Elementi del blocco 5f: attinio e attinidi

Gli attinidi sono quegli elementi in cui si verifica il riempimento del sottolivello 5f vanno dal numero atomico 90 al 103.

La serie naturale, tuttavia si ferma all’elemento 92, l’uranio, mentre tutti i successivi sono stati ottenuti artificialmente. L’instabilità nucleare comincia in realtà dal numero atomico 84, il polonio. Da questo elemento in su, solo torio e uranio hanno tempo di dimezzamento sufficiente a farli giungere fino ad oggi in quantità massicce. Gli altri si rinvengono in natura solo perché vengono generati continuamente nella serie di trasformazioni radioattive delle famiglie dell’uranio e del torio.

Si può stabilire un notevole parallelismo tra gli elementi del blocco 4f e quelli del blocco 5f. Oltre alle analogie, tuttavia sono interessanti alcune differenze di comportamento chimico che si possono razionalizzare in termini di struttura elettronica.  Mentre i lantanidi non presentano mai più di due stati di ossidazione e danno essenzialmente composti ionici, gli attinidi presentano un maggior numero di stati di ossidazione e la presenza di stati di ossidazione stabilizza legami covalenti e facilita la formazione di complessi. La spiegazione di questo fenomeno sta nel fatto che l’energia degli orbitali 5f è paragonabile rispetto a quella degli orbitali 6d, 7s e 7p in un intervallo di numeri atomici approssimativamente definibile fra 89 e 95, dall’attinio all’americio. In questo intervallo, quindi, gli orbitali che possono essere impegnati nella formazione di legami sono numerosi e i 5f sono coinvolti in maniera apprezzabile.

Anche gli attinidi presentano, in analogia con i lantanidi, il fenomeno della contrazione dei raggi atomici e ionici al crescere del numero atomico. A parità di carica ionica i primi hanno raggi maggiori per circa 0.03 Å e ciò spiega il fatto che in natura gli elementi si presentano spesso insieme.

Per quanto attiene gli stati di ossidazione l’attinio, come il suo omologo lantanio possiede solo il III. Il torio, analogamente al cerio, ma molto più di questo presenta stabile lo stato IV. Per il protoattinio lo stato di ossidazione più stabile sale a V, e ciò mostra come gli elettroni f non sono ancora interni.

Gli elementi uranio, nettunio, plutonio e americio presentano gli stati di ossidazione da III a VI; per l’uranio quello più stabile è VI, ma dopo di esso quello stabile scende gradatamente fino a III nell’americio. Per gli stati di ossidazione superiori è impossibile l’esistenza di cationi con carica +5 e +6.

Nella tabella vengono riportate alcune proprietà chimico-fisiche dell’attinio e degli attinidi:

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Author: Chimicamo

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