Aktyn

nieruchomości
[ Rn ] 6 d 1 7 s 2 89 Ac Układ okresowy
Ogólnie
Nazwa , symbol , liczba atomowa	Aktyn, Ac, 89
Kategoria elementu	Metale przejściowe
Grupa , kropka , blok	3 , 7 , d
Popatrz	srebrzysty
numer CAS	7440-34-8
Ułamek masowy powłoki Ziemi	6 x 10 -14  ppm
Atomowy
Masa atomowa	227.0278 u
Promień atomowy	195 po południu
Promień kowalencyjny	215 po południu
Konfiguracja elektronów	[ Rn ] 6 d 1 7 s 2
1. Energia jonizacji	5.380 226 (24) eV ≈ 519.11 kJ / mol
2. Energia jonizacji	11.75 (3) eV ≈ 1 134 kJ / mol
3. Energia jonizacji	17.431 (20) eV ≈ 1 682 kJ / mol
4. Energia jonizacji	44.8 (1,4 eV) ≈ 4 320 kJ/mol
5. Energia jonizacji	55.0 (1,9) eV ≈ 5 310 kJ / mol
Fizycznie
Stan fizyczny	mocno
Struktura krystaliczna	Wyśrodkowany na obszarze sześciennym
gęstość	10,07 g / cm 3
Temperatura topnienia	1323 K (1050 ° C)
temperatura wrzenia	3573 (3300 ° C)
Objętość molowa	22,55 · 10 −6 m 3 · mol −1
Ciepło parowania	400 kJ / mol
Ciepło topnienia	14 kJ mol −1
Przewodność cieplna	12 W · m −1 K −1
Chemicznie
Stany utleniania	3
Potencjał normalny	-2,13 V (Ac 3+ + 3 e - → Ac)
Elektroujemność	1,1 ( skala Paulinga )
Izotopy
izotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) Z P 224 AC {syn.} 2.9 godz ε 1.403 224 ra α 9.100 220 Fr β - 0,232 224 Th 225 Ac {syn.} 10 d α 5.935 221 Fr 226 Ac {syn.} 29.4 godz β - 0.640 226 Th ε 1,116 226 Ra α 5,536 222 Fr 227 Ac 100% 21773 β - 0,045 227 Th α 5,536 223 Fr 228 Ac śladami 6.15 godz β - 2.127 228 Ty
W przypadku innych izotopów patrz lista izotopów
Informacje o zagrożeniach i bezpieczeństwie
Radioaktywny
Oznakowanie zagrożeń GHS brak dostępnej klasyfikacji
W miarę możliwości i zwyczajowo stosowane są jednostki SI . O ile nie zaznaczono inaczej, podane dane dotyczą warunków standardowych .

Aktyn jest radioaktywny pierwiastek z symbolu elementu Ac i liczbie atomowej 89. W okresowego pierwiastków, to jest w 3  grupy IUPAC , w grupie skandu . Element jest metalowy i należy do 7. okresu , bloku d . Jest imiennikiem grupy aktynowców , 14 pierwiastków, które po niej następują.

historia

Układ okresowy Mendelejewa z 1871 roku z przerwą na aktyn na dole, przed torem ( Th = 231 )

Aktyn został odkryty w 1899 roku przez francuskiego chemika André-Louisa Debierne'a , który wyizolował go z blendy smolistej i początkowo przypisał podobieństwa do tytanu lub toru ; On pochodzi jego imię od greckich ἀκτίς Aktis „belki” z powodu radioaktywności . Friedrich Giesel odkrył ten pierwiastek niezależnie w 1902 roku i opisał podobieństwo do lantanu ; nadał mu nazwę Emanium , formację od łacińskiego emano „ wypływać”, także w odniesieniu do emitowanego promieniowania. Po tym, jak Actinium i Emanium zostały rozpoznane jako identyczne w 1904, Debierne otrzymał pierwszeństwo, ponieważ odkrył je po raz pierwszy.

Historia odkrycia była nadal opisywana jako wątpliwa w publikacjach z 1971 roku, a później z 2000 roku. Pokazują, że publikacje z 1904 r. Z jednej strony, a z 1899 i 1900 r. Z drugiej strony wykazują sprzeczności.

Wydobycie i prezentacja

Ponieważ w rudach uranu jest mało aktynu, źródło to nie odgrywa roli w wydobyciu. Technicznie izotop ²²⁷ Ac jest wytwarzany przez napromieniowanie ²²⁶ Ra neutronami w reaktorach jądrowych .

${\ Displaystyle \ mathrm {^ {226} _ {\ 88} Ra \ + \ _ {0} ^ {1} n \ \ longrightarrow \ _ {\ 88} ^ {227} Ra \ {\ xrightarrow [{42, 2 \ min}] {\ beta ^ {-}}} \ _ {\ 89} ^ {227} Ac}}$

Podane czasy to okresy półtrwania .

Ze względu na szybki rozkład aktynu zawsze były dostępne tylko niewielkie ilości. Pierwsza sztuczna produkcja aktynu została przeprowadzona w Argonne National Laboratory w Chicago .

nieruchomości

Właściwości fizyczne

Metal jest lśniący srebrno-biały i stosunkowo miękki. Ze względu na silną radioaktywność aktyn świeci w ciemności w jasnoniebieskim świetle.

Aktyn jest tytułowym pierwiastkiem aktynowców , podobnym do lantanu dla lantanowców . Grupa pierwiastków wykazuje wyraźniejsze różnice niż lantanoidy; dlatego dopiero w 1945 roku Glenn T. Seaborg był w stanie zaproponować najważniejsze zmiany w układzie okresowym Mendelejewa: wprowadzenie aktynowców.

Właściwości chemiczne

Jest bardzo reaktywny i atakowany przez powietrze i wodę, ale pokryty jest warstwą tlenku aktynu, który chroni go przed dalszym utlenianiem. Jon Ac ³⁺ jest bezbarwny. Zachowanie chemiczne aktynu jest bardzo podobne do lantanu . Aktyn jest trójwartościowy we wszystkich dziesięciu znanych związkach.

Izotopy

Znanych jest 26 izotopów , z których tylko dwa występują naturalnie. Najdłużej żyjący izotop ²²⁷ Ac ( okres półtrwania 21,8 lat) ma dwa kanały rozpadu : jest emiterem alfa i beta . ²²⁷ Ac jest produktem rozpadu izotopu uranu ²³⁵ U i występuje w niewielkim stopniu w rudach uranu. Z tego można uzyskać ważoną ilość ²²⁷ Ac, co umożliwia stosunkowo proste badanie tego pierwiastka. Ponieważ wśród produktów rozpadu promieniotwórczego znajdują się emitery promieniowania gamma, konieczne są złożone środki ostrożności w zakresie ochrony przed promieniowaniem.

posługiwać się

Aktyn służy do generowania neutronów, które odgrywają rolę w analizach aktywacji . Jest również używany do konwersji energii termicznej .

Podczas podwójnego rozkładu ²²⁷ Ac, największa część wchodzi do toru izotopem ²²⁷ Th z emisją promieniowanie beta , ale ok. 1% rozpadów poprzez alfa emisji do Frans ²²³ O. Roztwór ²²⁷ Ac jest więc źródłem dla krótkotrwały ²²³ Fr. Te ostatnie można następnie oddzielić i regularnie badać.

instrukcje bezpieczeństwa

Klasyfikacje zgodne z rozporządzeniem CLP nie są dostępne, ponieważ obejmują jedynie zagrożenie chemiczne i odgrywają całkowicie podrzędną rolę w porównaniu z zagrożeniami opartymi na radioaktywności . To ostatnie ma również zastosowanie tylko wtedy, gdy istotna jest ilość danej substancji.

spinki do mankietów

Znana jest tylko niewielka liczba związków aktynu. Z wyjątkiem AcPO ₄ , wszystkie są podobne do odpowiednich związków lantanu i zawierają aktyn na +3 stopniu utlenienia. W szczególności stałe sieci odpowiednich związków lantanu i aktynu różnią się tylko o kilka procent.

Tlenki

Tlenek aktynu (III)  (Ac ₂ O ₃ ) można otrzymać przez ogrzewanie wodorotlenku w 500 ° C lub szczawianu w 1100 ° C pod próżnią. Sieć krystaliczna jest izotypowa z tlenkami większości trójwartościowych metali ziem rzadkich .

Halogenki

Aktynu (III), fluorek  (ACF ₃ ) można wytwarzać albo w postaci roztworu lub stałych reakcji. W pierwszym przypadku kwas fluorowodorowy dodaje się do roztworu ^Ac3+ w temperaturze pokojowej i produkt wytrąca się. w drugim przypadku metaliczny aktyn jest traktowany fluorowodorem w 700 ° C w aparacie platynowym.

Chlorek aktynu (III)  (AcCl ₃ ) otrzymuje się w reakcji wodorotlenku aktynu lub szczawianu z czterochlorkiem węgla w temperaturach powyżej 960 ° C.

Reakcja bromku glinu i tlenku aktynu (III) prowadzi do bromku aktynu (III)  (AcBr ₃ ), a traktowanie wilgotnym amoniakiem w temperaturze 500 ° C prowadzi do oksibromku AcOBr.

Więcej połączeń

Jeśli diwodorofosforan sodu  (NaH ₂ PO ₄ ) dodaje się do roztworu aktynu w kwasie solnym, w kolorze białym fosforanu aktynu  (ACPO ₄  • 0,5 H ₂ O) otrzymuje się; Ogrzewanie szczawianu aktynu (III) z siarkowodorem w 1400 ° C przez kilka minut daje czarny siarczek aktynu (III)  (Ac ₂ S ₃ ).

literatura

• Harold W. Kirby Lester R. Morss: aktyn , w: R. Morss Lester Norman M. Edelstein Jean fugowanie (red.), The Chemistry od aktynowców i Transactinide elementów , Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1 , s. 18-51 ( doi: 10.1007 / 1-4020-3598-5_2 ).

linki internetowe

Wikisłownik: Actinium  - wyjaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia

• Wejście do aktynu. W: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, ostatnia wizyta 3 stycznia 2015.

Indywidualne dowody

1. ^ Harry H. Binder: Lexicon of the chemical elements , S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
2. ↑ Wartości właściwości (okienko informacyjne) pochodzą z www.webelements.com (Actinium) , chyba że określono inaczej .
3. ↑ ^{b c d e} wpis w aktynu w Kramida, A. Ralchenko Yu, Czytnik J. i NIST ASD zespołu (2019). NIST atomowej Widma bazy danych (wersja 5.7.1.) . Wyd.: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ).  Źródło 13 czerwca 2020 r.
4. ↑ ^{b c d e} wpis w aktynu w WebElements, https://www.webelements.com , dostępne w dniu 13 czerwca 2020 roku.
5. ↑ Zagrożenia wynikające z radioaktywności nie należą do właściwości, które mają być klasyfikowane zgodnie z oznakowaniem GHS. W odniesieniu do innych zagrożeń pierwiastek ten albo nie został jeszcze sklasyfikowany, albo nie znaleziono jeszcze wiarygodnego i możliwego do cytowania źródła.
6. ^ André-Louis Debierne: „Sur une nouvelle matière radioaktywne”, w: Comptes rendus , 1899 , 129 , s. 593-595 ( zdigitalizowane na Gallica ).
7. ^ André-Louis Debierne: „Sur un nouvel élément radio-actif: l'actinium”, w: Comptes rendus , 1900 , 130 , str. 906-908 ( zdigitalizowane na Gallica ).
8. ↑ ^{a b} N. A. Figurowski, Odkrycie pierwiastków chemicznych i pochodzenie ich nazw , w niemieckim przekładzie Leo Korniljew / Ernst Lemke, Moskwa 1981, ISBN 3-7614-0561-8 , s.64 .
9. ^ Friedrich Oskar Giesel: „O radzie i substancjach radioaktywnych”, w: Reports of the German Chemical Society , 1902 , 35  (3), s. 3608-3611 ( doi: 10.1002 / cber.190203503187 ).
10. ↑ Friedrich Oskar Giesel: „Ueber den Emanationskörper (Emanium)”, w: Reports of the German Chemical Society , 1904 , 37  (2), str. 1696–1699 ( doi: 10.1002 / cber.19040370280 ).
11. ^ Friedrich Oskar Giesel: „Ueber Emanium”, w: Reports of the German Chemical Society , 1905 , 38  (1), s. 775–778 ( doi: 10.1002 / cber.190503801130 ).
12. ↑ HW Kirby: "Odkrycie aktynu", w: Isis , 1971 , 62  (3), s. 290-308 ( JSTOR 229943 ).
13. ^ JP Adloff: „Stulecie kontrowersyjnego odkrycia: aktyn”, w: Radiochim. Acta , 2000 , 88 , str. 123 ( doi: 10.1524 / ract.2000.88.3-4.123 ).
14. ↑ ^{a b c d} Joseph G. Stites, Murrell L. Salutsky, Bob D. Stone: „Preparation of Actinium Metal”, w: J. Am. Chem. Soc. , 1955 , 77  (1), str. 237-240 ( doi: 10.1021 / ja01606a085 ).
15. ↑ Frederick Seitz, David Turnbull: Fizyka ciała stałego: postępy w badaniach i zastosowaniach , Academic Press, 1964, ISBN 0-12-607716-9 , s. 289-291 ( ograniczony podgląd w wyszukiwarce książek Google).
16. ↑ Glenn T. Seaborg: „The Transuranium Elements”, w: Science , 1946 , 104 , No. 2704, s. 379-386 ( doi: 10.1126 / science.104.2704.379 ; PMID 17842184 ).
17. ^ JJ Katz, WM Manning: „Chemistry of the Actinide Elements”, w: Annual Review of Nuclear Science , 1952 , 1 , s. 245-262 ( doi: 10.1146 / annurev.ns.01.120152.001333 ).
18. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m} Sherman Fried, French Hagemann, WH Zachariasen: „The Preparation and Identification of Some Pure Actinium Compounds”, w: J. Am. Chem.Soc. , 1950 , 72 , s. 771-775 ( doi: 10.1021/ja01158a034 ).
19. ↑ ^{a b} J. D. Farr, AL Giorgi, MG Bowman, RK Money: "The crystal structure of actinium metal and actinium hydride", w: Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry , 1961 , 18 , s. 42-47 ( doi: 10.1016 / 0022-1902 (61) 80369-2 ).
20. ^ ^{A b} W. H. Zachariasen: „Crystal Chemical Studies of the 5 f Series of Elements. XII. Nowe związki reprezentujące znane typy struktur”, w: Acta Crystallographica , 1949 , 2 , s. 388-390 ( doi: 10.1107 / S0365110X49001016 ).
21. ^ WH Zachariasen: „Badania chemiczne kryształów 5 f serii pierwiastków. VI. The Ce ₂ S ₃ - Ce ₃ S ₄ Type of Structure ”, w: Acta Crystallographica , 1949 , 2 , str. 57-60 ( doi: 10.1107 / S0365110X49000126 ).
22. ↑ Gerd Meyer, Lester R. Morss: Synthesis of lanthanide and actinide complex , Springer, 1991, ISBN 0-7923-1018-7 , s. 71 ( ograniczony podgląd w wyszukiwarce książek Google).
23. ^ ^B W.H. Zachariasen: „kryształ Badania Chemiczne 5 f szeregu elementów. I. New Structure Types ”, w: Acta Crystallographica , 1948 , 1 , s. 265-268 ( doi: 10.1107 / S0365110X48000703 ).
24. ↑ Gerd Meyer, Lester R. Morss: Synthesis of lanthanide and actinide Compounds , Springer, 1991, ISBN 0-7923-1018-7 , s. 87-88 ( ograniczony podgląd w wyszukiwarce Google).