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同修 / 2022-08-02

    皇城国际官方网站在给定的氧化态中由于锕系化合物的制备和性质极其类似,因此对讨论某些通性是方便的,根据这一特点对元素的分离只能另做讨论。元素的化学分离方法下面也要进行讨论。

  28-6. 金属
  锕系金属通过适当的方法都可制备出10-6克的量,作为第一个制得的Cm,其量可达上千克。在1100℃~1400°C时用Li、Mg,Ca或Ba的蒸气还原无水的氟化物MF3或MF4来制备金属Cm;其氯化物或氧化物也可用类似的方法还原。为了大规模制取铺,通常用Mg或Ca来还原。
  其它的制备方法:用热解法(德波衣(de Boer)过程)从ThI4中可制得非常纯的Th。一般情况下不采用电解法,但自ThF4KCN和NaCl的熔融盐中能够获得Th。Am可用挥发法制取,Am的挥发性比其它锕系化合物大得多:
                   1200℃
2La+Am2O3——>2Am个+La2O3
  用熔融的Zn-Mg合金自MgCl2、MgF2和Cmo2的熔融盐中提取1克左右的Cm,过剩的合金用蒸馏法除掉;铀通过Na/Hg在醋酸铀酰上作用而获得铀汞齐,而且铀能从这种汞齐中回收。
  金属的熔点在表28-1中给出。
  锕 是银白色的金属,由于它具有放射性在黑暗处发光,由于裂变和高度的活性使它具有放射性。
  钍 是一种白色的金属,但在空气中失去金属的光泽。它很容易加工和锻造。类似于镧系金属,具有很高的正电性,当粉碎时会发生火花。它可与沸水作用,在250℃时与O2作用,800℃时与N2作用。稀HF、HNO3、H2SO4、浓HCl或H3PO4,与钍只是缓慢作用,而浓HNO3使钍钝化。热的12M的盐酸与钍作用得到了一个近似于ThO1.3Cl0.7H1.3的复杂氢化物的黑色残渣。
  镤它是一种不太活泼有光泽和展性的金属;在空气中失去金属光泽。
  铀为了将铀用在核反应器中,铀必须非常纯净而且没有像B或Cd这种对热中子具有很高吸附能力的元素存在。
  铀是密度最大的金属之一(25℃时19.07克·厘米-3)并具有三种结晶变体。它能形成一个广泛的金属间充化合物——U6Mn,U6Ni, USn3等,由于它的晶体结构的独特性,使它不能形成广泛的固溶体。铀具有化学活性,可以和许多元素直接化合。在空气中表面迅速变成黄色而后成为黑色的非保护膜。研成粉末的铀常常自燃。与H2O的反应是复杂的;与沸水作用形成UO2和氢,氢与金属反应形成引起裂变的氢化物。铀迅速溶解在盐酸(常常留下黑色的残渣;参照Th)和硝酸中,在硫酸、磷酸或氢氟酸中只是缓慢溶解。它不受强碱的影响。铀的一个重要反应是与氢作用形成氢化物(见5-16节)这种氢化物是合成铀的化合物的有用原料。
  镎是类似于铀的银白色的金属其密度更大(20.45克·厘米-3)并具有三种变体。
  钚是一种在化学性质上更加类似于铀的金属,它能自燃由于它对人的健康有害,所以处理钚时必须小心。还有,在某一临界大小以上纯金属能够引起核爆炸。这种金属很奇特,低于它的熔点至少能形成六种同素异形体;而每一种都具有不同的密度、膨胀系数和电阻率;并还有异常现象,如加热时相膨胀电阻减小。钚能形成多种合金。
  镅它是类似于镧系的第一个锕系金属。它熔点较高密度(13.7克·厘米8)较它前面的金属低得多。它的正电性比Pu更大,可与轻的铺系化合物相比较。
  锔该金属类似于Gd,它具有较高的熔点和磁性。
  28-7.+2 氧化态
  对锕系来说,这是一个异常价态,而这种价态目前只限于Am(Eu的5f相似物)和Cf-No组。这一点可能与电子从5f激发到6d比镧系元素的电子从4f激发到5d的能量大些有关,而且在这个系列的末端+2价态是比较稳定的。
  Am2+离子已知只出现在CaF2晶格中,CaF2晶格已被旋光和电子自旋光谱所鉴定。对Cf、Es、Fm和Md而言,在溶液中有M2+离子存在的证据。它们的电势值列于表28-5中。
                                                                                                                  表28-5  锕系元素的电势,M3++e=M2+,E0伏特
元素 测定值 计算值 元素 测定值 计算值
Am -2.6 Es -1.6 -1.6
Cm -5.0 Fm -1.3
Bk -3.4 Md -0.15
Cf -1.9 -2.0 No +1.45
Md2+离子特别稳定,甚至比Eu2+或Yb2+还要稳定些。Md3+可用Zn/Hg还原而且用硫酸盐能够使它沉淀。此外,还知道,+2离子的性质类似于+2价镧系离子或Ba2+。

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