
ActÃnio
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ActÃnio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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89 Ac | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Aparência | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
branco prateado | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propriedades gerais | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nome, sÃmbolo, número | actinium, Ac, 89 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Pronúncia | / æ k t ɪ n Eu ə m / TIN AK- -nee-əm | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Categoria Metallic | actinide por vezes considerado um metal de transição | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupo, perÃodo, bloco | n / D, 7, f | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Peso atômico padrão | (227) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuração eletrônica | [ Rn ] 6d 1 7s 2 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2 ![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||
História | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Descoberta | André-Louis Debierne (1899) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Primeiro isolamento | André-Louis Debierne (1899) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Propriedades fÃsicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fase | sólido | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Densidade (perto RT) | 10 g cm -3 · | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Ponto de fusão | (Circa) 1323 K , 1050 ° C, 1922 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Ponto de ebulição | 3471 K, 3198 ° C, 5788 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor de fusão | 14 kJ mol -1 · | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor de vaporização | 400 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Capacidade calorÃfica molar | 27,2 J · · mol -1 K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Propriedades atômicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estados de oxidação | 3 (Óxido de neutro) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Eletronegatividade | 1,1 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Energias de ionização | 1º: 499 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Segunda: 1170 kJ mol -1 · | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
O raio de covalência | 215 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Miscelânea | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
A estrutura de cristal | cúbica de face centrada ![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Ordenamento magnético | sem dados | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Condutividade térmica | 12 W · m -1 · K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Número de registo CAS | 7440-34-8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
A maioria dos isótopos estáveis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ver artigo principal: Isótopos de actinium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Actinium é uma radioativo elemento quÃmico com o sÃmbolo Ac (para não ser confundido com a abreviatura de um grupo acetilo) e tem o número atómico 89, que foi descoberto em 1899. Foi primeiro elemento radioativo não-primordial a ser isolado. polónio , rádio e radônio foram observados antes actinium, mas eles não foram isolados até 1902. Actinium deu o nome à actinide série, um grupo de 15 elementos semelhantes entre actinium e lawrencium na tabela periódica .
Um prateado-branco macio, metal radioactivo, actinium reage rapidamente com o oxigénio e humidade no ar formando um revestimento branco de óxido actinium que impede a oxidação. Tal como acontece com a maioria dos lantanÃdeos e actinÃdeos, actÃnio assume o estado de oxidação +3 em quase todos os seus compostos quÃmicos. Actinium é encontrado apenas em vestÃgios de urânio minérios como o isótopo 227 Ac, que decai com uma meia-vida de 21,772 anos, predominantemente emitindo partÃculas beta. Um tonelada de urânio minério contém cerca de 0,2 miligramas de actinium. A estreita semelhança de propriedades fÃsicas e quÃmicas do actinium e lantânio faz separação de actinium do minério impraticável. Em vez disso, o elemento está preparada, em quantidades miligramas, pela irradiação de neutrões de 226 Ra em um reactor nuclear. Devido à sua escassez, preço alto e radioatividade, actinium não tem uso industrial significativo. Suas aplicações atuais incluem uma fonte de nêutrons e um agente para terapia de radiação alvo células de cancro no corpo.
História
André-Louis Debierne, um quÃmico francês, anunciou a descoberta de um novo elemento em 1899. Ele separava resÃduos de uraninita deixados por Marie e Pierre Curie depois de terem extraÃdo rádio . Em 1899, Debierne descrito como a substância semelhante ao titânio e (em 1900) como semelhante a tório . Friedrich Oskar Giesel descoberto independentemente actinium em 1902 como uma substância sendo semelhante a de lantânio e chamou-lhe "emanium" em 1904. Depois de uma comparação das substâncias semi-vidas determinadas por Debierne, Hariett Brooks em 1904, e Otto Hahn e Otto Sackur em 1905, o nome escolhido por Debierne para o novo elemento foi retida porque tinha antiguidade.
Os artigos publicados na década de 1970 e mais tarde sugerem que os resultados de Debierne publicado em 1904 conflito com os relatados em 1899 e 1900. Isso levou alguns autores a defender que Giesel por si só deveria ser creditado com a descoberta. Uma visão menos conflituosa da descoberta cientÃfica é proposto por Adloff Ele sugere que retrospectiva crÃtica das primeiras publicações devem ser mitigado pelo estado nascente de radioquÃmica, destaca a prudência das afirmações de Debierne nos trabalhos originais, e observa que ninguém pode alegar que a substância de Debierne não continha actinium. Debierne, que agora é considerada pela grande maioria dos historiadores como o descobridor, perdeu o interesse no elemento e deixou o assunto. Giesel, por outro lado, pode legitimamente ser creditado com a primeira preparação de actinium radioquimicamente pura e com a identificação de seu número atômico 89.
