Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 13 maj 1950 - Aktinidserien, av SHl - Ny metod för framställning av aluminium, av E R—s
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
.446
TEKNISK TIDSKRIFT
Aktinidserien. I de vanligen förekommande tabellerna
över periodiska systemet brukar aktinium sättas under de
sällsynta jordarterna, torium under hafnium, protaktinium
under tantal och uran under wolfram. Transuranerna
skulle då komma att stå under rhenium, osmium, iridium
och platina, dvs. man kunde vänta, att någon av dem skulle
ha kemiska egenskaper liknande platinametallernas. När
Seaborg och hans medarbetare framställde och påvisade
de båda sista transuranerna, americium och curium
(Tekn. T. 1947 s. 140), byggde de emellertid på antagandet,
att dessa element tillhörde en grupp av metaller analog
med de sällsynta jordarterna. Den senare gruppen börjar
med lantan, under det den förra måste anses börja med
aktinium. De har därför kallats lantanid- resp.
aktinidserien.
Lantan kommer närmast efter barium, som har alla
tänkbara 6s-elektroner*, och därför måste de inre
elektronskalen börja fyllas med detta element. Härvid är Uf- och
5d-elektroner i lur. Lantan har en 5d-elektron, under det
antalet 4/-elektroner växer från 0 till 14 för de sällsynta
jordarterna. Först därefter kommer 5d-elektronerna hos
övergångselementen hafnium till kvicksilver. Analogt
härmed skall 5/-elektronerna börja komma i aktiniumatomen
med inslag av en eller två 6d-elektroner. Seaborg
sammanfattar bevisen för denna uppfattning i fem grupper,
nämligen kemiska egenskaper, absorptionsspektra i
vattenlösning och i kristaller, kristallografisk struktur, magnetisk
permeabilitet, spektroskopiska data.
Förutsättes antagandet om aktinidserien riktigt, skall
oxidationstalet tre vara karakteristiskt för dessa element.
Visserligen kan uran vara sexvärt, men när man går uppåt
i serien, blir det allt svårare att framställa föreningar med
fyr- eller sexvärd metall. Det finns alltså en tydlig tendens
mot trevärdighet. Detta framgår av tabell 1, i vilken
hittills kända haloidföreningar av uran och transuranerna är
angivna. Såvitt man vet, är det mycket svårt och troligen
omöjligt att framställa annat än trihaloider av americium
och curium.
I tabell 2 har de kända oxidationstalen för lantanid- och
aktinidseriens element sammanförts. Talen inom parentes
anger osäkra eller ovanliga tillstånd. Denna tabell har
blott begränsad betydelse, därför att även oxidationstal,
som blott förekommer i fasta föreningar, är medtagna. Det
skulle emellertid också vara missvisande att utesluta dem,
då en viss jons existens i vattenlösning påverkas av
specifika kemiska processer, såsom hydratation och
komplexbildning, och är godtyckligt begränsad genom jonens
förmåga att oxidera eller reducera vatten.
De högre oxidationstillstånden för de lättare elementen
i aktinidserien visar, att 5/-elektronerna avges lättare än
^/-elektronerna i lantanidserien, ett förhållande, som
kunde väntas på grund av deras lägre joniseringspotential.
Det är okänt, huruvida de icke utnyttjade elektronerna
vid de lägre oxidationstillstånden är 5f- eller 6d-elektroner
eller av båda typerna, ty dessas bindningsenergi är mycket
nära lika just i detta område. Av urans, neptuniums och
plutoniums kemiska egenskaper måste slutas, att upp till
tre 5/-elektroner kan avges ganska lätt, men att de blir
fastare bundna, när atomnumret växer.
Ett par av transuranerna har framställts i metallisk form.
De har visat sig vara starkt elektropositiva i likhet med
sällsynta jordartsmetaller men till skillnad från elementen
hafnium till iridium, för vilka den elektropositiva karak-
Tabell 1. Några au de tyngsta elementens haloider
Element Fluorider Klorider Bromider Jodider
92 U UF» UF5UF4 UFs UCUUCUUCUUCl» UB^UBrs UJiUJa
93 Np NpF«NpFsNpF4NpFs NpCUNpCh NpBnNpBrs NpJa
94 Pu PuF« PuFs PuCb PuBrs PuJs
95 Am AmFa AmCls AmBrs AmJ3
* Beteckningarna för olika elektrontyper och elektronformler har
förklarats i Tekn. T. 1949 s. 181.
Tabell 2. Oxidationstal för lantanid- och aktinidseriernas
element
Atomnummer .., .... 57 58 59 60 61 62 63 64 65
,... La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb
Oxidationstal .., .... 3 3 3 3 3 3 3 3 3
4 4 (4) 4
(5)
Atomnummer ... ,... 89 90 91 92 93 94 95 96
.... Ac Th Pa U Np Pu Am Cm
Oxidationstal ... (2)
3 (3) (3) 3 3 3 3 3
4 (4) 4 4 4 (4)
5 5 5 5 (5)
6 6 6
Tabell 3. Föreslagna elektronformler för lantanid- och
aktinidseriens element; Xe ,= lst2s’2p’3st3ps3duis’4p’Mlt5st5pt
och Rn 1= Xe4fu5d106s’6ps
57 La Xe5d6s> 89 Ac Rn6d7s*
58 Ce Xe4f’6s* 90 Th Rn6d*7ss
59 Pr Xeifs6s* 91 Pa Rn5/*6d7s*
60 Nd Xeif^s’ 92 U Rn5f’6d7s*
61 Pm Xe4 fs6s* 93 Np Rn5/57s»
62 Sm Xe4/«6s* 94 Pu Rn5/67s*
63 Eu Xelf76s* 95 Am Rn5/77s*
64 Gd Xeif75d6s* 96 Cm Rn 5f76d7s!
tären blir mindre utpräglad med stigande atomnummer.
Både americium och det motsvarande europium har
mycket lägre täthet än närliggande element. En jämförelse med
serien wolfram, rhenium, osmium, iridium visar ingen
sådan analogi.
Det skulle föra för långt att i detalj referera övriga bevis
för släktskapen mellan lantanid- och aktinidserierna. Man
har emellertid icke funnit något, som strider mot denna
uppfattning, och mycket, som stöder den. Det har sålunda
konstaterats, att utpräglade likheter finns hos
absorptionsspektra för motsvarande element i båda serierna, t.o.m. i
finstrukturen. Ur kristallografiska data har man beräknat
jonradierna för aktinidseriens element och har härvid
funnit, att dessa faller med stigande atomnummer precis som
inom lantanidserien. Permeabilitetens variationer med
stigande atomnummer visar slående likheter, och ur
spektroskopiska data har man för aktinidseriens element hårlett
elektronkonfigurationer (tabell 3), som är mycket nära
analoga med de sällsynta jordarternas.
I själva verket kunde man, redan innan transuranerna
upptäckts, ha misstänkt, att aktinium, torium, protaktinium
och uran helst borde ställas under lantan, cerium,
praseodym och neodym. Särskilt uran visar nämligen kemiskt
sett mycket större likheter med torium, aktinium och de
sällsynta jordarterna än med wolfram och molybden.
Torium visar dessutom vissa påtagliga likheter med cerium.
De| kan därför knappast längre råda något tvivel om, att
lantanid- och aktinidseriernas element är analoga och att
de därför bör placeras under varandra i tabeller över det
periodiska systemet. Härvid förefaller Simmons’
uppställning, som beskrivits och kommenterats i Tekn. T. 1949 s. 181,
vara enklast och klarast. Det synes mycket underligt, att
man ännu varken ser denna eleganta tabell eller dess lika
goda vertikala version i litteraturen. Man måste fråga sig,
varför praktiskt taget alla författare — även Seaborg —
begagnar sinsemellan oUka och föga överskådliga
uppställningar (G T Seaborg i Nucleonics nov. 1949). SHl
Ny metod för framställning av aluminium. Enligt en
ny amerikansk process, som väsentligt skiljer sig från
Halls, kan aluminium utvinnas ur bauxit lättare och
billigare än tidigare, trots närvaro av höga halter av järn,
kisel och andra föroreningar. Den råa bauxiten smältes
med koks, och ett flussmedel, vilket lämpar sig för att
avlägsna föroreningarna, tillsättes. Den renade produkten
hälles sedan i smält tillstånd i den smälta kryoliten i
elektrolytcellerna, varigenom kostnaden för smältvärmet
inbesparas (Min. J. jan. 1949). E R—s
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
