Aktinium

Aktinium upptäcktes 1899 av A. Debierne i avfall från bearbetning av uranbeck, från vilket polonium och radium avlägsnades . Det nya grundämnet fick namnet aktinium. Kort efter Debjernes upptäckt, oberoende av honom, erhöll den tyske radiofysikern F. Gisel ett högradioaktivt grundämne från samma fraktion av uranbeck som innehåller sällsynta jordartsmetaller och föreslog namnet "emania".

Ytterligare forskning visade identiteten av preparaten som erhållits av Debierne och Gisel, även om de observerade det radioaktiva utsläppet inte av aktinium självt, utan av dess sönderfallsprodukter - 227 Th ( radioaktinium ) och 230 Th ( jonium ).

Namnets ursprung

Från annan grek. ἀκτίς - "stråle".

Att vara i naturen

Aktinium är ett av de mest sällsynta radioaktiva grundämnena i naturen. Dess totala innehåll i jordskorpan överstiger inte 2600 ton, medan till exempel mängden radium är mer än 40 miljoner ton.

Tre isotoper av aktinium har hittats i naturen: 225 Ac, 227 Ac, 228 Ac.

Aktinium åtföljer uranmalmer . Dess innehåll i naturliga malmer motsvarar jämvikten. Ökade mängder aktinium finns i molybdeniter , karbonat , kassiterit , kvarts och pyrolusit . Aktinium kännetecknas av en låg migrationsförmåga i naturliga föremål och rör sig mycket långsammare än uran eller reaktivt radium .

Fysiska egenskaper

Den fullständiga elektroniska konfigurationen av aktiniumatomen är: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 1 6 2 sd

Aktinium är en silvervit metall, tung, mjuk och har liknande utseende som lantan . Radioaktiv. På grund av radioaktivitet i mörker lyser den med en karakteristisk blå färg.

Kemiska egenskaper

I fuktig luft är aktinium täckt med en oxidfilm. Starkt reduktionsmedel, reagerar med vatten:

{\mathsf {2Ac+6H_{2}O=2Ac(OH)_{3}\downarrow +3H_{2}\uparrow ))

Utspädda syror:

{\mathsf {2Ac+6HCl=2AcCl_{3}+3H_{2}\uparrow ))

Liksom lantan kan det existera i två kristallina former, men endast en form har erhållits - β-Ac, som har en kubisk ansiktscentrerad struktur. Lågtemperatur-a-formen kunde inte erhållas.

Atomradien för aktinium överstiger något atomradien för lantan och är 1,88 Å.

När det gäller kemiska egenskaper är aktinium också väldigt likt lantan, i föreningar tar det oxidationstillståndet +3 (Ac 2 O 3 , AcBr 3 , Ac (OH) 3 ), men det är mycket reaktivt och har mer grundläggande egenskaper.

Får

Att få aktinium från uranmalmer är opraktiskt på grund av dess låga innehåll i dem, liksom dess stora likhet med de sällsynta jordartsmetallerna som finns där.

I grund och botten erhålls aktiniumisotoper på konstgjord väg. 227 Ac -isotopen erhålls genom att bestråla radium med neutroner i en reaktor. Utbytet överstiger som regel inte 2,15% av den initiala mängden radium. Mängden aktinium i denna syntesmetod beräknas i gram. 228 Ac isotopen produceras genom att bestråla 227 Ac isotopen med neutroner.

Isolering och rening av aktinium från radium- , torium- och dottersönderfallsprodukter utförs genom extraktion och jonbytesmetoder.

Metallaktinium erhålls genom att reducera aktiniumtrifluorid med litiumånga:

{\mathsf {AcF_{3}+3Li\rightarrow 3LiF+Ac))

(1300-1350 °C, i Ar-atmosfär)

Isotoper

Naturlig anemon består av en radioaktiv isotop, 227 Ac. Trettiosju radioisotoper är kända, de mest stabila är 227 Ac med en halveringstid på 21,772 år, 225 Ac med en halveringstid på 10,0 dagar och 226 Ac med en halveringstid på 29,37 timmar. Alla kvarvarande radioaktiva isotoper har en halveringstid på mindre än 10 timmar, och de flesta har en halveringstid på mindre än 1 minut. Den kortlivade isotopen av aktinium är 217 Ac med en halveringstid på 69 nanosekunder, som sönderfaller via alfasönderfall och elektroninfångning .

Renat 227 Ac kommer i jämvikt med sönderfallsprodukterna efter 185 dagar. Det sönderfaller huvudsakligen med emission av β- (98,8%) och en liten mängd α-partiklar (1,2%), efterföljande sönderfallsprodukter tillhör också aktiniumserien . Aktiniumisotoper har atomvikter som sträcker sig från 204 [3] [4] till 236 amu .

Radioaktiva egenskaper hos vissa aktiniumisotoper :

En aktiniumisotop	tar emot reaktion	Förfallstyp	Halva livet
221 Ac	232 Th(d,9n) 225 Pa(a) → 221 Ac	α	<1 sek.
222 AC	232 Th(d,8n) 226 Pa(a) → 222 Ac	α	4,2 sek.
223 AC	232 Th(d,7n) 227 Pa(a) → 223 Ac	α	2,2 min.
224ac _	232 Th(d,6n) 228 Pa(a) → 224 Ac	α	2,9 timmar
225 AC	232 Th(n,γ) 233 Th(β − )→ 233 Pa(β − )→ 233 U(α)→ 229 Th(α)→ 225 Ra(β − ) 225 Ac	α	10 dagar
226ac _	226 Ra(d,2n) 226 Ac	α eller β − eller elektronisk infångning	klockan 29
227ac _	235 U(α)→ 231 Th(β − )→ 231 Pa(α)→ 227 Ac	α eller β −	21,7 år gammal
228 AC	232 Th(a)→ 228 Ra(p- ) → 228 Ac	β −	18.13
229 Ac	228 Ra(n,γ) 229 Ra(β − )→ 229 Ac	β −	66 min.
230 AC	232 Th(d,a) 230 Ac	β −	80 sek.
231 Ac	232 Th(y,p) 231 Ac	β −	7,5 min.
232 AC	232 Th(n,p) 232 Ac	β −	35 sek.

