شیمی اکتینید

شیمی اکتینید یا شیمی اکتینیدها یکی از شاخه های اصلی علم شیمی هسته ای است که پیرامون فرایندها و سیستم های مولکولی متشکل از عنصرهای اکتینید بحث می کند. نام شیمی اکتینیدها برگرفته از عنصر آکتینیوم از گروه سوم جدول تناوبی است. نماد شیمیایی غیررسمی An در مباحث کلی شیمی اکتینیدها برای نشان دادن هر یک از عنصرهای اکتینید به کار می رود. به جز یکی از اعضای گروه اکتینیدها، بقیه عنصرها جز عنصرهای دسته f جدول تناوبی به شمار می روند و در تمامی آن ها زیرلایه الکترونی 5f در حال پرشدن است. لورنسیوم که یکی از عنصرهای دسته d جدول تناوبی است نیز در میان اکتینیدها طبقه بندی می شود. در مقایسه با لانتانیدها و به خصوص عنصرهای دسته f آن ها، اکتینیدها ناپایداری بیشتری از خود نشان می دهند. دسته اکتینیدها دربرگیرنده ۱۵ عنصر شیمیایی فلزی است که این عنصرها از آکتینیوم تا لورنسیوم اعداد اتمی ۸۹ تا ۱۰۳ را به خود اختصاص داده اند. [ ۱] [ ۲] [ ۳] [ ۴]
برخلاف سرعت پیشرفت و گسترش اکثر ترکیب های آلی دارای اتم فلزی متصل به اتم کربن که اخیراً کشف شده اند ( از ۱۹۵۵ تا کنون ) ، پیشرفت در شیمی اورگانواکتینید رشد قابل توجهی در طی ۱۵ سال اخیر داشته است. در این مدت، علم ترکیب های آلی فلزی دارای زیرلایه 5f به شکوفایی رسید و به سهولت می توان مشاهده کرد که اکتینیدها حاوی مطالب ازرشمند، پیچیده و تأثیرگذار در شیمی ترکیب های آلی فلزی هستند. شباهت ها و تفاوت های اساسی آن ها با عنصرهای دسته d مشخص شده است. عنصرهای اکتینید توانایی چرخاندن گروه های عاملی فعال در ساختار ترکیب های آلی یا چسبیدن به کربن را توسط پیوندهای کووالانسی دارند. [ ۵]
اهمیت داشتن مقادیر کمی ترمودینامیکی معین و دقیق برای عنصرهای اکتینید و ترکیب های آن ها از ابتدای پروژه منهتن کاملاً درک شده بود؛ همان موقع که تیم تحقیقاتی متشکل از دانشمندان و مهندسان در حال آغاز برنامه هایشان برای بهره برداری از انرژی هسته ای در جهت فرایندهای نظامی بودند. بعد از پایان جنگ جهانی دوم، اصول عملیاتی و تمامی ابزارهای کاربردی به طور ویژه ای تحت تأثیر تحقیقات رو به جلوی ترمودینامیک اکتینیدها قرار گرفتند. [ ۶]
امکان استفاده از خاصیت های منحصربه فرد لانتانیدها در نانوتکنولوژی در عمل به اثبات رسیده است. منشأ خاصیت های اپتیکال ( نوری ) خطی و غیرخطی ترکیب های لانتانیدها در هنگام اختلاط با فتالوسیانین ها، پروفیرین ها، نفتالوسیانیدها و سایر مواد مشابه و پیش بینی نحوه واکنش با مواد غیرفعال و واکنش ناپذیر در سطح فعال لانتانیدها بحث شده است. بر اساس ساختار الکترونی و خاصیت های لانتانیدها و ترکیب هایشان مانند شاخصه های اپتیکی و مغناطیسی، هدایت الکترونی و یونی و تغییرات جاذبه ای موتورهای مولکولی طبقه بندی شدند: موتورهای با سرعت پرشدن بالا یا موتورهای حافظه ذخیره ای، موتورهای مولکولی ثبت کننده انرژی های نوری بر اساس عنصرهای Ln ( II ) و Ln ( III ) ، موتورهای مولکولی الکتروشیمیایی دارای بلورهای سیلیکات و فسفات، موتورهای مولکولی که عملکرد آن ها بر اساس فاز هدایتی و انتقالی عایق های نیمه رسانا یا فلز - نیمه رسانا یا فلز - ابررسانا است، موتورهای مولکولی الکترولیتی جامد و در آخر موتورهای مولکولی کوچک شده برای تجزیه و تحلیل های پزشکی. نشان داده شده است که نانوذرات ترکیب های Ln x M y که از لحاظ ترمودینامیکی پایدار هستند می توانند توسط عنصرهای دسته d که پس از عنصرهای فلزی منگنز، تکنسیم و رنیوم در جدول تناوبی واقع شده اند، تشکیل شوند. [ ۷]