العناصر الانتقالية الداخلية
العناصر الانتقالية الداخلية
تُعتبر العناصر الانتقالية الداخلية العناصر التي تقع تحت المستوى f في الجدول الدوري، ويدخل آخر إلكترون فيها إلى المدار f، حيث يتم فيها ملئ المدارات 4f و 5f بشكلٍ تدريجي، تكون هذه العناصر ضمن المجموعة 3 من عناصر الجدول الدوري ، ووضعت عناصر الانتقال الداخلية في أسفل الجدول الدوري الحديث وتصنف إلى اللانثانويد والأكتينويد، إذ يمثل الصف الأول في الجزء السفلي من الجدول الدوري الحديث اللانثانويد والصف الثاني التالي يمثل الأكتينويد، كانت هذه العناصر من بين العناصر الأخيرة التي تم اكتشافها ووضعها في الجدول الدوري، بالإضافة إلى أن العديد من الأكتينويد لا تحدث بشكل طبيعي ولكن يتم تصنيعها بواسطة التفاعلات النووية ، وفيما يأتي شرح مفصل لكل سلسلة:
الأكتينيدات
تتكون سلسلة الأكتينويد من 14 عنصرًا من الثوريوم من خلال اللورنسيوم (الأعداد الذرية 90-103)، ويُصنف العنصر ضمن سلسلة الأكتينيدات إذا دخل الإلكترون الأخير فيه إلى المدار 5f، وتحتوي سلسلة الأكتينيدات على العناصر الآتية:
العنصر | العنصر (بالإنجليزية) | رمز العنصر | العدد الذري |
ثوريوم | Thorium | Th | 90 |
بروتكتينيوم | Protactinium | Pa | 91 |
يورانيوم | Uranium | U | 92 |
نبتونيوم | Neptunium | Np | 93 |
بلوتونيوم | Plutonium | Pu | 94 |
أميريكوم | Americium | Am | 95 |
سيريوم | Curium | Cm | 96 |
بيركيليوم | Berkelium | Bk | 97 |
كاليفورنيوم | Californium | Cf | 98 |
آينشتاينيوم | Einsteinium | Es | 99 |
فيرميوم | Fermium | Fm | 100 |
مندليفيوم | Mendelevium | Md | 101 |
نوبيليوم | Nobelium | No | 102 |
لورينسيوم | Lawrencium | Lr | 103 |
اللانثانيدات
تتكون سلسلة اللانثانيدات من 14 عنصرًا من السيريوم عبر اللوتيتيوم (الأعداد الذرية 58-71)، ويُصنف العنصر ضمن سلسلة اللانثانيدات إذا دخل الإلكترون الأخير فيه إلى المدار 4f، تحتوي سلسلة اللانثانيدات على العناصر الآتية:
العنصر | العنصر (بالإنجليزية) | رمز العنصر | العدد الذري |
سيريوم | Cerium | Ce | 58 |
براسوديميوم | Praseodymium | Pr | 59 |
نيوديميوم | Neodymium | Nd | 60 |
بروميثيوم | Promethium | Pm | 61 |
ساماريوم | Samarium | Sm | 62 |
يوروبيوم | Europium | Eu | 63 |
جادولينيوم | Gadolinium | Gd | 64 |
تيربيوم | Terbium | Tb | 65 |
ديسبروسيوم | Dysprosium | Dy | 66 |
هولميوم | Holmium | Ho | 67 |
إربيوم | Erbium | Er | 68 |
ثوليوم | Thulium | Tm | 69 |
إيتربيوم | Ytterbium | Yb | 70 |
لوتيتيوم | Lutetium | Lu | 71 |
الفرق بين اللانثانيدات والأكتينيدات
يُمكن توضيح الفرق بين اللانثانيدات والأكتينيدات من خلال الجدول الآتي:
اللانثانيدات | الأكتينيدات |
يكون الإلكترون الأخير متواجداً في المدار 4f | يكون الإلكترون الأخير متواجداً في المدار 5f |
النقص في الحجم الذري غير منتظم | يكون النقص في الحجم الذري تدريجياً |
حالة الأكسدة الأساسية والشائعة هي 3 | حالة الأكسدة الشائعة هي 3, لكنها لا تكون دائماً مستقرة ويمكن أن تزداد لغاية 7 |
لا تُعتبر من العناصر المشعة بطبيعتها، ما عدا عنصر البروميثيوم | تُعتبر من العناصر المشعة بطبيعتها |
خصائص العناصر الانتقالية الداخلية
يُوجد للعناصر الانتقالية الداخلية العديد من الخصائص التي تميّزها عن عناصر الجدول الدوري الأخرى، ومن هذه الخصائص ما يأتي:
- المدار الأخير للعناصر الانتقالية الداخلية ممتلئاً بالإلكترونات.
- العناصر الانتقالية الداخلية ذات العدد الذري من 92-103 هي عناصر صناعية مشعة لا توجد في الطبيعة في القشرة الأرضية.
- الأكتينيدات مشعة بطبيعتها.
- ينتج عن عناصر الانتقال الداخلية أيونات ملونة.
- انخفاض نصف القطر الذري فيها.
- القدرة العالية للأكتينيدات على التفاعل الكيميائي.
- موصلة للحرارة والتيار الكهربائي.
- زيادة صلابة المعدن مع زيادة العدد الذري.
- جميع الأكتينيدات سامة وليس لها قيمة تجارية.
استخدامات العناصر الانتقالية الداخلية
تُستخدم العناصر الانتقالية الداخلية في العديد من التطبيقات العملية العسكرية والصناعية، ومن أهم استخداماتها ما يأتي:
- تُستخدم نظائر معينة لليورانيوم والبلوتونيوم في صناعة الأسلحة النووية والمتفجرات.
- يستخدم اللانثانيدات في إنتاج أ شعة الليزر .
- صناعة الدروع الواقية من الإشعاعات.
- توليد الطاقة في محطات الطاقة النووية ، وتتضمن بعض تصميمات المفاعلات النووية استخدام الثوريوم.
- صناعة النظارات الشمسية.
- يتم استخدام الثوريوم في تغليف أسلاك التنجستن في المعدات الإلكترونية.
- يستخدم عنصري السماريوم واللوتيتيوم في صنع المغناطيسات التي تمتلك قوة جذب قوية.
- يوجد لهذه العناصر استخدامات طبية أيضًا؛ فتستخدم في تدمير خلايا معينة مستهدفة في الجسم، مثل بعض الخلايا السرطانية، كما ويستخدم اليورانيوم أيضًا كدرع واقي ضد الإشعاعات، بالإضافة إلى استخدامه كجهاز تتبع في الجسم.
- يتم استخدام تقنية تعرف باسم تأريخ اليورانيوم والثوريوم؛ في تحديد أعمار الأحافير والصخور.
- يستخدم الأمريسيوم في نوع واحد من كاشفات الدخان، والتي تحتوي على كمية دقيقة منه وينتج عنها إشعاعات مؤينة.