Applikation

227 Ac blandat med beryllium är en källa till neutroner. Ac-Be-källor kännetecknas av ett lågt utbyte av gammakvanta, de används i aktiveringsanalys vid bestämning av Mn , Si , Al i malmer.

225 Ac används för att producera 213 Bi och även för användning vid radioimmunterapi.

227 Ac kan användas i radioisotopenergikällor .

228 Ac används som spårämne i kemisk forskning på grund av sin höga energi β-strålning.

En blandning av 228 Ac - 228 Ra-isotoper används inom medicin som en intensiv källa till γ-strålning .

Fysiologisk verkan

Aktinium är ett av de farliga radioaktiva gifterna med hög specifik α-aktivitet. Även om absorptionen av aktinium från matsmältningskanalen är relativt liten jämfört med radium, är den viktigaste egenskapen hos aktinium dess förmåga att hållas fast i kroppen i benvävnadens ytskikt. Inledningsvis ackumuleras aktinium till stor del i levern, och hastigheten för dess avlägsnande från kroppen är mycket större än hastigheten för dess radioaktiva sönderfall. Dessutom är en av dotterprodukterna av dess förfall mycket farlig radon , skydd mot vilket när man arbetar med aktinium är en separat allvarlig uppgift.

I litteratur

E. Hamiltons fantastiska berättelse "My Poor Iron Nerves" beskriver aktiniumbrytning i kommersiell skala på den fiktiva fjärde satelliten av Pluto, Dis (vilket är omöjligt, eftersom den enda naturliga och längstlivade isotopen av aktinium har en halveringstid på mindre än 22 år). Att döma av innehållet används aktinium i berättelsens universum för energi. Utvinningen utförs av autonoma robotar , och författaren ger en beskrivning på ett skämtsamt sätt: radioaktivt bränsle verkar på gruvrobotar på ungefär samma sätt som alkohol gör på en person.

Anteckningar

↑ Ledare: Knunyants I. L. (chefredaktör). Chemical Encyclopedia: i 5 vols - Moskva: Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1. - S. 78. - 623 sid. — 100 000 exemplar.
↑ WebElements periodiska system för grundämnen | Aktinium | kristallstrukturer . Hämtad 10 augusti 2010. Arkiverad från originalet 4 november 2010. (obestämd)
↑ MHHuang, ZGGan...ANPolyakovj. α sönderfall av den nya isotopen 204Ac (engelska) // Physics Letters B. - 2022. - Vol. 834 , nr. 10 . — S. 137484 . - doi : 10.1016/j.physletb.2022.137484 .
↑ Liu Jia. Fysiker upptäcker den nya isotopen aktinium- 204 . https://phys.org (20.10.2022).

Litteratur

Karalova Z.K., Myasoedov B.F. Actiny. — M.: Nauka, 1982. — 144 sid.

Länkar

Actinium, ett kemiskt element upptäckt av Debirn // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 volymer (82 volymer och 4 ytterligare). - St Petersburg. 1890-1907.
Aktinium på webbelement
Actinium på Popular Library of Chemical Elements

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor katalanska Stor norsk Stor ryss Great Soviet (1 upplaga) Brockhaus och Efron Litet Brockhaus och Efron Britannica (online) Treccani Universalis Granatäpple
I bibliografiska kataloger	BNF : 121509422 GND : 4523163-1 J9U : 987007293853405171 LCCN : sh85000706 NKC : ph543052

Periodiskt system av kemiska element av D. I. Mendeleev

ett

tio

ett

han

Vara

fyra

Som

Obs

jag

På

centimeter

jfr

Nej

alkaliska metaller	alkaliska jordartsmetaller	Lantanider	Aktinider	övergångsmetaller
lättmetaller _	Halvmetaller	icke-metaller	Halogener	ädelgaser

Elektrokemisk aktivitet serie av metaller
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Tl , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au

Aktiniumföreningar _

Aktinium(III)bromid ( AcBr3 )
Aktinium(III)hydrid ( AcH2 )
Aktinium(III)hydroxid (Ac(OH) 3 )
Aktinium(III ) jodid (AcI3 )
Aktinium(III)nitrat (Ac(NO 3 ) 3 )
Aktinium(III)oxalat (Ac 2 (C 2 O 4 ) 3 )
Aktinium(III)oxid (Ac 2 O 3 )
Aktiniumoxidbromid ( AcOBr )
Aktiniumoxid-klorid (AcOCl)
Aktinium(III)ortofosfat (AcPO 4 )
Aktinium(III)sulfat (Ac 2 (SO 4 ) 3 )
Aktinium(III)sulfid ( Ac 2S 3 )
Aktinium(III)fluorid (AcF 3 )
Aktiniumfluoridoxid ( AcOF )
Aktinium(III)klorid ( AcCl3 )