Actini

Đừng nhầm lẫn với Actin.

Đối với các định nghĩa khác, xem AC.

Actini, 89Ac
Quang phổ vạch của actini
Tính chất chung
Tên, ký hiệu	Actini, Ac
Phiên âm	/ækˈtɪniəm/ (ak-TIN-nee-əm)
Hình dạng	Màu trắng bạc, tỏa ra ánh sáng xanh kỳ lạ;[1] đôi khi có màu golden cast.[2]
Actini trong bảng tuần hoàn
La ↑ Ac ↓ (Ute) Radi ← Actini → Thori
Số nguyên tử (Z)	89
Khối lượng nguyên tử chuẩn (Ar)	(227)
Phân loại	họ actini
Nhóm, phân lớp	3, f
Chu kỳ	Chu kỳ 7
Cấu hình electron	[Rn] 6d^1 7s^2
mỗi lớp	2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
Tính chất vật lý
Màu sắc	Bạc
Trạng thái vật chất	Chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy	1323 K ​(1050 °C, ​1922 °F) (ước tính)[2]
Nhiệt độ sôi	3471 K ​(3198 °C, ​5788 °F) (ngoại suy)[2]
Mật độ	10 g·cm^−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Nhiệt lượng nóng chảy	14 kJ·mol^−1
Nhiệt bay hơi	400 kJ·mol^−1
Nhiệt dung	27.2 J·mol^−1·K^−1
Tính chất nguyên tử
Trạng thái oxy hóa	3 ​Base mạnh
Độ âm điện	1.1 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa	Thứ nhất: 499 kJ·mol^−1 Thứ hai: 1170 kJ·mol^−1 Thứ ba: 1900 kJ·mol^−1
Bán kính liên kết cộng hóa trị	215 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể	​Lập phương tâm mặt
Độ dẫn nhiệt	12 W·m^−1·K^−1
Tính chất từ	Không có dữ liệu
Số đăng ký CAS	7440-34-8
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Actini
Iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP ^225Ac Vết 10 ngày α 5.935 ^221Fr CD - ^211Bi, ^14C ^226Ac Tổng hợp 29,37 giờ β^- 1.117 ^226Th ε 0.640 ^226Ra α 5.536 ^222Fr ^227Ac Vết 21,773 năm β^- 0.045 ^227Th α 5.042 ^223Fr ^228Ac Vết 6,13 giờ β^- - ^228Th α - ^224Fr

Actini (ác-ti-ni) là một nguyên tố hóa học phóng xạ, có số nguyên tử là 89 và ký hiệu là Ac, được phát hiện năm 1899. Đây là nguyên tố phi nguyên thủy đầu tiên được cô lập. Poloni, radi và radon được quan sát trước actini, nhưng mãi đến năm 1902 chúng mới được cô lập. Actini được dùng để đặt tên cho nhóm actini, một nhóm gồm 15 nguyên tố tương tự giữa actini và lawrenci trong bảng tuần hoàn.

Lịch sử

Năm 1899, André-Louis Debierne - nhà hóa học Pháp, đã công bố tìm thấy một nguyên tố mới. Ông tách nó ra từ pitchblend và miêu tả chất này (năm 1899) tương tự như titan^[3] và (năm 1900) giống thori.^[4] Friedrich Oskar Giesel phát hiện ra actini một cách độc lập vào năm 1902^[5] là chất tương tự như lanthan và gọi nó là "emani" năm 1904.^[6] Sau khi so sánh các chất vào năm 1904,^[7] tên gọi do Debierne đặt vẫn được giữ nguyên vì nó được sử dụng lâu hơn.^[8][9]

Lịch sử về phát hiện ra actini vẫn còn là nghi vấn trong nhiều thập kỷ. Trong các ấn phẩm xuất bản năm 1971^[10] và đặc biệt sau đó vào năm 2000,^[11] nói rằng các kết quả mà Debierne công bố gây nhiều mâu thuẫn với những bài báo mà ông xuất bản trong các năm 1899 và 1900.

