Актиний | |
---|---|
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 |
Актиний — химический элемент с атомным номером 89, обозначается в периодической системе элементов символом Ac (Actinium). 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).
От лат. — Actinium, от греческого «актис» — луч.
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.
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, AcCl3, Ac(OH)3), но отличается высокой реакционноспособностью и более основными свойствами.
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 |
|
|
222Ac | 232Th(d,8n)226Pa(α)→222Ac |
|
|
223Ac | 232Th(d,7n)227Pa(α)→223Ac |
|
|
224Ac | 232Th(d,6n)228Pa(α)→224Ac |
|
|
225Ac | 232Th(n,γ)233Th(β-)→233Pa(β-)→233U(α)→229Th(α)→225Ra(β-)225Ac |
|
|
226Ac | 226Ra(d,2n)226Ac |
|
|
227Ac | 235U(α)→231Th(β-)→231Pa(α)→227Ac |
|
|
228Ac | 232Th(α)→228Ra(β-)→228Ac |
|
|
229Ac | 228Ra(n,γ)229Ra(β-)→229Ac |
|
|
230Ac | 232Th(d,α)230Ac |
|
|
231Ac | 232Th(γ,p)231Ac |
|
|
232Ac | 232Th(n,p)232Ac |
|
|
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.
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.
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.
Классификация хим. элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона/
IA | IIA | IIIB | IVB | VB | VIB | VIIB | ---- | VIIIB | ---- | IB | IIB | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA | VIIIA | |
Период | ||||||||||||||||||
1 |
1 H Водород |
2 He Гелий |
||||||||||||||||
2 |
3 Li Литий |
4 Be Бериллий |
5 B Бор |
6 C Углерод |
7 N Азот |
8 O Кислород |
9 F Фтор |
10 Ne Неон |
||||||||||
3 |
11 Na Натрий |
12 Mg Магний |
13 Al Алюминий |
14 Si Кремний |
15 P Фосфор |
16 S Сера |
17 Cl Хлор |
18 Ar Аргон |
||||||||||
4 |
19 K Калий |
20 Ca Кальций |
21 Sc Скандий |
22 Ti Титан |
23 V Ванадий |
24 Cr Хром |
25 Mn Марганец |
26 Fe Железо |
27 Co Кобальт |
28 Ni Никель |
29 Cu Медь |
30 Zn Цинк |
31 Ga Галлий |
32 Ge Германий |
33 As Мышьяк |
34 Se Селен |
35 Br Бром |
36 Kr Криптон |
5 |
37 Rb Рубидий |
38 Sr Стронций |
39 Y Иттрий |
40 Zr Цирконий |
41 Nb Ниобий |
42 Mo Молибден |
(43) Tc Технеций |
44 Ru Рутений |
45 Rh Родий |
46 Pd Палладий |
47 Ag Серебро |
48 Cd Кадмий |
49 In Индий |
50 Sn Олово |
51 Sb Сурьма |
52 Te Теллур |
53 I Иод |
54 Xe Ксенон |
6 |
55 Cs Цезий |
56 Ba Барий |
* |
72 Hf Гафний |
73 Ta Тантал |
74 W Вольфрам |
75 Re Рений |
76 Os Осмий |
77 Ir Иридий |
78 Pt Платина |
79 Au Золото |
80 Hg Ртуть |
81 Tl Таллий |
82 Pb Свинец |
83 Bi Висмут |
(84) Po Полоний |
(85) At Астат |
86 Rn Радон |
7 |
87 Fr Франций |
88 Ra Радий |
** |
(104) Rf Резерфордий |
(105) Db Дубний |
(106) Sg Сиборгий |
(107) Bh Борий |
(108) Hs Хассий |
(109) Mt Мейтнерий |
(110) Ds Дармштадтий |
(111) Rg Рентгений |
(112) Cp Коперниций |
(113) Uut Унунтрий |
(114) Uuq Унунквадий |
(115) Uup Унунпентий |
(116) Uuh Унунгексий |
(117) Uus Унунсептий |
(118) Uuo Унуноктий |
8 |
(119) Uue Унуненний |
(120) Ubn Унбинилий |
||||||||||||||||
Лантаноиды * |
57 La Лантан |
58 Ce Церий |
59 Pr Празеодим |
60 Nd Неодим |
(61) Pm Прометий |
62 Sm Самарий |
63 Eu Европий |
64 Gd Гадолиний |
65 Tb Тербий |
66 Dy Диспрозий |
67 Ho Гольмй |
68 Er Эрбий |
69 Tm Тулий |
70 Yb Иттербий |
71 Lu Лютеций |
|||
Актиноиды ** |
89 Ac Актиний |
90 Th Торий |
91 Pa Протактиний |
92 U Уран |
(93) Np Нептуний |
(94) Pu Плутоний |
(95) Am Америций |
(96) Cm Кюрий |
(97) Bk Берклий |
(98) Cf Калифорний |
(99) Es Эйнштейний |
(100) Fm Фермий |
(101) Md Менделевий |
(102) No Нобелей |
(103) Lr Лоуренсий |
Щелочные металлы | Щёлочноземельные металлы | Лантаноиды | Актиноиды | Переходные металлы |
Лёгкие металлы | Полуметаллы | Неметаллы | Галогены | Инертные газы |