Actini

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Actini
RadiActiniThori
La
  Cubic-face-centered.svg
 
89
Ac
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Ac
Ute
Bảng tiêu chuẩn
Hình dạng
Bạc, phát sáng với ánh sáng xanh khá lạ[1]
Tính chất chung
Tên, Ký hiệu, Số Actini, Ac, 89
Phiên âm /ækˈtɪniəm/
ak-TIN-nee-əm
Phân loại Nhóm Actini
Nhóm, Chu kỳ, Phân lớp n/a7, f
Khối lượng nguyên tử (227)
Cấu hình electron [Rn] 6d1 7s2
Số electron trên vỏ điện tử 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
Electron shell 089 Actinium.svg
Tính chất vật lý
Màu Bạc
Trạng thái vật chất Chất rắn
Mật độ gần nhiệt độ phòng 10 g·cm−3
Nhiệt độ nóng chảy (circa) 1323 K, 1050 °C, 1922 °F
Nhiệt độ sôi 3471 K, 3198 °C, 5788 °F
Nhiệt lượng nóng chảy 14 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi 400 kJ·mol−1
Nhiệt dung 27.2 J·mol−1·K−1
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxi hóa 3
(Ôxít trung tính)
Độ âm điện 1.1 (thang Pauling)
Năng lượng ion hóa Thứ nhất: 499 kJ·mol−1
Thứ hai: 1170 kJ·mol−1
Độ dài liên kết cộng hóa trị 215 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể Lập phương tâm mặt
Trạng thái trật tự từ Không có dữ liệu
Độ dẫn nhiệt 12 W·m−1·K−1
Số đăng ký CAS 7440-34-8
Đồng vị ổn định nhất
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
225Ac Tổng hợp 10 ngày α 5.935 221Fr
226Ac Tổng hợp 29,37 giờ β 1.117 226Th
ε 0.640 226Ra
α 5.536 222Fr
227Ac 100% 21,773 năm β 0.045 227Th
α 5.042 223Fr

Actini (ác-ti-ni) là một nguyên tố hóa học phóng xạ, có số nguyên tử là 89 và kí hiệu là Ac, được phát hiện năm 1899. Đây là nguyên tố phi nguyên thủy đầu tiên được cô lập. Poloni, radiradon 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[sửa | sửa mã nguồn]

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[2] và (năm 1900) giống thori.[3] Friedrich Oskar Giesel phát hiện ra actini một cách độc lập vào năm 1902[4] là chất tương tự như lantan và gọi nó là "emani" năm 1904.[5] Sau khi so sánh các chất vào năm 1904,[6] tên gọi do Debierne đặt vẫn được giữ nguyên vì nó được sử dụng lâu hơn.[7][8]

Lịch sử về phát hiện ra actini vẫn còn là nghi vấn trong nhiều thập kỷ. Trong các ấn phẩm xuất bản năm 1971[9] và đặc biệt sau đó vào năm 2000,[10] 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[sửa | sửa mã nguồn]

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 lantan.[11]

Hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Actini có ứng xử hóa học giống như lantan, do đó việc tách actini khỏi lantan và các nguyên tố đất hiếm khác thường có mặt trong các quặng urani là khó khăn. Sắc kí trao đổi ion và tách dung môi được áp dụng để tác chúng ra.[12] Chỉ một số ít các hợp chất actini được biết đến, như AcF3, AcCl3, AcBr3, AcOF, AcOCl, AcOBr, Ac2S3, Ac2O3 và AcPO4. Tất cả các hợp chất đề cập ở trên cũng tương tự như các hợp chất lantan tương ứng và cho thấy actini trong hợp chất có số ôxy hóa là +3.[13]

Quan hệ với các nguyên tố trong nhóm actini[sửa | sửa mã nguồn]

Actini là nguyên tố đầu tiên và cũng là tên gọi cho nhóm Actini, tương tự như lanta đặc trưng cho nhóm Lantan. Các nguyên tố trong nhóm này đa dạng hơn so với nhóm lantan 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.[14]

Đồng vị[sửa | sửa mã nguồn]

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 anphabắt điện tử. Nó có chu kỳ bán rã 69 phần tỉ giây. Actini cũng có 2 đồng phân hạt nhân.[15]

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).[15]

Phân bố[sửa | sửa mã nguồn]

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 florua bằng hơi liti ở nhiệt độ khoảng 1100 đến 1300 °C.[11]

Actini cũng được tìm thấy dạng vết trong các quặng urani ở dạng 227Ac, phát tia αβ với chu kỳ bán rã 21,773 năm. Một tấn quặng urani chứa khoảng 0,1 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[sửa | sửa mã nguồn]

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.[16]

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).[17] 225Ac được sản suất 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.[18]

Phòng ngừa[sửa | sửa mã nguồn]

227Ac phóng xạ cực mạnh, và nó tạo ra phóng xạ ảnh hưởng đến sức khỏe con người[19]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  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. ^ Debierne, André-Louis (1899). “Sur un nouvelle matière radio-active”. Comptes rendus (bằng tiếng Pháp) 129: 593–595. 
  3. ^ Debierne, André-Louis (1900-1901). “Sur un nouvelle matière radio-actif - l'actinium”. Comptes rendus (bằng tiếng Pháp) 130: 906–908. 
  4. ^ 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. 
  5. ^ 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. 
  6. ^ Debierne, André-Louis (1904). “Sur l'actinium”. Comptes rendus (bằng tiếng Pháp) 139: 538–540. 
  7. ^ Giesel, Friedrich Oskar (1904). “Ueber Emanium”. Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (bằng tiếng Đức) 37 (2): 1696–1699. doi:10.1002/cber.19040370280. 
  8. ^ Giesel, Friedrich Oskar (1905). “Ueber Emanium”. Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft (bằng tiếng Đức) 38 (1): 775–778. doi:10.1002/cber.190503801130. 
  9. ^ Kirby, H. W. (1971). “The Discovery of Actinium”. Isis 62 (3): 290–308. doi:10.1086/350760. 
  10. ^ 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. 
  11. ^ a ă 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. 
  12. ^ 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. 
  13. ^ 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. 
  14. ^ Seaborg, Glenn T. (1946). “The Transuranium Elements”. Science 104 (2704): 379–386. doi:10.1126/science.104.2704.379. PMID 17842184. 
  15. ^ a ă 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. 
  16. ^ Dixon, W.R. (1957). “Neutron Spectrum of an Actinium–Beryllium Source”. Can. J. Phys./Rev. Can. Phys. 35 (6): 699–702. 
  17. ^ 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. 
  18. ^ Melville, G; Allen, Bj (Apr năm 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. 
  19. ^ Langham, W. (1952). “Toxicology of Actinium Equilibrium Mixture”. Los Alamos Scientific Lab.: Technical Report. doi:10.2172/4406766. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]