Đặc điểm

Actini là một nguyên tố kim loại có màu bạc, phóng xạ. Do cường độ phóng xạ mạnh, actini phát ánh sáng xanh dương nhạt trong tối. Ứng xử hóa học của actini tương tự như của nguyên tố đất hiếm lanthan.^[12]

Hóa học

Actini có ứng xử hóa học giống như lanthan, do đó việc tách actini khỏi lanthan và các nguyên tố đất hiếm khác thường có mặt trong các quặng urani là khó khăn. Sắc ký trao đổi ion và tách dung môi được áp dụng để tách chúng ra.^[13] Chỉ một số ít các hợp chất actini được biết đến như : AcF₃, AcCl₃, AcBr₃, AcOF, AcOCl, AcOBr, Ac₂S₃, Ac₂O₃, AcPO₄, Ac(NO₃)₃. Tất cả các hợp chất đề cập ở trên cũng tương tự như các hợp chất lanthan tương ứng và cho thấy actini trong hợp chất có số oxy hóa là +3.^[14]

Quan hệ với các nguyên tố trong nhóm actini

Actini là nguyên tố đầu tiên và cũng là tên gọi cho nhóm Actini, tương tự như lanthan đặc trưng cho nhóm Lanthan. Các nguyên tố trong nhóm này đa dạng hơn so với nhóm lanthan và do đó mãi đến năm 1945 khi Glenn T. Seaborg đưa ra đề xuất thay đổi quan trọng đối với bảng tuần hoàn của Mendeleev khi thêm vào nhóm Actini.^[15]

Đồng vị

Bài chi tiết: Đồng vị của actini

Actini có mặt trong tự nhiên bao gồm một đồng vị phóng xạ ²²⁷Ac. 36 đồng vị phóng xạ được đặc trưng với đồng vị bền nhất là ²²⁷Ac có chu kỳ bán rã 21,772 năm, ²²⁵Ac có chu kỳ bán rã 10,0 ngày, và ²²⁶Ac là 29,37 giờ. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 10 giờ và đa số trong đó có chu kỳ nhỏ hơn 1 phút. Đồng vị tồn tại ngắn nhất là ²¹⁷Ac, nó chỉ phân hủy tạo ra tia anpha và bắt điện tử. Nó có chu kỳ bán rã 69 phần tỉ giây. Actini cũng có 2 đồng phân hạt nhân.^[16]

²²⁷Ac được tinh chế trở nên cân bằng với các sản phẩm phân rã vào cuối ngày thứ 185, và sau đó phân rã theo chu kỳ bán rã 21,773-năm; các sản phẩm phân rã kế tiếp là một phần trong chuỗi actini. Các đồng vị actini có khối lượng nguyên tử từ 206 u (²⁰⁶Ac) đến 236 u (²³⁶Ac).^[16]

Phân bố

Actini được tìm thấy ở dạng vết trong quặng urani, nhưng phổ biến hơn khoảng vài miligram trong bức xạ neutron của ²²⁶U trong lò phản ứng hạt nhân. Kim loại actini được điều chế bằng cách giảm chất actini fluoride bằng hơi lithi ở nhiệt độ khoảng 1100 đến 1300 °C.^[12]

Actini cũng được tìm thấy dạng vết trong các quặng urani ở dạng ²²⁷Ac, phát tia α và β với chu kỳ bán rã 21,773 năm. Một tấn quặng urani chứa khoảng 0,1g actini. Đồng vị actini ²²⁷Ac là một đồng vị tạm thời trong dãy phân rã của chuỗi actini, với đồng vị đầu tiên là ²³⁵U (hoặc ²³⁹Pu) và kết thúc là đồng vị bền của chì ²⁰⁷Pb. Một đồng vị actini khác (²²⁵Ac) có mặt tạm thời trong dãy phân rã của chuỗi neptuni, bắt đầu là ²³⁷Np (hay ²³³U) và kết thúc là bismuth gần bền (²⁰⁹Bi).

Ứng dụng

Nó phóng xạ gấp 150 lần so với radi, nên nó là một ngồn neutron có giá trị tạo ra năng lượng. Ngoài ra thì nó không có những ứng dụng quan trọng trong công nghiệp.^[17]

²²⁵Ac được dùng trong y học để tạo ra ²¹³Bi trong một máy phát điện có thể tái sử dụng hoặc có thể được dùng độc lập làm chất điều trị miễn dịch radio cho phép trị liệu Anpha (Targeted Alpha Therapy- TAT).^{[18] 225}Ac được sản xuất nhân tạo đầu tiên bởi Viện nguyên tử siêu Urani (Institute for Transuranium Elements - ITU) ở Đức bằng xyclôtron và bởi tiến sĩ Graeme Melville ở Bệnh viện St George, Sydney bằng cách dùng máy gia tốc tuyến tính năm 2000.^[19]

Phòng ngừa

²²⁷Ac phóng xạ cực mạnh, và nó tạo ra phóng xạ ảnh hưởng đến sức khỏe con người^[20]

Tham khảo

1. Wall, Greg (8 tháng 9 năm 2003). “C&EN: It's Elemental: The Periodic Table - Actinium”. C&EN: It's Elemental: The Periodic Table. Chemical and Engineering News. Truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2011.
2. ^ Kirby, Harold W.; Morss, Lester R. (2006). “Actinium”. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. tr. 18. doi:10.1007/1-4020-3598-5_2. ISBN 978-1-4020-3555-5.
3. Debierne, André-Louis (1899). “Sur un nouvelle matière radio-active”. Comptes rendus (bằng tiếng Pháp). 129: 593–595.
4. Debierne, André-Louis (1900–1901). “Sur un nouvelle matière radio-actif - l'actinium”. Comptes rendus (bằng tiếng Pháp). 130: 906–908.
5. Giesel, Friedrich Oskar (1902). “Ueber Radium und radioactive Stoffe”. Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (bằng tiếng Đức). 35 (3): 3608–3611. doi:10.1002/cber.190203503187.
6. Giesel, Friedrich Oskar (1904). “Ueber den Emanationskörper (Emanium)”. Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (bằng tiếng Đức). 37 (2): 1696–1699. doi:10.1002/cber.19040370280.
7. Debierne, André-Louis (1904). “Sur l'actinium”. Comptes rendus (bằng tiếng Pháp). 139: 538–540.
8. Giesel, Friedrich Oskar (1904). “Ueber Emanium”. Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (bằng tiếng Đức). 37 (2): 1696–1699. doi:10.1002/cber.19040370280.
9. Giesel, Friedrich Oskar (1905). “Ueber Emanium”. Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (bằng tiếng Đức). 38 (1): 775–778. doi:10.1002/cber.190503801130.
10. Kirby, H. W. (1971). “The Discovery of Actinium”. Isis. 62 (3): 290–308. doi:10.1086/350760.
11. Adloff, J. P. (2000). “The centenary of a controversial discovery: actinium”. Radiochim. Acta. 88: 123–128. doi:10.1524/ract.2000.88.3-4.123.
12. ^ Stites, Joseph G.; Salutsky, Murrell L.; Stone, Bob D. (1955). “Preparation of Actinium Metal”. J. Am. Chem. Soc. 77 (1): 237–240. doi:10.1021/ja01606a085.
13. Katz, J. J.; Manning, W M (1952). “Chemistry of the Actinide Elements Annual Review of Nuclear Science”. Annual Review of Nuclear Science. 1: 245–262. doi:10.1146/annurev.ns.01.120152.001333.
14. Sherman, Fried; Hagemann, French; Zachariasen, W. H. (1950). “The Preparation and Identification of Some Pure Actinium Compounds”. Journal of the American Chemical Society. 72: 771–775. doi:10.1021/ja01158a034.
15. Seaborg, Glenn T. (1946). “The Transuranium Elements”. Science. 104 (2704): 379–386. doi:10.1126/science.104.2704.379. PMID 17842184.
16. ^ Audi, Georges (2003). “The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729: 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
17. Dixon, W.R. (1957). “Neutron Spectrum of an Actinium–Beryllium Source”. Can. J. Phys./Rev. Can. Phys. 35 (6): 699–702.^{[liên kết hỏng]}
18. 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.
19. Melville, G; Allen, Bj (2009). “Cyclotron and linac production of Ac-225”. Applied radiation and isotopes: including data, instrumentation and methods for use in agriculture, industry and medicine. 67 (4): 549–55. doi:10.1016/j.apradiso.2008.11.012. ISSN 0969-8043. PMID 19135381.
20. Langham, W. (1952). “Toxicology of Actinium Equilibrium Mixture”. Los Alamos Scientific Lab.: Technical Report. doi:10.2172/4406766.

Liên kết ngoài

• WebElements.com - Actinium
• NLM Hazardous Substances Databank – Actinium, Radioactive