Virtual Laboratory Wiki
Advertisement
Актиний(Ac)
Атомный номер 89
Внешний вид простого вещества тяжёлый ,
серебристо-белый, радиоактивный металл
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
Удельная теплоёмкость n/a 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
Период решётки 5.310 Å
Отношение c/a n/a
Температура Дебая n/a K

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

История

Актиний был открыт в 1899 г. 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, AcCl3, 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.


Литература

Каралова З.К., Мясоедов Б.Ф. "Актиний". М. Наука, 1982, 144 с.

Ссылки





Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Актиний. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement