Aktinijum

Uredi veze
S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Za AC pogledajte stranicu naizmenična struja.
Aktinijum
Opšta svojstva
Ime, simbolaktinijum, Ac
Izgledsrebrnasto-beo, sija sablasnom plavom svetlošću;[1] ponekad sa zlatnom nijansom[2]
U periodnom sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
La
↑
Ac
↓
(Ubu)[a]
radijum ← aktinijum → torijum ‍
Atomski broj (Z)89
Grupa, periodagrupa 3 (ponekad se smatra grupom n/a), perioda 7
Blokd-blok (ponekad se smatra delom f-bloka)
Kategorija  aktinoid, ponekad se smatra prelaznim metalom
Rel. at. masa (Ar)227,0277523(25)[3]
Maseni broj227 (najstabilniji izotop)
El. konfiguracija
po ljuskama
2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
Fizička svojstva
Tačka topljenja1500 K ​(1227 °‍C, ​2240 °F) (procenjeno)[2]
Tačka ključanja3500±300 K ​(3200±300 °‍C, ​5800±500 °F) (ekstrapolisano)[2]
Gustina pri s.t.10 g/cm3
Toplota fuzije14 kJ/mol
Toplota isparavanja400 kJ/mol
Mol. topl. kapacitet27,2 J/(mol·K)
Atomska svojstva
Elektronegativnost1,1
Energije jonizacije1: 499 kJ/mol
2: 1170 kJ/mol
3: 1900 kJ/mol
(ostale)
Kovalentni radijus215 pm
Linije boje u spektralnom rasponu
Spektralne linije
Ostalo
Kristalna struktura ​postraničnocentr. kubična (FCC)
Postraničnocentr. kubična (FCC) kristalna struktura za aktinijum
Topl. vodljivost12 W/(m·K)
CAS broj7440-34-8
Istorija
Otkriće i prva izolacijaFridrih Oskar Gizel (1902)
Imenovanje i eponimAndre-Luj Debern (1899)
Glavni izotopi
izotop rasp. pž. (t1/2) TR PR
225Ac tragovi 10 d α 221Fr
226Ac syn 29,37 h β− 226Th
ε 226Ra
α 222Fr
227Ac tragovi 21,772 y β− 227Th
α 223Fr
reference • Vikipodaci

Aktinijum (Ac, lat. actinium) je hemijski element iz grupe nepostojanih aktinoida sa atomskim brojem 89.[4] Ime je dobio po grčkoj reči aktinos koja označava prečnik. Francuski hemičar Andre L. Debern je otkrio aktinijum 1899. godine na osnovu otkrivanja jonizujućeg zračenja. U isto vreme, kad i Debijern, taj element je otkrio i nemački hemičar Fridrih O. Gizel, koji je predlagao nepriznat naziv emanijum (latinski emanare znači širiti se, razlivati se). Od imena elementa aktinijum izvodi se i naziv cele grupe aktinoidi, koja obuhvata radoaktivne elemente čije se atomske mase nalaze između 89 do 102, od kojih je prvi aktinijum.[5] Aktinijum se takođe ponekad smatra i prvim prelaznim metalom 7. periode, mada se mnogo ređe lorencijumu dodeljuje ta pozicija. Aktinijum je otkriven 1899. godine, a bio je prvi neprimordijalni radioaktivni element koji je izdvojen. Iako su polonijum, radijum i radon otkriveni prije aktinijuma, oni nisu bili dobijeni u čistom obliku sve do 1902. godine.

Aktinijum je vrlo mek, srebrnasto-svetli radioaktivni metal koji vrlo burno reaguje sa kiseonikom i vlagom iz vazduha, gradeći beli pokrivni aktinijum-oksid koji sprečava daljnju oksidaciju. Kao i većina lantanoida i mnogih aktinoida, on zadržava oksidaciono stanje +3 u gotovo svim svojim jedinjenjima. Ovaj metal se nalazi samo u tragovima unutar ruda uranijuma i torijuma u vidu izotopa 227Ac, a koji se raspada tokom vremena poluraspada od 21,772 godine, pretežno emitujući beta, a ređe i alfa-čestice. Takođe, postoji i izotop 228Ac, koji je beta aktivan, ali mu je vreme poluraspada samo 6,15 sati. U jednoj toni prirodnog uranijuma u rudama sadržano je oko 0,2 miligrama aktinijuma-227, dok jedna tona prirodnog torijuma sadrži približno 5 nanograma aktinijuma-228. Zbog velike sličnosti u fizičkim i hemijskim osobinama aktinijuma i lantana, odvajanje aktinijuma iz njegovih ruda nije praktično. Umesto toga, ovaj element se u miligramskim količinama dobija zračenjem neutronima izotopa radijuma-226 u nuklearnim reaktorima. Zbog retkosti, visoke cene dobijanja i radioaktivnosti, aktinijum nema značajnijih primena u industriji. Njegova upotreba svodi se na izvor neutrona te kao sredstvo u radioterapiji, kojim se zrače određene ćelije tumora u telu.

Istorija[uredi | uredi izvor]

Francuski hemičar Andre-Luj Debern objavio je 1899. otkriće novog elementa. Izdvojio ga je iz ostataka rude uraninita, iz koje su Marija i Pjer Kiri prethodno izdvojili radijum. Iste godine, Debern je opisao novu materiju, koja je slična titanijumu[6] a u studiji iz 1900. naveo je da je element sličan torijumu.[7] Aktinijum je, ne znajući za Debernovo otkriće, takođe otkrio i Fridrih Oskar Gizel 1902. godine[8] kada je novu supstancu opisao da je slična lantanu, te ga je 1904. godine nazvao emanijum.[9] Nakon što su Harijet Bruks 1904, te Oto Han i Oto Sakur 1905. godine uporedili vremena poluraspada supstanci koje su otkrili Debern i Gizel,[10] odabrali su da zadrže ime elementa koje je predložio Debern, 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.[9][11]

Članci objavljeni tokom 1970-ih[12] i kasnije[13] navode da Debernovi rezultati objavljeni 1904. nisu saglasni sa onim objavljenim 1899. i 1900. godine. Osim toga, prema današnjem znanju iz oblasti hemije aktinijuma izvodi se zaključak da je ovaj element nije mogao biti ništa drugo osim vrlo mali sastojak u Debernovim rezultatima iz 1899. i 1900. Zapravo, hemijske osobine materije o kojoj je on pisao navode na pomisao da se u tom slučaju radilo o protaktinijumu, elementu koji nije otkriven još narednih četrnaest godina, samo zbog toga što je „nestao” zbog svoje hidrolize i adsorpcije na Debernovom laboratorijskom posuđu. To otkriće je navelo neke autore da Gizela „proglase” osobom koja je otkrila aktinijum.[2] Nešto umereniju viziju naučnog otkrića predložio je Adlof.[13] On je naveo bi se retrospektivne kritike ranih radova trebale ublažiti zbog tadašnjeg nivoa znanja iz radiohemije: naglašavajući opreznost Debernovih tvrdnji u prvobitnim radovima, on zapaža da niko ne može sa sigurnošću tvrditi da Debernova supstanca nije sadržavala aktinijum.[13] Debern, koji prema mišljenjima većine istoričara važi za pronalazača aktinijuma, izgubio je kasnije zanimanje za ovaj element i napustio istraživanje. S druge strane, Gizelu se s punim pravom može dati čast za prvo dobijanje radiohemijski čistog uzorka aktinijuma kao i za određivanje njegovog atomskog broja 89.[12] Ime aktinijum potiče od starogrčkih reči aktis, aktinos, što znači zrak.[14] Njegov simbol Ac takođe se koristi i kao skraćenica za druge supstance ili organska jedinjenja koja nemaju nikakve veze sa aktinijumom, poput acetila, acetata[15] i ponekad acetaldehida.[16]

Osobine[uredi | uredi izvor]

Aktinijum je meki, srebreno-sjajni,[17][18] radioaktivni metalni element. Njegov modul smicanja (Kolumbov modul) vrlo je blizak onom kod olova.[19] Zbog vrlo snažne radioaktivnosti aktinijuma, on u mraku sjaji svetloplavom svetlošću, koja poteče jer se okolni vazduh jonizuje zbog emisije energetskih čestica.[20] Hemijske osobine su slične osobinama lantana i drugih lantanoida, te je sve te elemente vrlo teško razdvojiti iz ruda uranijuma. Ekstrakcija rastvaračima i jonoizmenjivačka hromatografija su najčešće metode korištene u izdvajanju aktinijuma.[21] Kao prvi element među aktinoidima, po njemu je ova grupa i dobila ime, na isti način kao što je lantan za lantanoide. Međutim, aktinoidi su u mnogo većoj meri različiti između sebe u odnosu na lantanoide, tako da sve do 1928. i predloga Čarlsa Džaneta o najznačajnijoj izmeni Mendeljejevog periodnog sistema još od formiranja grupe lantanoida, tako što je uveo aktinoide, a isti predlog imao je i Glen T. Siborg 1945. godine.[22]

Aktinijum vrlo burno reaguje sa kiseonikom i vlagom iz vazduha gradeći beli pokrovni sloj aktinijum-oksida koji onemogućava daljnju oksidaciju.[17] Kao i kod većine lantanoida i aktinoida, aktinijum postoji u oksidacionom stanju +3, a joni Ac3+ su bezbojni u rastvorima.[23] Oksidaciono stanje +3 se javlja zbog elektronske konfiguracije aktinijuma [Rn]6d17s2, sa tri valentna elektrona koji se vrlo lako otpuštaju dajući stabilnu strukturu zatvorenih elektronskih ljusci plemenitog gasa radona.[18] Retko oksidaciono stanje +2 jedino je poznato kod aktinijum-dihidrida (AcH2); mada se i tu možda radi o elektridnom jedinjenju kao i kod njegovog lakšeg kongenera lantana u jedinjenju LaH2.[24]

Izotopi[uredi | uredi izvor]

Aktinijum koji se javlja u prirodi sastoji se iz dva radioaktivna izotopa: 227
Ac (koji se nalazi u radioaktivnom nizu raspadanja izotopa 235
U) i 228
Ac, koji je treći po redu „kćerka” izotop od 232
Th. 227
Ac se pretežno raspada kao beta emiter s vrlo malom energijom, ali se pri 1,38% raspada emitira alfa čestica, pa se stoga vrlo lako može identifikovati pomoću alfa spektrometrije.[2] Ukupno je do danas poznato 36 radioizotopa ovog elementa, a među njima je najstabilniji 227
Ac čije vreme poluraspada iznosi 21,772 godina. Nakon njega slede 225
Ac sa vremenom poluraspada od 10 dana i 226
Ac 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 vreme poluraspada ima izotop aktinijuma 217
Ac sa 69 nanosekundi, a koji se raspada alfa raspadom i elektronskim zahvatom. Aktinijum ima i dva poznata metastabilna izotopa.[25] U hemiji su najznačajniji izotopi 225Ac, 227Ac i 228Ac.[2]

Obogaćeni 227
Ac se nalazi u ravnoteži sa svojim proizvodima raspada nakon otprilike pola godine. On se raspada tokom svog vremena poluraspada od 21,772 godine emitujući uglavnom beta (98,62%) i neznatno alfa čestice (1,38%),[25] a „kćerke” izotopi su deo lanca raspada poznatog kao aktinijumov niz. Iz razloga svoje retkosti i slabe rasprostranjenosti, niske energije beta čestica koje emituje (najviše 44,8 keV) i niskog intenziteta alfa zračenja, 227
Ac je vrlo teško direktno detektirati putem njegove emisije pa se stoga prati samo preko proizvoda raspada.[23] Izotopi aktinijuma po atomskoj težini imaju raspon od 206 u (206
Ac) do 236 u (236
Ac).[25]

Izotop Proizvodnja Raspad Vreme
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

Napomene[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Or perhaps unquadtrium (Uqt), element 143, mirroring the controversy about whether group 3 should contain lanthanum and actinium or lutetium and lawrencium.

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ 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. 
  2. ^ a b v g d đ Kirby, Harold W.; Morss, Lester R. (2006). „Actinium”. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. str. 18. ISBN 978-1-4020-3555-5. doi:10.1007/1-4020-3598-5_2. 
  3. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  5. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  6. ^ André-Louis Debierne (1899). „Sur un nouvelle matière radio-active”. Comptes rendus (na jeziku: francuski). 129: 593—595. Pristupljeno 26. 9. 2017. 
  7. ^ André-Louis Debierne (1900). „Sur un nouvelle matière radio-actif – l'actinium”. Comptes rendus (na jeziku: francuski). 130: 906—908. 
  8. ^ Friedrich Oskar Giesel (1902). „Ueber Radium und radioactive Stoffe”. Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (na jeziku: nemački). 35 (3): 3608—3611. doi:10.1002/cber.190203503187. 
  9. ^ a b Friedrich Oskar Giesel (1904). „Ueber den Emanationskörper (Emanium)”. Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (na jeziku: nemački). 37 (2): 1696—1699. doi:10.1002/cber.19040370280. 
  10. ^ André-Louis Debierne (1904). „Sur l'actinium”. Comptes rendus (na jeziku: francuski). 139: 538—540. 
  11. ^ Friedrich Oskar Giesel (1905). „Ueber Emanium”. Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (na jeziku: nemački). 38 (1): 775—778. doi:10.1002/cber.190503801130. 
  12. ^ a b Harold W. Kirby (1971). „The Discovery of Actinium”. Isis. 62 (3): 290—308. JSTOR 229943. doi:10.1086/350760. 
  13. ^ a b v 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. 
  14. ^ 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. 
  15. ^ Gilley, Cynthia Brooke (2008). New convertible isocyanides for the Ugi reaction; application to the stereoselective synthesis of omuralide. ProQuest. str. 11. ISBN 978-0-549-79554-4. 
  16. ^ 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. 
  17. ^ a b 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. 
  18. ^ a b „Actinium”. Encyclopædia Britannica (15 izd.). 1995. str. 70. 
  19. ^ Seitz, Frederick; Turnbull, David (1964). Solid state physics: advances in research and applications. Academic Press. str. 289—291. ISBN 0-12-607716-9. 
  20. ^ 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. 
  21. ^ 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. 
  22. ^ Glenn T. Seaborg (1946). „The Transuranium Elements”. Science. 104 (2704): 379—386. Bibcode:1946Sci...104..379S. JSTOR 1675046. PMID 17842184. doi:10.1126/science.104.2704.379. 
  23. ^ a b Actinium, Bolьšoй Sovetskoй Эnciklopedii; pristupljeno 28. septembra 2017. (jezik: ruski)
  24. ^ 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. 
  25. ^ a b v 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. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Aktinijum na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Актинијум&oldid=27548748”