schmelzpunkt 1425 °C 1396 °C 1393 °C 1406 °C
Siedepunkt
Strukturformel __ An3+     __ F
Raumgruppe  ????
Koordinationszahlen
Gitterkonstanten[8] a = 712,9 pm
c = 728,8 pm
a = 709,3 pm
c = 725,4 pm
a = 704,4 pm
c = 722,5 pm
a = 699,9 pm
c = 717,9 pm
a = 670 pm
b = 709 pm
c = 441 pm
a = 665,3 pm
b = 703,9 pm<
c = 439,3 pm
Vierwertige Fluoride der Actinoide[7]
Name Thorium(IV)-
fluorid
Uran(IV)-
fluorid
Neptunium(IV)-
fluorid
Plutonium(IV)-
fluorid
Americium(IV)-
fluorid
Curium(IV)-
fluorid
Berkelium(IV)-
fluorid
Californium(IV)-
fluorid
CAS-Nummer
PubChem
Summenformel ThF4 UF4 NpF4 PuF4 AmF4 CmF4 BkF4 CfF4
Molare Masse
Schmelzpunkt 1037 °C
Siedepunkt
Strukturformel __ An4+     __ F
Raumgruppe  ????
Koordinationszahlen
Gitterkonstanten[8]
Dreiwertige Chloride der Actinoide[7]
Name Uran(III)-chlorid Neptunium(III)-
chlorid
Plutonium(III)-
chlorid
Americium(III)-
chlorid
Curium(III)-
chlorid
Berkelium(III)-
chlorid
Californium(III)-
chlorid
CAS-Nummer 10025-93-1 20737-06-8 13569-62-5 13464-46-5 13537-20-7 13536-46-4 13536-90-8
PubChem 167444
Summenformel UCl3 NpCl3 PuCl3 AmCl3 CmCl3 BkCl3 CfCl3
Molare Masse 344,387 g·mol−1 343,406 g·mol−1 350,32 g·mol−1 349,42 g·mol−1 353,43 g·mol−1 353,428 g·mol−1 357,438 g·mol−1
Schmelzpunkt 837 °C 800 °C 767 °C 715 °C 695 °C 603 °C 545 °C
Siedepunkt 1657 °C 1767 °C 850 °C
Strukturformel Kristallstruktur des UCl3-Typs__ An3+     __ Cl
Raumgruppe P63/m (Nr. 176)Vorlage:Raumgruppe/176
Koordinationszahlen An[9], Cl[3]
Gitterkonstanten[8] a = 745,2 pm
c = 432,8 pm
a = 740,5 pm
c = 427,3 pm
a = 739,4 pm
c = 424,3 pm
a = 738,2 pm
c = 421,4 pm
a = 726 pm
c = 414 pm
a = 738,2 pm
c = 412,7 pm
a = 738 pm
c = 409 pm
Dreiwertige Bromide der Actinoide[7]
Name Uran(III)-
bromid
Neptunium(III)-
bromid
Plutonium(III)-
bromid
Americium(III)-
bromid
Curium(III)-
bromid
Berkelium(III)-
bromid
Californium(III)-
bromid
CAS-Nummer
PubChem
Summenformel UBr3 NpBr3 PuBr3 AmBr3 CmBr3 BkBr3 CfBr3
Molare Masse
Schmelzpunkt 681 °C
Siedepunkt
Strukturformel __ An3+     __ Br
Raumgruppe  ????
Koordinationszahlen
Gitterkonstanten[8]
Dreiwertige Iodide der Actinoide[7]
Name Thorium(III)-
iodid
Uran(III)-
iodid
Neptunium(III)-
iodid
Plutonium(III)-
iodid
Americium(III)-
iodid
Curium(III)-
iodid
Berkelium(III)-
iodid
Californium(III)-
iodid
Einsteinium(III)-
iodid
CAS-Nummer
PubChem
Summenformel Th I3 U I3 Np I3 Pu I3 Am I3 Cm I3 Bk I3 Cf I3 Es I3
Molare Masse
Schmelzpunkt 766 °C 767 °C 777 °C
Siedepunkt
Strukturformel __ An3+     __ I
Raumgruppe  ????
Koordinationszahlen
Gitterkonstanten[8] a = 432,8 pm
b = 1401,1 pm
c = 1000,5 pm
a = 430 pm
b = 1403 pm
c = 995 pm
a = 433 pm
b = 1395 pm
c = 996 pm
a = 742 pm
c = 2055 pm
a = 744 pm
c = 2040 pm
a = 758,4 pm
c = 2087 pm
a = 758,7 pm
c = 2081,4 pm
a = 753 pm
c = 2084,5 pm

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Wolfgang Liebscher, Ekkehard Fluck: Die systematische Nomenklatur der anorganischen Chemie. Springer, Berlin 1999, ISBN 3-540-63097-X.
  2. Neil G. Connelly (Red.): Nomenclature of inorganic chemistry – IUPAC recommendations 2005. Royal Society of Chemistry, Cambridge 2005, ISBN 0-85404-438-8.
  3. Janis 4 - Java-based Nuclear Data Information System
  4. Guttmann, Hengge: Anorganische Chemie. VCH, Weinheim / New York / Basel / Cambridge 1990.
  5. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1956.
  6. dtv-Atlas zur Chemie 1981, Teil 1, S. 224.
  7. a b c d e f Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com entnommen.
  8. a b c d e f Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements: Bd. 3, 2006, Springer, ISBN 1-4020-3555-1.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Actinoide – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien