Aktinij
Aktinij je hemijski element sa simbolom Ac i atomskim brojem 89. Po njemu je serija hemijskih elemenata dobila ime aktinoidi, gdje spada grupa od petnaest vrlo sličnih elemenata u periodnom sistemu, počev od njega do lorensija. Aktinij se također ponekad smatra i prvim prelaznim metalom 7. periode, mada se mnogo rjeđe lorensiju dodjeljuje ta pozicija. Aktinij je otkriven 1899. godine, a bio je prvi neprimordijalni radioaktivni element koji je izdvojen. Iako su polonij, radij i radon otkriveni prije aktinija, oni nisu bili dobijeni u čistom obliku sve do 1902. godine.
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aktinij u periodnom sistemu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hemijski element, Simbol, Atomski broj | Aktinij, Ac, 89 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serija | Prelazni metali | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupa, Perioda, Blok | 3, 7, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Izgled | srebrenasti metal emitira plavičastu svjetlost[1][2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS registarski broj | 7440-34-8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zastupljenost | 6 · 10-18[3] % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomske osobine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomska masa | 227,0278 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomski radijus (izračunat) | 195 (-) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalentni radijus | 215 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waalsov radijus | - pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronska konfiguracija | [Rn] 6d17s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Broj elektrona u energetskom nivou | 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. energija ionizacije | 499 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. energija ionizacije | 1170 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. energija ionizacije | 1900 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fizikalne osobine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Agregatno stanje | čvrsto | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristalna struktura | kubična plošno centrirana | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gustoća | 10070 kg/m3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tačka topljenja | 1323 K (1050 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tačka ključanja | 3500±300[2] K (3200±300 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molarni volumen | 22,55 · 10-6 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Toplota isparavanja | 400 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Toplota topljenja | 14 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brzina zvuka | m/s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Specifična toplota | 27,2 J/(kg · K) kod 293 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Toplotna provodljivost | 12 W/(m · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hemijske osobine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oksidacioni broj | 3, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrodni potencijal | -2,13 V (Ac3+ + 3e- → Ac) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativnost | 1,1 (Pauling-skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Izotopi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sigurnosno obavještenje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oznake upozorenja
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Obavještenja o riziku i sigurnosti | R: / S: / | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ostala upozorenja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radioaktivnost | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Radioaktivni element | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ako je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aktinij je vrlo mehak, srebrenasto-svijetli radioaktivni metal koji vrlo burno reagira sa kisikom i vlagom iz zraka, gradeći bijeli pokrivni aktinij-oksid koji sprječava daljnju oksidaciju. Kao i većina lantanoida i mnogih aktinoida, on zadržava oksidacijsko stanje +3 u gotovo svim svojim spojevima. Ovaj metal se nalazi samo u tragovima unutar ruda uranija i torija u vidu izotopa 227Ac, a koji se raspada tokom vremena poluraspada od 21,772 godine, pretežno emitirajući beta- a rjeđe i alfa-čestice. Također, postoji i izotop 228Ac, koji je beta aktivan, ali mu je vrijeme poluraspada samo 6,15 sati. U jednoj toni prirodnog uranija u rudama sadržano je oko 0,2 miligrama aktinija-227, dok jedna tona prirodnog torija sadrži približno 5 nanograma aktinija-228. Zbog velike sličnosti u fizičkim i hemijskim osobinama aktinija i lantana, odvajanje aktinija iz njegovih ruda nije praktično. Umjesto toga, ovaj element se u miligramskim količinama dobija zračenjem neutronima izotopa radija-226 u nuklearnim reaktorima. Zbog rijetkosti, visoke cijene dobijanja i radioaktivnosti, aktinij nema značajnijih primjena u industriji. Njegova upotreba svodi se na izvor neutrona te kao sredstvo u radioterapiji, kojim se zrače određene ćelije tumora u tijelu.
Historija
urediFrancuski hemičar André-Louis Debierne objavio je 1899. otkriće novog elementa. Izdvojio ga je iz ostataka rude uraninita, iz koje su Marie i Pierre Curie prethodno izdvojili radij. Iste godine, Debierne je opisao novu tvar da je slična titaniju[5] a u studiji iz 1900. naveo je da je element sličan toriju.[6] Aktinij je, neznajući za Debierneovo otkriće, također otkrio i Friedrich Oskar Giesel 1902. godine[7] kada je novu supstancu opisao da je slična lantanu, te ga je 1904. godine nazvao emanium.[8] Nakon što su Harriet Brooks 1904. te Otto Hahn i Otto Sackur 1905. godine uporedili vremena poluraspada supstanci koje su otkrili Debierne i Giesel,[9] odabrali su da zadrže ime elementa koje je predložio Debierne jer je bio prvi koji ga je otkrio, iako je postojala nepodudarnost u hemijskim osobinama koje je on različito navodio u različitim radovima i periodima.[8][10]
Članci objavljeni tokom 1970tih[11] i kasnije[12] navode da Debierneovi rezultati objavljeni 1904. nisu saglasni sa onim objavljenim 1899. i 1900. godine. Osim toga, prema današnjem znanju iz oblasti hemije aktinija izvodi se zaključak da je ovaj element nije mogao biti ništa drugo osim vrlo mali sastojak u Debierneovim rezultatima iz 1899. i 1900. Zapravo, hemijske osobine tvari o kojoj je on pisao navode na pomisao da se u tom slučaju radilo o protaktiniju, elementu koji nije otkriven još narednih četrnaest godina, samo zbog toga što je "nestao" zbog svoje hidrolize i adsorpcije na Debierneovom laboratorijskom posuđu. To otkriće je navelo neke autore da Giesela "proglase" osobom koja je otkrila aktinij.[2] Nešto umjereniju viziju naučnog otkrića predložio je Adloff.[12] On je naveo bi se retrospektivne kritike ranih radova trebale ublažiti zbog tadašnjeg nivoa znanja iz radiohemije: naglašavajući opreznost Debierneovih tvrdnjih u prvobitnim radovima, on zapaža da niko ne može sa sigurnošću tvrditi da Debierneova supstanca nije sadržavala aktinij.[12] Debierne, koji prema mišljenjima većine historičara važi za pronalazača aktinija, izgubio je kasnije zanimanje za ovaj element i napustio istraživanje. S druge strane, Gieselu se s punim pravom može dati čast za prvo dobijanje radiohemijski čistog uzorka aktinija kao i za određivanje njegovog atomskog broja 89.[11] Ime aktinij potječe od starogrčkih riječi aktis, aktinos (starogrčki: ακτίς, ακτίνος) što znači zraka.[13] Njegov simbol Ac također se koristi i kao skraćenica za druge supstance ili organske spojeve koji nemaju nikakve veze sa aktinijem, poput acetila, acetata[14] i ponekad acetaldehida.[15]
Osobine
urediAktinij je mehki, srebreno-sjajni,[16][17] radioaktivni metalni element. Njegov modul smicanja (Coulombov modul) vrlo je blizak onom kod olova.[18] Zbog vrlo snažne radioaktivnosti aktinija, on u mraku sjaji svijetloplavom svjetlošću, koja potječe jer se okolni zrak ionizira zbog emisije energetskih čestica.[19] Hemijske osobine su slične osobinama lantana i drugih lantanoida, pa je sve te elemente vrlo teško razdvojiti iz ruda uranija. Ekstrakcija otapalima i ionoizmjenjivačka hromatografija su najčešće metode korištene u izdvajanju aktinija.[20] Kao prvi element među aktinoidi, a po njemu je ova grupa i dobila ime, na isti način kao što je lantan za lantanoide. Međutim, aktinoidi su u mnogo većoj mjeri različiti između sebe u odnosu na lantanoide, tako da sve do 1928. i prijedloga Charlesa Janeta o najznačajnijoj izmjeni Mendeljejevog periodnog sistema još od formiranja grupe lantanoida, tako što je uveo aktinoide, a isti prijedlog imao je i Glenn T. Seaborg 1945. godine.[21]
Aktinij vrlo burno reagira sa kisikom i vlagom iz zraka gradeći bijeli pokrovni sloj aktinij-oksida koji onemogućava daljnju oksidaciju.[16] Kao i kod većine lantanoida i aktinoida, aktinij postoji u oksidacijskom stanju +3, a ioni Ac3+ su bezbojni u rastvorima.[22] Oksidacijsko stanje +3 se javlja zbog elektronske konfiguracije aktinija [Rn]6d17s2, sa tri valentna elektrona koji se vrlo lahko otpuštaju dajući stabilnu strukturu zatvorenih elektronskih ljusci plemenitog plina radona.[17] Rijetko oksidacijsko stanje +2 jedino je poznato kod aktinij-dihidrida (AcH2); mada se i tu možda radi o elektridnom spoju kao i kod njegovog lakšeg kongenera lantana u spoju LaH2.[23]
Izotopi
urediAktinij koji se javlja u prirodi sastoji se iz dva radioaktivna izotopa: 227Ac (koji se nalazi u radioaktivnom nizu raspadanja izotopa 235U) i 228Ac, koji je treći po redu "kćerka" izotop od 232Th. 227Ac se pretežno raspada kao beta emiter s vrlo malom energijom, ali se pri 1,38% raspada emitira alfa čestica, pa se stoga vrlo lahko može identificirati pomoću alfa spektrometrije.[2] Ukupno je do danas poznato 36 radioizotopa ovog elementa, a među njima je najstabilniji 227Ac čije vrijeme poluraspada iznosi 21,772 godina. Nakon njega slijede 225Ac sa vremenom poluraspada od 10 dana i 226Ac sa vremenom poluraspada od 29,37 sati. Svi ostali poznati radioaktivni izotopi imaju vremena poluraspada kraća od 10 sati, a većina od njih vremena kraća od jedne minute. Najkraće vrijeme poluraspada ima izotop aktinija 217Ac sa 69 nanosekundi, a koji se raspada alfa raspadom i elektronskim zahvatom. Aktinij ima i dva poznata metastabilna izotopa.[24] U hemiji su najznačajniji izotopi 225Ac, 227Ac i 228Ac.[2]
Obogaćeni 227Ac se nalazi u ravnoteži sa svojim proizvodima raspada nakon otprilike pola godine. On se raspada tokom svog vremena poluraspada od 21,772 godine emitirajući uglavnom beta (98,62%) i neznatno alfa čestice (1,38%),[24] a "kćerke" izotopi su dio lanca raspada poznatog kao aktinijev niz. Iz razloga svoje rijetkosti i slabe rasprostranjenosti, niske energije beta čestica koje emitira (najviše 44,8 keV) i niskog intenziteta alfa zračenja, 227Ac je vrlo teško direktno detektirati putem njegove emisije pa se stoga prati samo preko proizvoda raspada.[22] Izotopi aktinija po atomskoj težini imaju raspon od 206 u (206Ac) do 236 u (236Ac).[24]
| Izotop | Proizvodnja | Raspad | Vrijeme poluraspada |
|---|---|---|---|
| 221Ac | 232Th(d,9n)→225Pa(α)→221Ac | α | 52 ms |
| 222Ac | 232Th(d,8n)→226Pa(α)→222Ac | α | 5,0 s |
| 223Ac | 232Th(d,7n)→227Pa(α)→223Ac | α | 2,1 min |
| 224Ac | 232Th(d,6n)→228Pa(α)→224Ac | α | 2,78 h |
| 225Ac | 232Th(n,γ)→233Th(β−)→233Pa(β−)→233U(α)→229Th(α)→225Ra(β−)→225Ac | α | 10 dana |
| 226Ac | 226Ra(d,2n)→226Ac | α, β− elektronski zahvat |
29,37 h |
| 227Ac | 235U(α)→231Th(β−)→231Pa(α)→227Ac | α, β− | 21,77 god. |
| 228Ac | 232Th(α)→228Ra(β−)→228Ac | β− | 6,15 h |
| 229Ac | 228Ra(n,γ)→229Ra(β−)→229Ac | β− | 62,7 min |
| 230Ac | 232Th(d,α)→230Ac | β− | 122 s |
| 231Ac | 232Th(γ,p)→231Ac | β− | 7,5 min |
| 232Ac | 232Th(n,p)→232Ac | β− | 119 s |
Rasprostrenjenost
urediMože se naći samo u tragovima u rudama uranija. Jedna tona rude uranija sadrži oko 0,2 miligrama izotopa 227Ac[25][26] dok jedna tona rude torija sadrži oko 5 nanograma izotopa 228Ac. Izotop 227Ac je prelazni član raspadnog lanca uranij-aktinijevog niza koji počinje sa "roditeljskim" izotopom uranija-235 (ili plutonija 239Pu) a završava sa stabilnim izotopom olova 207Pb. Izotop 228Ac je prelazni član torijevog niza raspada, koji započinje "roditeljskim" izotopom 232Th a završava stabilnim izotopom olova 208Pb. Još jedan izotop aktinija (225Ac) je prelazni član u neptunijevom nizu raspada, a koji počinje sa 237Np (ili 233U) a završava sa talijem (205Tl) i (gotovo) stabilnim bizmutom (209Bi), mada je ovaj lanac raspada postojao samo u ranoj fazi nastanka Sunčevog sistema zbog vrlo kratkog vremena poluraspada izotopa neptunija-237.
Dobijanje
uredi
Mala prirodna koncentracija i fizičke i hemijske osobine koje su vrlo bliske onima kod lantana i drugih lantanoida, a koje su vrlo bogate u rudama koje u svom sastavu imaju tragove aktinija, čine izdvajanje ovog elementa iz ruda vrlo nepraktičnim, a povrh toga potpuno izdvajanje nikad nije postignuto.[27] Iz tih razloga, aktinij u miligramskim količinama dobija se zračenjem neutronima izotopa radija 226Ra u nuklearnom reaktoru.[26][28]
![{\displaystyle {\ce {^{226}_{88}Ra+_{0}^{1}n->{}_{88}^{227}Ra->[\beta ^{-}][42.2\ \mathrm {min} ]{}_{89}^{227}Ac}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9a3fc4f58e99afa21cff278574e639edf23a4980)
Ova reakcija ima prinos od oko 2% od težine upotrebljenog radija. 227Ac može kasnije i dalje "hvatati" neutrone što rezultira nastankom malih količina 228Ac. Nakon sinteze, aktinij se odvaja od radija kao i od proizvoda raspada i nuklearne fuzije, poput torija, polonija, olova i bizmuta. Ekstrakcija se vrši pomoću vodenog rastvora tenoiltrifluoroaceton-benzena iz rastvora proizvoda zračenja, a selektivnost prema određenom elementu postiže se podešavanjem pH vrijednosti rastvora (oko 6,0 za aktinij).[25] Alternativni način jeste izmjena aniona sa odgovarajućom smolom u dušičnoj kiselini, čime se može postići faktor razdvajanja od 1.000.000 za radij i aktinij u odnosu na torij u dvostepenom procesu. Nakon toga aktinij se razdvaja od radija odnosom od približno 100, koristeći smolu sa slabom kationskom izmjenom niskog poprečnog vezivanja te dušičnu kiselinu kao eluant.[29]
Spojevi
urediPoznat je vrlo ograničen broj spojeva aktinija uključujući AcF3, AcCl3, AcBr3, AcOF, AcOCl, AcOBr, Ac2S3, Ac2O3 i AcPO4. Osim spoja AcPO4, svi drugi spojevi vrlo su slični odgovarajućim spojevima lantana. U svim navedenim spojevima, aktinij se nalazi u oksidacijskom stanju +3.[22][27] Tačnije, konstante rešetke analognih spojeva aktinija i lantana razlikuju se za samo nekoliko postotaka.[27]
| Formula | Boja | Simetrija | Prostorna grupa |
Br | Pearson | a (pm) | b (pm) | c (pm) | Z | Gustoća, g/cm3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ac | srebrenast | fcc[23] | Fm3m | 225 | cF4 | 531,1 | 531,1 | 531,1 | 4 | 10,07 |
| AcH2 | nepoznato | kubična[23] | Fm3m | 225 | cF12 | 567 | 567 | 567 | 4 | 8,35 |
| Ac2O3 | bijel[16] | trigonalna[30] | P3m1 | 164 | hP5 | 408 | 408 | 630 | 1 | 9,18 |
| Ac2S3 | crn | kubična[31] | I43d | 220 | cI28 | 778,56 | 778,56 | 778,56 | 4 | 6,71 |
| AcF3 | bijel[32] | heksagonalna[27] | P3c1 | 165 | hP24 | 741 | 741 | 755 | 6 | 7,88 |
| AcCl3 | bijel | heksagonalna[33] | P63/m | 165 | hP8 | 764 | 764 | 456 | 2 | 4,8 |
| AcBr3 | bijel[27] | heksagonalna[33] | P63/m | 165 | hP8 | 764 | 764 | 456 | 2 | 5,85 |
| AcOF | bijel[34] | kubična[27] | Fm3m | 593,1 | 8,28 | |||||
| AcOCl | bijel | tetragonalna[27] | 424 | 424 | 707 | 7.23 | ||||
| AcOBr | bijel | tetragonalna[27] | 427 | 427 | 740 | 7,89 | ||||
| AcPO4·0.5H2O | nepoznato | heksagonalna[27] | 721 | 721 | 664 | 5,48 |
Ovdje su a, b i c konstante rešetke, br. je broj prostorne grupe a Z je član formulske jedinice po ćelijskoj jedinici. Gustoća spojeva nije mjerena direktnim putem već izračunata preko parametara rešetke.
Oksidi
urediAktinij-oksid (Ac2O3) može se dobiti zagrijavanjem hidroksida na 500 °C ili zagrijavanjem oksalata pri 1100 °C u vakuumu. Njegova kristalna rešetka je izotipska sa oksidima većine trovalentnih rijetkih zemnih metala.[27]
Halidi
urediAktinij-trifluorid se može dobiti bilo u rastvoru ili putem reakcije čvrstih tvari. Prva reakcija u rastvoru može se odvijati pri sobnoj temperaturi tako što se dodaje fluoridna kiselina u rastvor u kojem se nalaze ioni aktinija. Drugi metod pri čemu se metalni aktinij tretira fluorovodikom pri 700 °C sa platinom kao katalizatorom. Djelovanjem amonij-hidroksida na aktinij-trifluorid pri 900–1000 °C dobija se oksifluorid AcOF. Dok lantan-oksifluorid se vrlo lahko može dobiti sagorijevanjem lantan-trifluorida u prisustvu zraka pri 800 °C tokom jednog sata, slična procedura aktinij-trifluorida ne daje AcOF te se samo dobijaju istopljeni reaktanti.[27][35]
- AcF3 + 2 NH3 + H2O → AcOF + 2 NH4F
Aktinij-trihlorid se dobija reakcijom aktinij-hidroksida ili oksalata sa parama ugljik-tetrahlorida pri temperaturama iznad 960 °C. Slično kao i kod oksifluorida, aktinij-oksihlorid se može dobiti hidroliziranjem aktinij-trihlorida sa amonij-hidroksidom pri 1000 °C. Međutim, za razliku od oksifluorida, oksihlorid se mnogo lakše može sintetizirati ako se u rastvor aktinij-trihlorida u hlorovodičnoj kiselini doda amonijak.[27]
Reakcija aluminij-bromida i aktinij-oksida daje aktinij-tribromid:
- Ac2O3 + 2 AlBr3 → 2 AcBr3 + Al2O3
a zatim se dodavanjem amonij-hidroksida pri 500 °C dobija oksibromid AcOBr.[27]
Drugi
urediAktinij-hidrid se može dobiti redukcijom aktinij-trihlorida sa kalijem pri 300 °C, a njegova struktura se proučava putem analogije sa odgovarajućim LaH2 hidridom. Izvor vodika u ovoj reakciji nije sasvim poznat.[36]
Miješajući mononatrij-fosfat (NaH2PO4) sa rastvorom aktinija u hlorovodičnoj kiselini dobija se bijeli spoj aktinij-fosfat poluhidrat (AcPO4·0.5H2O), dok se zagrijavanjem aktinij-oksalata sa parama vodik-sulfida pri 1400 °C tokom nekoliko minuta dobija crni aktinij-sulfid Ac2S3. Moguće je da se on također može dobiti djelovanjem mješavine vodik-sulfida i ugljik-disulfida na aktinij-oksid pri temperaturi od 1000 °C.[27]
Reference
uredi- ^ Wall, Greg (8. 9. 2003). "C&EN: It's Elemental: The Periodic Table - Actinium". C&EN: It's Elemental: The Periodic Table. Chemical and Engineering News. Pristupljeno 2. 6. 2011.
- ^ a b c d e Kirby Harold W.; Morss Lester R. (2006). "Actinium". The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. str. 18. doi:10.1007/1-4020-3598-5_2. ISBN 978-1-4020-3555-5.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Harry H. Binder (1999). Lexikon der chemischen Elemente. Stuttgart: S. Hirzel Verlag. ISBN 3-7776-0736-3.
- ^ EU ovaj element još uvijek nije stavila na spisak opasnih elemenata, međutim trenutno nije moguće pronaći pouzdani izvor ili literaturu o opasnim svojstvima ove supstance. Radioaktivnost ne spada u opasna svojstva koja se ovdje navode.
- ^ André-Louis Debierne (1899). "Sur un nouvelle matière radio-active". Comptes rendus (jezik: francuski). 129: 593–595. Pristupljeno 26. 9. 2017.
- ^ André-Louis Debierne (1900). "Sur un nouvelle matière radio-actif – l'actinium". Comptes rendus (jezik: francuski). 130: 906–908.
- ^ Friedrich Oskar Giesel (1902). "Ueber Radium und radioactive Stoffe". Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (jezik: njemački). 35 (3): 3608–3611. doi:10.1002/cber.190203503187.
- ^ a b Friedrich Oskar Giesel (1904). "Ueber den Emanationskörper (Emanium)". Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (jezik: njemački). 37 (2): 1696–1699. doi:10.1002/cber.19040370280.
- ^ André-Louis Debierne (1904). "Sur l'actinium". Comptes rendus (jezik: francuski). 139: 538–540.
- ^ Friedrich Oskar Giesel (1905). "Ueber Emanium". Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (jezik: njemački). 38 (1): 775–778. doi:10.1002/cber.190503801130.
- ^ a b Harold W. Kirby (1971). "The Discovery of Actinium". Isis. 62 (3): 290–308. doi:10.1086/350760. JSTOR 229943.
- ^ a b c J. P. Adloff (2000). "The centenary of a controversial discovery: actinium". Radiochim. Acta. 88 (3–4_2000): 123–128. doi:10.1524/ract.2000.88.3-4.123.
- ^ Hammond, C. R. The Elements u: Lide, D. R. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86 izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- ^ Gilley, Cynthia Brooke; Univerzitet Kalifornije, San Diego (2008). New convertible isocyanides for the Ugi reaction; application to the stereoselective synthesis of omuralide. ProQuest. str. 11. ISBN 978-0-549-79554-4.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Reimers, Jeffrey R. (2011). Computational Methods for Large Systems: Electronic Structure Approaches for Biotechnology and Nanotechnology. John Wiley and Sons. str. 575. ISBN 978-0-470-48788-4.
- ^ a b c Joseph G. Stites; Salutsky Murrell L.; Stone Bob D. (1955). "Preparation of Actinium Metal". J. Am. Chem. Soc. 77 (1): 237–240. doi:10.1021/ja01606a085.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ a b "Actinium". Encyclopædia Britannica (15 izd.). 1995. str. 70.
- ^ Seitz, Frederick; Turnbull, David (1964). Solid state physics: advances in research and applications. Academic Press. str. 289–291. ISBN 0-12-607716-9.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Richard A. Muller (2010). Physics and Technology for Future Presidents: An Introduction to the Essential Physics Every World Leader Needs to Know. Princeton University Press. str. 136–. ISBN 978-0-691-13504-5.
- ^ J. J. Katz; Manning W. M. (1952). "Chemistry of the Actinide Elements Annual Review of Nuclear Science". Annual Review of Nuclear Science. 1: 245–262. Bibcode:1952ARNPS...1..245K. doi:10.1146/annurev.ns.01.120152.001333.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Glenn T. Seaborg (1946). "The Transuranium Elements". Science. 104 (2704): 379–386. Bibcode:1946Sci...104..379S. doi:10.1126/science.104.2704.379. JSTOR 1675046. PMID 17842184.
- ^ a b c Actinium, Большой Советской Энциклопедии; pristupljeno 28. septembra 2017. (ru)
- ^ a b c Farr J.; Giorgi A. L.; Bowman M. G.; Money R. K. (1961). "The crystal structure of actinium metal and actinium hydride". Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 18: 42–47. doi:10.1016/0022-1902(61)80369-2.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ a b c Audi Georges; Bersillon O.; Blachot J.; Wapstra A. H. (2003). "The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties". Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ a b Hagemann French (1950). "The Isolation of Actinium". Journal of the American Chemical Society. 72 (2): 768–771. doi:10.1021/ja01158a033.
- ^ a b Greenwood Norman N.; Earnshaw Alan (1997). Chemistry of the Elements (2 izd.). Butterworth-Heinemann. str. 946. ISBN 0-08-037941-9.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ a b c d e f g h i j k l m n Fried Sherman; Hagemann French; Zachariasen W. H. (1950). "The Preparation and Identification of Some Pure Actinium Compounds". Journal of the American Chemical Society. 72 (2): 771–775. doi:10.1021/ja01158a034.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Emeleus, H. J. (1987). Advances in inorganic chemistry and radiochemistry. Academic Press. str. 16–. ISBN 978-0-12-023631-2.
- ^ Bolla Rose A.; Malkemus D.; Mirzadeh S. (2005). "Production of actinium-225 for alpha particle mediated radioimmunotherapy". Applied Radiation and Isotopes. 62 (5): 667–679. doi:10.1016/j.apradiso.2004.12.003. PMID 15763472.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Zachariasen W. H. (1949). "Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. XII. New compounds representing known structure types". Acta Crystallographica. 2 (6): 388–390. doi:10.1107/S0365110X49001016.
- ^ Zachariasen W. H. (1949). "Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. VI. The Ce2S3-Ce3S4 type of structure". Acta Crystallographica. 2: 57–60. doi:10.1107/S0365110X49000126.
- ^ Meyer 1991, str. 71.
- ^ a b Zachariasen W. H. (1948). "Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. I. New structure types". Acta Crystallographica. 1 (5): 265–268. doi:10.1107/S0365110X48000703.
- ^ Meyer 1991, str. 87.
- ^ Meyer 1991, str. 87-88.
- ^ Meyer 1991, str. 43.
Literatura
uredi
- Meyer, Gerd; Morss, Lester R. (1991). Synthesis of lanthanide and actinide compounds. Springer. ISBN 0-7923-1018-7.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)