Aktinida (aktinium hingga lawrensium)

Deret 5f

Pada aktinida, elektron ditambahkan ke subkulit 5f, sama seperti lantanida mengisi 4f. Polanya kurang teratur karena orbital 5f dan 6d memiliki energi yang berdekatan: aktinium [Rn] 6d¹ 7s², torium [Rn] 6d² 7s², uranium [Rn] 5f³ 6d¹ 7s², dan plutonium [Rn] 5f⁶ 7s². Subkulit 5f penuh pada nobelium dan lawrensium.

Glenn Seaborg mengusulkan baris aktinida yang terpisah pada 1944. Sebelumnya, torium, protaktinium, dan uranium ditempatkan di bawah hafnium, tantalum, dan tungsten.

Radioaktivitas dan fisi

Setiap aktinida bersifat radioaktif; tidak ada yang memiliki isotop stabil. Torium-232 dan uranium-238 memiliki waktu paruh sekitar 14 miliar dan 4,5 miliar tahun, sehingga keduanya bertahan sejak Bumi terbentuk, tetapi aktinida yang lebih berat meluruh jauh lebih cepat. Einsteinium dan fermium pertama kali ditemukan dalam puing-puing uji coba bom hidrogen pertama pada 1952, dan unsur-unsur setelah fermium hanya dapat dibuat beberapa atom sekaligus di akselerator partikel.

Reaksi utama aktinida adalah fisi nuklir. Inti uranium-235 yang menyerap sebuah neutron terbelah menjadi dua inti yang lebih kecil, melepaskan lebih banyak neutron dan energi dalam jumlah besar, misalnya uranium-235 + neutron → barium-141 + kripton-92 + 3 neutron. Neutron-neutron itu membelah inti lain dalam reaksi berantai yang menjalankan reaktor nuklir.

Sifat kimia dan tren

Aktinida adalah logam padat berwarna keperakan yang menjadi kusam di udara. Aktinida awal memiliki banyak bilangan oksidasi karena elektron 5f-nya mudah dilepaskan: uranium dan plutonium sama-sama berkisar dari +3 hingga +6. Uranium bereaksi dengan fluorin membentuk uranium heksafluorida (U + 3F₂ → UF₆), senyawa mudah menguap yang digunakan untuk memperkaya uranium. Mulai dari amerisium, aktinida berperilaku lebih mirip lantanida, dengan +3 sebagai bilangan oksidasi utama.

Kegunaan aktinida

Uranium yang diperkaya dengan uranium-235 menjadi bahan bakar pembangkit listrik tenaga nuklir, dan plutonium-239 digunakan dalam senjata nuklir serta sebagian bahan bakar reaktor. Plutonium-238 melepaskan panas yang stabil saat meluruh dan menggerakkan pesawat luar angkasa seperti wahana Voyager serta penjelajah Mars Curiosity dan Perseverance. Amerisium-241 adalah sumber radiasi pada banyak detektor asap rumah tangga.

Kalifornium-252 adalah sumber neutron untuk menyalakan reaktor, dan aktinium-225 sedang diuji untuk melawan beberapa jenis kanker. Karena bersifat radioaktif dan beracun, semua aktinida harus ditangani dengan sangat hati-hati.