Actinídeos (do actínio ao laurêncio)

A série 5f

Nos actinídeos, os elétrons são adicionados ao subnível 5f, assim como os lantanídeos preenchem o 4f. O padrão é menos regular porque os orbitais 5f e 6d têm energias próximas: o actínio é [Rn] 6d¹ 7s², o tório [Rn] 6d² 7s², o urânio [Rn] 5f³ 6d¹ 7s² e o plutônio [Rn] 5f⁶ 7s². O subnível 5f está completo no nobélio e no laurêncio.

Glenn Seaborg propôs a linha separada dos actinídeos em 1944. Antes disso, o tório, o protactínio e o urânio eram colocados abaixo do háfnio, do tântalo e do tungstênio.

Radioatividade e fissão

Todo actinídeo é radioativo; nenhum tem isótopo estável. O tório-232 e o urânio-238 têm meias-vidas de cerca de 14 bilhões e 4,5 bilhões de anos, por isso sobrevivem desde a formação da Terra, mas os actinídeos mais pesados decaem muito mais depressa. O einstênio e o férmio foram encontrados pela primeira vez nos detritos do primeiro teste de bomba de hidrogênio, em 1952, e os elementos depois do férmio só podem ser produzidos poucos átomos de cada vez em aceleradores de partículas.

A principal reação dos actinídeos é a fissão nuclear. Um núcleo de urânio-235 que absorve um nêutron se divide em dois núcleos menores, liberando mais nêutrons e uma grande quantidade de energia, por exemplo urânio-235 + nêutron → bário-141 + criptônio-92 + 3 nêutrons. Esses nêutrons dividem outros núcleos na reação em cadeia que faz funcionar um reator nuclear.

Propriedades químicas e tendências

Os actinídeos são metais densos e prateados que perdem o brilho ao ar. Os primeiros actinídeos têm muitos estados de oxidação porque seus elétrons 5f são fáceis de remover: o urânio e o plutônio vão ambos de +3 a +6. O urânio reage com o flúor e forma hexafluoreto de urânio (U + 3F₂ → UF₆), um composto volátil usado para enriquecer urânio. A partir do amerício, os actinídeos se comportam mais como os lantanídeos, com +3 como principal estado de oxidação.

Usos dos actinídeos

O urânio enriquecido em urânio-235 alimenta usinas nucleares, e o plutônio-239 é usado em armas nucleares e em alguns combustíveis de reator. O plutônio-238 libera calor constante ao decair e alimenta espaçonaves como as sondas Voyager e os rovers marcianos Curiosity e Perseverance. O amerício-241 é a fonte de radiação em muitos detectores de fumaça residenciais.

O califórnio-252 é uma fonte de nêutrons para dar partida em reatores, e o actínio-225 está sendo testado contra alguns tipos de câncer. Por serem radioativos e tóxicos, todos os actinídeos devem ser manuseados com muito cuidado.