O nome actinium origina do grego antigo Aktis, aktinos (ακτίς, ακτίνος), ou seja, viga ou ray. O sÃmbolo Ac é também usado nas abreviaturas de outros compostos que não têm nada a ver com o actÃnio, tal como acetilo, de etilo e, por vezes, acetaldeÃdo.
Propriedades
Actinium é um prateado-branco macio,, elemento radioactivo, metálico. Estima- módulo de corte é semelhante à do chumbo . Devido à sua forte radioatividade, actinium brilha no escuro com uma luz azul pálido, que se origina a partir do ar circundante ionizado pelas partÃculas energéticas emitidas. ActÃnio tem propriedades quÃmicas similares como lantânio e outros lantanÃdeos, e, por conseguinte, estes elementos são difÃceis de separar quando se extrai a partir de minerais de urânio. Extração por solvente e cromatografia iónica são vulgarmente utilizados para a separação.
O primeiro elemento de os actinÃdeos , actÃnio deu o grupo o seu nome, tal como lantânio havia feito para os lantanideos . O grupo de elementos é mais diversificada do que os lantanÃdeos e, portanto, não foi até 1945 que Glenn T. Seaborg propôs a mudança mais significativa para Mendeleev 's tabela periódica , através da introdução dos actinÃdeos.
Actinium reage rapidamente com o oxigénio e humidade no ar formando um revestimento branco de óxido actinium que impede a oxidação. Tal como acontece com a maioria dos lantanÃdeos e actinÃdeos, actÃnio existe no estado de oxidação +3, e os iões Ac 3+ são incolor em soluções. O estado de oxidação +3 origina do 6d 1 7s 2 configuração eletrônica de actinium, que é facilmente doa três elétrons assumindo uma estrutura de concha fechada estável do gás nobre radônio . O estado de oxidação +2 é conhecida apenas para actinium dihydride (ACH 2).
Os compostos quÃmicos
Apenas um número limitado de compostos actinium são conhecidas incluindo AcF 3, AcCl 3, ACBR 3, ACOF, AcOCl, AcOBr, Ac 2 S 3, Ac 2 O 3 e 4 ACPO. Exceto para ACPO 4, todos eles são semelhantes aos compostos de lantânio correspondentes e conter actinium no estado de oxidação +3. Em particular, as constantes de rede dos compostos de lantânio e actÃnio análogos diferem em apenas uma pequena percentagem.
Fórmula | cor | simetria | grupo espacial | Não | SÃmbolo Pearson | A (pm) | b (pm) | c (h) | Z | densidade, g / cm 3 |
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CA | argênteo | FCC | Fm 3 m | 225 | CF4 | 531,1 | 531,1 | 531,1 | 4 | 10,07 |
AcH 2 | cúbico | Fm 3 m | 225 | CF12 | 567 | 567 | 567 | 4 | 8.35 | |
Ac 2 O 3 | branco | trigonal | P 3 M1 | 164 | hP5 | 408 | 408 | 630 | 1 | 9.18 |
Ac 2 S 3 | cúbico | I 4 3d | 220 | cI28 | 778,56 | 778,56 | 778,56 | 4 | 6.71 | |
AcF 3 | branco | hexagonal | P 3 c1 | 165 | hP24 | 741 | 741 | 755 | 6 | 7,88 |
AcCl 3 | hexagonal | P6 3 / m | 165 | HP8 | 764 | 764 | 456 | 2 | 4.8 | |
ACBR 3 | branco | hexagonal | P6 3 / m | 165 | HP8 | 764 | 764 | 456 | 2 | 5.85 |
ACOF | branco | cúbico | Fm 3 m | 593,1 | 8.28 | |||||
AcOCl | tetragonal | 424 | 424 | 707 | 7,23 | |||||
AcOBr | tetragonal | 427 | 427 | 740 | 7,89 | |||||
ACPO 4 · 0,5 H2O | hexagonal | 721 | 721 | 664 | 5.48 |
Aqui a, b e c são constantes de rede, n é o número do grupo de espaço e Z é o número de por unidades de fórmulas célula unitária. Densidade não foi medido directamente mas calculadas a partir dos parâmetros de rede.
