Актиний definition and meaning

Актиний

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Актиний / Actinium (Ac)
Атомный номер	89
Внешний вид простого вещества	тяжёлый радиоактивный металл серебристо-белого цвета
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	227,0278 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	188 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	665.5(6.90) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Rn] 6d¹ 7s²
Химические свойства
Ковалентный радиус	n/a пм
Радиус иона	(+3e) 118 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1.1
Электродный потенциал	Ac←Ac³⁺ -2.13В Ac←Ac²⁺ -0.7В
Степени окисления	3
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	10,07 г/см³
Молярная теплоёмкость	27,2^[1] Дж/(K·моль)
Теплопроводность	n/a Вт/(м·K)
Температура плавления	1320 K
Теплота плавления	(10.5) кДж/моль
Температура кипения	3470 K
Теплота испарения	(292.9) кДж/моль
Молярный объём	22.54 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	5.310 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	n/a K

Ac	89
227,0278
[Rn]6d¹7s²
Актиний

Акти́ний — химический элемент с атомным номером 89, обозначается в периодической системе элементов символом Ac (лат. Actinium).

История

Актиний был открыт в 1899 году А. Дебьерном в отходах от переработки урановой смолки, из которой удалили полоний и радий. Новый элемент был назван актинием. Вскоре после открытия Дебьерна независимо от него немецкий радиофизик Ф. Гизель из такой же фракции урановой смолки, содержащей редкоземельные элементы, получил сильно радиоактивный элемент и предложил ему название «эманий».

Дальнейшее исследование показало идентичность препаратов, полученных Дебьерном и Гизелем, хотя они наблюдали радиоактивное излучение не самого актиния, а продуктов его распада — ²²⁷Th (радиоактиний) и ²³⁰Th (ионий).

Происхождение названия

От лат. — Actinium, от греческого «актис» — луч.

Нахождение в природе

Актиний является одним из самых малораспространённых в природе радиоактивных элементов. Общее его содержание в земной коре не превышает 2600 т., тогда как, например, количество радия более 40 млн т.

В природе найдено 3 изотопа актиния: ²²⁵Ac, ²²⁷Ac, ²²⁸Ac.

Актиний сопутствует урановым рудам. Его содержание в природных рудах соответствует равновесному. Повышенные количества актиния находят в молибденитах, халькопирите, касситерите, кварце, пиролюзите. Актиний характеризуется невысокой миграционной способностью в природных объектах и перемещается значительно медленнее, чем уран.

Свойства

У актиния нет стабильных изотопов. Известны также 24 изотопа актиния, получаемых искусственно.

Актиний — металл серебристо-белого цвета, по внешнему виду напоминает лантан. Вследствие радиоактивности, в темноте светится характерным голубым цветом.

Подобно лантану, может существовать в двух кристаллических формах, но получена только одна форма — β-Ac, имеющая кубическую гранецентрированную структуру. Низкотемпературную α-форму получить не удалось.

Атомный радиус актиния ненамного превышает атомный радиус лантана и составляет 1.88 А.

По химическим свойствам актиний также сильно похож на лантан, в соединениях принимает степень окисления +3 (Ac₂O₃, AcBr₃, Ac(OH)₃), но отличается высокой реакционноспособностью и более основными свойствами.

Получение

Получение актиния из урановых руд нецелесообразно ввиду малого его в них содержания, а также большого сходства с присутствующими там редкоземельными элементами.

В основном, изотопы актиния получают искусственным путем.

Радиоактивные свойства некоторых изотопов актиния:

Изотоп актиния	Реакция получения	Тип распада	Период полураспада
²²¹Ac	²³²Th(d,9n)²²⁵Pa(α)→²²¹Ac	α	<1 сек.
²²²Ac	²³²Th(d,8n)²²⁶Pa(α)→²²²Ac	α	4,2 сек.
²²³Ac	²³²Th(d,7n)²²⁷Pa(α)→²²³Ac	α	2,2 мин.
²²⁴Ac	²³²Th(d,6n)²²⁸Pa(α)→²²⁴Ac	α	2,9 час.
²²⁵Ac	²³²Th(n,γ)²³³Th(β^-)→²³³Pa(β^-)→²³³U(α)→²²⁹Th(α)→²²⁵Ra(β^-)²²⁵Ac	α	10 сут.
²²⁶Ac	²²⁶Ra(d,2n)²²⁶Ac	α или β^- или электронный захват	29 час.
²²⁷Ac	²³⁵U(α)→²³¹Th(β^-)→²³¹Pa(α)→²²⁷Ac	α или β^-	21,7 лет
²²⁸Ac	²³²Th(α)→²²⁸Ra(β^-)→²²⁸Ac	β^-	6,13 час.
²²⁹Ac	²²⁸Ra(n,γ)²²⁹Ra(β^-)→²²⁹Ac	β^-	66 мин.
²³⁰Ac	²³²Th(d,α)²³⁰Ac	β^-	80 сек.
²³¹Ac	²³²Th(γ,p)²³¹Ac	β^-	7,5 мин.
²³²Ac	²³²Th(n,p)²³²Ac	β^-	35 сек.

Изотоп ²²⁷Ac получают облучением радия нейтронами в реакторе. Выход, как правило, не превышает 2,15 % от исходного количества радия. Количество актиния при данном способе синтеза исчисляется в граммах. Изотоп ²²⁸Ac получают облучением изотопа ²²⁷Ac нейтронами.

Выделение и очистка актиния от радия, тория и дочерних продуктов распада проводятся методами экстракции и ионного обмена.

Металлический актиний получают восстановлением трифторида актиния парами лития.

Применение

²²⁷Ac в смеси с бериллием является источником нейтронов. Ac-Be-источники характеризуются малым выходом гамма-квантов, применяются в активационном анализе при определении Mn, Si, Al в рудах.

²²⁵Ac применяется для получения ²¹³Bi, а также для использования в радио-иммунотерапии.

²²⁷Ac может использоваться в радиоизотопных источниках энергии.

²²⁸Ac применяют в качестве радиоактивного индикатора в химических исследованиях из-за его высокоэнергетического β-излучения.

Смесь изотопов ²²⁸Ac-²²⁸Ra используют в медицине как интенсивный источник γ-излучения.

Физиологическое действие

Актиний относится к числу опасных радиоактивных ядов с высокой удельной α-активностью. Хотя абсорбция актиния из пищеварительного тракта по сравнению с радием сравнительно невелика, но наиболее важной особенностью актиния является его способность прочно удерживаться в организме в поверхностных слоях костной ткани. Первоначально актиний в значительной степени накапливается в печени, причём скорость его удаления из организма много больше скорости его радиоактивного распада. Кроме того, одним из дочерних продуктов его распада является очень опасный радон, защита от которого при работе с актинием является отдельной серьёзной задачей.