F-prvky – prezentace

Téma prezentace: F-prvky

Typ souboru: prezentace PPTX

Přidal(a): semda

 

 

Popis materiálu:

Tato prezentace na f-prvky obsahuje jejich vlastnosti, využití, výrobu a další…

 

Osnova:

}f-prvky

}Jan Semerád

}Stručně

}F-prvky jsou děleny na dvě části. První část jsou lanthanoidy a druhá část jsou aktinoidy.

}V periodické tabulce se vyskytují v 6. a 7. periodě.

}Jsou vnitřně přechodné

}V elektronovém obalu mají orbitaly ns a (n-1)d, (n-2)f.

} Celkem obsahují 28 prvků.

}Umístění v PTP

}Lanthanoidy

}14 prvků, Z = 58 – 71

}6. perioda (mezi Lanthanem a Hafniem)

}= prvky vzácných zemin

}výskyt : v přírodě poměrně časté, ale velice rozptýlené (často se vyskytují společně ve směsích)

}monazit = hornina, směs fosforečnanů těchto prvků – slouží jako hlavní zdroj lanthanoidů

}jediný radioaktivní a zároveň umělě připravený prvek = Promethium

}Vlastnosti a využití

}pevné látky, neušlechtilé kovy, stříbřité

}mají podobné vlastnosti ® těžko se ze směsí oddělují

}měkké, jedovaté, nízká elektronegativita,

}značně reaktivní – reagují s vodou a rozpouštějí se v kyselinách

}ve sloučeninách mají oxidační číslo 3

}využití :

◦do slitin – př. na magnety

◦ do laserů, obrazovek, skel

}Prvky

}Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutecium

}Nejvyužívanější: Cer – Ce, Z = 58

}velmi reaktivní šedý kov (1743- 1817) 1. Používá se např. jako přísada do oceli a hliníkových slitin a též v tzv. křesacích kovech zapalovačů.

}Ve sloučeninách má oxidační číslo III. až IV

}dusičnan ceritý, Ce(No3)3 . 6H2O

}s práškovým hořčíkem tvoří směsi pro bleskové světlo

}fluorid ceritý, CeF3, se používá k impregnaci uhlíkových osvětlovacích lamp k dosažení jasnějšího světla

}Aktinoidy

}14 prvků, Z = 90 – 103

}7. perioda (mezi Aktiniem a Rutherfordiem)

}výskyt : v přírodě málo (Th, Pa, U – uranová ruda smolinec – Jáchymov) nebo se v přírodě nevyskytují vůbec (transurany – všechny prvky za uranem se připravují uměle)

}Thorium, Protaktinium, Uran, transurany

}podobné vlastnosti jako lanthanoidy

}radioaktivní

}Vlastnosti a využití

}radioaktivní izotopy, uměle připravené(většinou) prvky

}pevné látky, neušlechtilé kovy, stříbřité

}Poločasy rozpadů-miliony až miliardy let

}Využití: minimální, nebo žádné, výjimkou uran a plutonium

}Prvky

}Thorium, Protaktinium, Uran, Neptunium, Plutonium, Americium, Curium, Berkelium, Kalifornium, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium, Lawrencium

}Uran

}Uran je radioaktivní chemický prvek, kov, patří mezi aktinoidy.

}Prvek objevil v roce 1789 Martin Heinrich Klaproth, v čisté formě byl uran izolován roku 1841 Eugene-Melchior Peligotem.

}Prvek byl pojmenován podle tehdy nově objevené planety Uran, později následovaly ještě neptunium a plutonium.

}V přírodě se vyskytuje jako poslední v přírodě nalezitelný prvek z PTP

}Vlastnosti uranu

}Uran je v čistém stavu stříbrobílý lesklý kov, který na vzduchu pozvolna nabíhá – pokrývá se vrstvou oxidů.

}Rozmělněný na prášek je samozápalný.

}Není příliš tvrdý a dá se za obyčejné teploty kovat nebo válcovat.

}Při zahřívání se stává nejprve křehkým, při dalším zvyšování teploty je však plastický.

}Za teplot pod 0,68 K se stává supravodičem I typu.

}238U – v přírodě 99,3% – štěpit se nedá

}235U – pouze 0,7% – lze štěpit

}Þ obohacování 238U na 235U

}Využití uranu

}Obohacení uranu (zvýšení koncentrace izotopu 235U ) používá jako palivo v jaderných reaktorech nebo jako náplň jaderných bomb.

}Pro využití uranu jako jaderného paliva je nutné zvýšit koncentraci izotopu 235U z 0,72% většinou na 2 – 4%. Pro použití v jaderné bombě je koncentrace zvyšována na 95%.

}Přírodní uran v JR nevyužitelný pro energetickou náročnost.

}Z izotopu 238U se v rychlých množivých reaktorech dá vyrábět plutonium, zejména štěpitelný izotop 239Pu, ale tento postup se moc nepoužívá.

}Štěpitelný je rovněž izotop 233U , který lze množit z thoria.