Óxidos
Óxido de actÃnio (Ac 2 O 3) pode ser obtido por aquecimento do hidróxido a 500 ° C ou o oxalato a 1100 ° C, em vácuo. Ele treliça de cristal é isotÃpico com os óxidos de a maioria dos metais de terras raras trivalentes.
Halides
ActÃnio trifluoreto pode ser produzida quer em solução ou em reacção sólido. A reacção anteriormente referida é realizada à temperatura ambiente, adicionando ácido fluorÃdrico a uma solução contendo iões de actÃnio. Neste último método, actÃnio metal é tratada com vapores de fluoreto de hidrogénio a 700 ° C numa configuração toda-platina. Tratar com actinium trifluoreto hidróxido de amónio a 900-1000 ° C rendimentos oxifluoreto ACOF. Considerando oxifluoreto de lantânio pode ser facilmente obtida pela queima de trifluoreto de lantânio em ar a 800 ° C durante uma hora, o tratamento similar de actÃnio trifluoreto rendimentos não ACOF e só resulta em fusão do produto inicial.
- AcF 3 + 2 NH3 + H2O → ACOF 2 + NH 4 F
ActÃnio tricloreto é obtido por reacção de hidróxido de actÃnio ou oxalato com tetracloreto de carbono vapores a temperaturas superiores a 960 ° C. Semelhante a oxifluoreto, actÃnio oxicloreto pode ser preparado por hidrólise com tricloreto de actÃnio hidróxido de amónio a 1000 ° C. No entanto, em contraste com o oxifluoreto, a oxicloreto poderia bem ser sintetizados por meio da ignição de uma solução de tricloreto de actÃnio em ácido clorÃdrico com amonÃaco .
A reacção de brometo de alumÃnio e óxido de actinium produz actinium tribrometo:
- Ac 2 O 3 + 2 AlBr 3 → 2 ACBR 3 + Al 2 O 3
e tratando-o com hidróxido de amónio a 500 ° C resulta na AcOBr oxibrometo.
Outros compostos
ActÃnio hidreto foi obtido por redução de tricloreto de actÃnio com potássio, a 300 ° C, e a sua estrutura foi deduzido por analogia com o correspondente LaH 2 hidreto. A fonte de hidrogénio na reacção era incerta.
Misturando fosfato monossódico (NaH 2 PO 4) com uma solução de actÃnio em rendimentos de ácido clorÃdrico de cor branca de hemi-hidrato de fosfato de actÃnio (ACPO · 4 0,5H 2 O), e oxalato de aquecimento com actÃnio vapores de sulfureto de hidrogénio a 1400 ° C durante alguns minutos, resulta em um sulfureto actÃnio preto Ac 2 S 3. Pode, eventualmente, ser produzido por agir com uma mistura de sulfureto de hidrogénio e dissulfureto de carbono em óxido de actÃnio a 1000 ° C.
Isótopos
De ocorrência natural actÃnio é composto por uma radioactivos isótopo ; 227 Ac. Trinta e seis radioisótopos foram identificados, sendo os mais estáveis 227 Ac com uma meia-vida de 21,772 anos, 225 Ac, com uma semi-vida de 10,0 dias e 226 Ac com uma meia-vida de 29,37 horas. Todos os restantes isótopos radioativos apresentam meias-vidas que são menos de 10 horas ea maioria deles têm meia-vida inferior a um minuto. O isótopo de vida mais curta é conhecido de actÃnio 217 Ac (meia-vida de 69 nanossegundos) que decai através decaimento alfa e captura de elétrons. Actinium também tem dois meta estados.
Purificada 227 Ac entra em equilÃbrio com os seus produtos de decaimento no final de 185 dias. Ele decai de acordo com a sua meia-vida 21,773 anos principalmente emissores beta (98,8%) e algumas partÃculas alfa (1,2%); os sucessivos produtos de decaimento fazem parte do série actinium. Devido à s baixas quantidades disponÃveis, baixo consumo de energia de suas partÃculas beta (46 keV) e baixa intensidade da radiação alfa, 227 Ac é difÃcil de detectar diretamente pela sua emissão e, portanto, é rastreada através de seus produtos de decaimento. Os isótopos de actÃnio variar em peso atômico de 206 u (206 Ac) a 236 u (236 Ac).
Isótopo | Produção | Decadência | Meia-vida |
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221 Ac | 232 Th (d, 9n) 225 Pa (α) → 221 Ac | α | 52 ms |
222 Ac | 232 Th (d, 8N) 226 Pa (α) → 222 Ac | α | 5.0 s |
223 Ac | 232 Th (d, 7n) 227 Pa (α) → 223 Ac | α | 2,1 min |
224 Ac | 232 Th (d, 6n) 228 Pa (α) → 224 Ac | α | 2,78 horas |
225 Ac | 232 Th (n, γ) 233 Th (β -) → 233 Pa (β -) → 233 L (α) → 229 Th (α) → 225 Ra (β -) 225 Ac | α | 10 dias |
226 Ac | 226 Ra (d, 2n) 226 Ac | α, β - captura de elétrons | 29,37 horas |
227 Ac | 235 L (α) → 231 Th (β -) → 231 Pa (α) → 227 Ac | α, β - | 21,77 anos |
228 Ac | 232 Th (α) → 228 Ra (β -) → 228 Ac | β - | 6,15 horas |
229 Ac | 228 Ra (n, γ) 229 Ra (β -) → 229 Ac | β - | 62,7 min |
230 Ac | 232 Th (d, α) 230 Ac | β - | 122 s |
231 Ac | 232 Th (γ, p) 231 Ac | β - | 7,5 min |
232 Ac | 232 Th (n, p), 232 Ac | β - | 119 s |
Ocorrência e sÃntese


Actinium é encontrado apenas em vestÃgios de urânio minérios como 227 Ac - uma tonelada de minério contém cerca de 0,2 miligramas de actinium. O actinium isótopo 227 Ac é um membro transitório do série actinium cadeia de desintegração, que se inicia com o isótopo pai 235 U (ou Pu 239) e termina com o isótopo estável chumbo 207 Pb. Outro isótopo actinium (225 Ac) é transitoriamente presente no série neptunium cadeia de decaimento, começando com 237 Np (ou 233 U) e terminando com tálio (Tl 205) e quase estável bismuto (209 Bi).
A baixa concentração natural, bem como a estreita semelhança de propriedades fÃsicas e quÃmicas aos de lantânio e outros lantanÃdeos, que são sempre abundantes em minérios actinium-rolamento, render separação de actinium do minério impraticável, e completa separação não foi alcançado. Em vez disso, actinium está preparada, em quantidades miligramas, pela irradiação de neutrões de 226 Ra em um reactor nuclear.
O rendimento da reacção é de cerca de 2% do peso do rádio. 227 Ac podem capturar mais neutrões resultam em pequenas quantidades de 228 Ac. Após a sÃntese, actÃnio é separado do rádio e a partir dos produtos de degradação e a fusão nuclear, tais como tório, polônio, chumbo e bismuto. A extracção pode ser realizada com thenoyltrifluoroacetone- benzeno solução a partir de uma solução aquosa dos produtos por radiação, e a selectividade para um determinado elemento é conseguida ajustando o pH (a cerca de 6,0 por actinium). Um procedimento alternativo é a troca de ânion com um adequado resina em ácido nÃtrico , o que pode resultar em um factor de separação de 1.000.000 para o rádio e actÃnio vs tório em um processo de duas fases. ActÃnio pode então ser separado de rádio, com um rácio de cerca de 100, usando uma resina de permuta de catiões de ligação cruzada de baixo e de ácido nÃtrico como eluente.
225 Ac foi produzido pela primeira vez artificialmente no Instituto de Elementos Transuranianos (ITU) na Alemanha usando um ciclotron e, George Hospital St em Sydney usando um linac em 2000. Este isótopo raro tem aplicações potenciais em radioterapia e é produzido de forma mais eficiente, bombardeando um alvo rádio-226 com 20-30 MeV Ãons de deutério. Esta reacção também produz 226 Ac que no entanto decai com uma meia-vida de 29 horas e, assim, não contamina 225 Ac.
ActÃnio metal foi preparado pela redução do fluoreto de actÃnio com lÃtio de vapor em vácuo a uma temperatura entre 1100 e 1300 ° C. As temperaturas mais elevadas resultaram na evaporação do produto e os inferiores levam a uma transformação incompleta. LÃtio foi escolhido entre outros metais alcalinos, porque a sua fluoreto é mais volátil.
Aplicações
Devido à sua escassez, preço alto e radioatividade, actinium atualmente não tem uso industrial significativo.
227 Ac é altamente radioactivos e, por conseguinte, foi estudada para utilização como elemento activo de geradores termoelétricos de radioisótopos, por exemplo, na nave espacial. O óxido de 227 Ac pressionado com berÃlio também é um eficiente fonte de neutrões com a actividade que excede o dos pares de amerÃcio-berÃlio e rádio-berÃlio padrão. Em todas essas aplicações, 227 Ac (a fonte beta) é apenas um progenitor que gera isótopos emissores alfa após a sua decadência. BerÃlio capta partÃculas alfa e emite neutrões, devido à sua secção transversal grande para a reacção nuclear (α, n):
As fontes de neutrões ACBE 227 pode ser aplicado numa sonda de nêutrons - um dispositivo padrão para medir a quantidade de água presente no solo, bem como a umidade / densidade para o controle de qualidade na construção de rodovias. Tais sondas são também usadas em aplicações de registo assim, em A radiografia de nêutrons, tomografia e outras investigações radioquÃmica.


225 Ac é aplicada na medicina para produzir 213 Bi num gerador reutilizável ou podem ser utilizados sozinhos como um agente para o terapia de radiação, em particular a terapia alfa orientada (TAT). Este isótopo tem uma meia-vida de 10 dias que se torna muito mais adequado para a terapia de radiação do que 213 Bi (semi-vida de 46 minutos). Não só em si 225 Ac, mas também os seus produtos de decaimento emitem partÃculas alfa, que matam as células cancerosas no corpo. A principal dificuldade com a aplicação de 225 Ac era que a injecção intravenosa de complexos de actÃnio simples resultou na sua acumulação nos ossos e no fÃgado durante um perÃodo de dezenas de anos. Como resultado, depois de as células cancerosas foram rapidamente mortas por partÃculas alfa a partir de 225 Ac, a partir da radiação de actÃnio e os seus produtos de decaimento pode induzir novas mutações. Para resolver este problema, 225 Ac foi vinculado a um agente quelante, tal como citrato, ácido etilenodiaminotetra-acético (EDTA) ou ácido dietileno (DTPA). Esta reduzida acumulação actÃnio nos ossos, mas a excreção do corpo permaneceu lento. Muito melhores resultados foram obtidos com tais agentes como quelantes ou heha DOTA (ácido 1,4,7,10-tetrazaciclododecano-1,4,7,10-tetracético), acoplado ao trastuzumab, uma anticorpo monoclonal que interfere com o HER2 / neu receptor. A combinação de entrega último foi testado em ratinhos e revelaram-se eficazes contra leucemia, linfoma, mama, do ovário, neuroblastoma e cancros da próstata.
A meia-vida médio de 227 Ac (21,77 anos) torna muito conveniente isótopo radioativo na modelagem da mistura vertical lento das águas oceânicas. Os processos associados não pode ser estudada com a precisão requerida por meio de medições diretas de velocidades atuais (da ordem de 50 metros por ano). No entanto, a avaliação da concentração em profundidade perfis para diferentes isótopos permite estimar as taxas de mistura. A fÃsica por trás deste método é o seguinte: águas oceânicas contêm homogeneamente disperso 235 U. O seu produto de decomposição, 231 Pa, precipita gradualmente para a parte inferior, de modo a que a sua concentração aumenta em primeiro lugar com a profundidade e, em seguida, permanece quase constante 231 Pa decai para 227 Ac.; no entanto, a concentração deste último isótopo não segue o perfil de profundidade 231 Pa, mas em vez disso aumenta em direcção ao fundo do mar. Isso ocorre por causa dos processos de mistura que suscitam alguns adicional 227 Ac a partir do fundo do mar. Assim, a análise de ambos os 231 Pa e 227 perfis de profundidade AC permite modelar o comportamento de mistura.
Precauções
227 Ac é altamente radioactivos e com experiências que são levadas a cabo num laboratório especialmente concebido equipado com uma caixa de luvas e protecção de radiação. Quando o tricloreto de actÃnio é administrado por via intravenosa a ratos, cerca de 33% de actÃnio é depositado nos ossos e 50% para o fÃgado. A sua toxicidade é comparável a, mas ligeiramente menor do que a de plutónio e o amerÃcio.