}Ochuzený uran je pro svou vysokou hustotu využíván všude tam, kde je žádoucí vysoká hmotnost a používá se v barvách a negativech.

}Také se používá v pancířích tanků a v průrazných protitankových střelách.

}Plutonium

}Plutonium(Pu) je šestý člen z řady aktinoidů, druhý transuran, silně radioaktivní, velmi toxický kovový prvek, připravovaný uměle v jaderných reaktorech především pro výrobu atomových bomb.

}Je využitelné rovněž jako palivo pro jaderné reaktory a jako zdroj energie pro radioizotopový termoelektrický generátor.

}Plutonium bylo poprvé připraveno roku 1940 dvěma vědeckými týmy bombardováním 238U neutrony. V jaderné laboratoři v Berkeley na kalifornské univerzitě ho připravili Edwin M. McMillan a Philip Abelson a v britské Cambridgi ohlásili jeho přípravu Norman Feather a Egon Bretscher.

}Vlastnosti plutonia

}Plutonium je radioaktivní kovový prvek stříbřitě bílé barvy, která se působením vzdušného kyslíku mění na šedavou.

}Ve sloučeninách se vyskytuje v mocenství od Pu+3 po Pu+7, přičemž stálejší jsou sloučeniny s nižší valencí. Soli plutonia vykazují v roztoku rozdílné zabarvení podle mocenství plutoniového iontu.

}Čistý kov lze připravit redukcí fluoridu plutonia kovovým lithiem nebo baryem při teplotě kolem 1200 °C.

}Plutonium patří mezi uměle připravené prvky a v přírodě je možné se setkat jen se skutečně ultrastopovými množstvími v uranových rudách, kde mohou jednotlivé atomy vzniknout z 238U  po záchytu neutronu a následných dvou rozpadech β.

}Nejdelší poločas (asi 80 milionů let) má  244Pu , nejdůležitější izotop  239Pu  se rozpadá s poločasem 24 110 let,

}Využití plutonia

}Plutonium je od 40. let 20. století nejvíce vyráběným umělým prvkem a to především proto, že izotop 239Pu je vhodný pro výrobu atomové bomby.

}Stejně jako v případě 235U dochází při nahromadění větších kvant čistého izotopu k nastartování řetězové štěpné reakce, kdy po rozpadu jednoho atomového jádra vznikají obvykle tři neutrony, které působí rozpady dalších okolních jader a rozpad se nekontrolovaně rozrůstá.

}Kritické množství čistého kovového plutonia 239Pu je přibližně 16 kg, s použitím neutronového odrážeče lze toto množství snížit až na 10 kg. Plutoniová jaderná puma má sílu výbuchu přibližně 20 kt TNT na každý kilogram použitého plutonia.

}Princip výroby 239Pu spočívá v reakci 238U s neutronem za vzniku 239U v jaderném reaktoru. Jádro 239U je značně nestabilní a rozpadem β rychle vzniká izotop neptunia 239Np, jež se opět rychle dalším β-rozpadem mění na 239Pu. Tento izotop plutonia se chová jako α zářič a relativně snadno se dále zpracovává.

}Transurany

}Transurany jsou prvky, které následují v Mendělejevově periodické soustavě za uranem.

}V přírodě se běžně nevyskytují, všechny se připravují uměle.

}Lehčí transurany, jako je neptunium, plutonium, americium a curium, jsou produkovány v lehkovodních jaderných reaktorech.

}Mají poměrně dlouhé poločasy rozpadu a extrahujeme je z vyhořelého jaderného paliva chemickou cestou.

}Získávání transuranů

}Výchozí materiál pro přípravu všech transuranů je 238U, nejtěžší nuklid, který se vyskytuje v přírodě. Používají se dvě metody přípravy těžkých prvků:

}Záchyt několika neutronů a následný β- rozpad vzniklého isotopu. Existují tři možnosti provedení:

◦Záchyt neutronů v reaktoru s konstantním neutronovým proudem: množství připravených transuranů je limitováno konkurencí mezi procesem radioaktivního rozpadu a jaderného štěpení. Toto je jediný proces poskytující vážitelná množství trasuranů.

◦Neutronový záchyt v pulsním neutronovém proudu: Termonukleární explozí je produkován velmi intenzivní tok neutronů. Během tohoto intenzivního neutronového bombardování vznikají izotopy uranu s vysokým přebytkem neutronů.

◦Neutronový záchyt při hustotě toku neutronů. Tento proces probíhá ve hvězdách.

◦Bombardování těžkých prvků urychlenými ionty.

}Zdroje

}referaty.superstudent.cz/materialy/f-prvky

}ucitse.vitej.net/redirect.php?soubor=326

}cs.wikipedia.org/wiki/Vnitřně_přechodný_kov

}cs.wikipedia.org/wiki/Transurany

}cs.wikipedia.org/wiki/Uran_(prvek)

}cs.wikipedia.org/wiki/Plutonium

}iprotokoly.wz.cz/Tsexta/12%20f_%20prvky.doc