Ac · Elemento 89 · Attinoide
Intensamente radioattivo e 150 volte più radioattivo del radio — l'attinio emette una luce azzurro pallido al buio.
Struttura
Non è un diagramma di punti su gusci — è un campione Monte Carlo dell'effettiva densità di probabilità |ψ|² per ogni sottoguscio occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il violetto indicano i segni opposti della funzione d'onda, che rendono possibile la formazione dei legami.
Valori misurati
Ogni barra mostra dove si colloca attinio tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.
Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati con ~ sono previsti anziché misurati.
Dimensioni, in scala
Raggio 188 pm — cioè 0,188 nm, quindi ne servirebbero circa 2,66 milioni affiancati per coprire un millimetro.
Intervallo termico
Attinio è liquido in un intervallo di 2148 K, da 1323 K a 3471 K.
La storia
Intensamente radioattivo e 150 volte più radioattivo del radio — l'attinio emette una luce azzurro pallido al buio.
L'attinio fu scoperto nel 1899 da André-Louis Debierne, un chimico francese che lavorava nel laboratorio di Marie Curie all'Università di Parigi. Debierne studiava i residui radioattivi rimasti dopo l'estrazione del radio e del polonio dal minerale di pechblenda. Notò una nuova sostanza radioattiva che si comportava diversamente dagli elementi conosciuti e la chiamò "actinium", dalla parola greca "aktinos", che significa raggio o fascio.
Nel 1902, Friedrich Oskar Giesel, un chimico tedesco, scoprì indipendentemente lo stesso elemento mentre lavorava con materiali radioattivi simili. Inizialmente vi fu confusione sul fatto che l'attinio di Debierne e l'"emanio" di Giesel fossero lo stesso elemento. L'analisi scientifica confermò infine che erano identici, attribuendo la priorità a Debierne per il suo lavoro precedente.
La scoperta avvenne durante l'età d'oro della ricerca sulla radioattività nel leggendario laboratorio di Marie Curie. Debierne studiava la complessa miscela di elementi radioattivi presente nei residui della pechblenda, utilizzando le tecniche allora appena sviluppate di analisi del decadimento radioattivo. Il lavoro fu meticoloso e richiese la lavorazione di tonnellate di minerale di uranio per ottenere quantità minime di materiali radioattivi.
I primi ricercatori ebbero difficoltà a caratterizzare chimicamente l'attinio a causa della sua radioattività estrema e della sua scarsità. Otto Hahn e Lise Meitner contribuirono in modo significativo alla comprensione delle proprietà dell'attinio nei primi anni del 1900. Ne determinarono la posizione nella tavola periodica e identificarono i prodotti del suo decadimento radioattivo.
La scoperta dell'attinio fu fondamentale per comprendere le serie di decadimento radioattivo e contribuì a porre le basi della chimica nucleare. Fu il primo elemento di quella che sarebbe stata in seguito conosciuta come serie degli attinoidi, aprendo un'area completamente nuova della chimica e della fisica che avrebbe infine portato all'energia nucleare e alla medicina nucleare.
Applicazioni
L'attinio è un elemento fondamentale nelle applicazioni avanzate della medicina nucleare e della ricerca. Il suo isotopo più significativo, Actinium-225, sta rivoluzionando la terapia alfa mirata (TAT) per il trattamento dei tumori. Questo isotopo emette particelle alfa ad alta energia in grado di distruggere le cellule tumorali causando danni minimi ai tessuti sani circostanti, risultando quindi estremamente prezioso nel trattamento dei tumori metastatici resistenti alle terapie convenzionali.
Actinium-225 viene prodotto in reattori nucleari specializzati e acceleratori di particelle per applicazioni farmaceutiche. L'isotopo viene legato a molecole bersaglio che individuano specifiche cellule tumorali, somministrando dosi letali di radiazioni direttamente ai tumori. Questo approccio di medicina di precisione sta mostrando risultati notevoli nel trattamento dei tumori neuroendocrini, del cancro alla prostata e della leucemia.
Negli impianti di ricerca nucleare, gli isotopi dell'attinio servono come sorgenti per lo studio dei processi di decadimento alfa e delle reazioni nucleari. I ricercatori utilizzano composti dell'attinio per esaminare le proprietà fondamentali dei nuclei pesanti e sviluppare nuovi radiofarmaci. Le caratteristiche uniche del decadimento dell'elemento lo rendono prezioso per comprendere la fisica nucleare e far progredire le applicazioni mediche.
Actinium-227 è stato storicamente utilizzato come sorgente di neutroni in strumenti scientifici e applicazioni di ricerca. Il suo lungo tempo di dimezzamento (21.8 anni) e il decadimento prevedibile lo rendono utile per la calibrazione delle apparecchiature di rilevamento delle radiazioni e per lo studio della fisica dei neutroni. Tuttavia, a causa della sua radioattività e dei rischi associati alla sicurezza, il suo uso è diventato più specializzato e regolamentato.
Gli scienziati stanno studiando il potenziale dell'attinio nelle tecnologie nucleari di nuova generazione, inclusi progetti avanzati di reattori e applicazioni per l'esplorazione spaziale. Le sue proprietà nucleari uniche potrebbero contribuire allo sviluppo di cicli del combustibile nucleare più efficienti e di sorgenti di radiazioni specializzate per missioni nello spazio profondo, dove le fonti di energia tradizionali non sono pratiche.
Il principale uso moderno dell'attinio è nella terapia alfa mirata (TAT) per il trattamento dei tumori. Actinium-225 viene coniugato con anticorpi monoclonali o peptidi che colpiscono specificamente le cellule tumorali, portando particelle alfa ad alta energia direttamente ai tumori. Questo approccio è particolarmente efficace contro i tumori del sangue e i tumori solidi metastatici.
Le aziende farmaceutiche stanno sviluppando farmaci a base di attinio per il trattamento di diversi tumori. Questi radiofarmaci combinano Actinium-225 con molecole bersaglio per creare trattamenti oncologici di precisione. Sono in corso studi clinici per trattamenti contro il cancro alla prostata, i tumori neuroendocrini e la leucemia mieloide acuta.
Gli istituti di ricerca utilizzano gli isotopi dell'attinio per studiare i processi di decadimento nucleare, sviluppare nuovi trattamenti medici e approfondire la conoscenza della chimica degli elementi pesanti. L'elemento funge da sistema modello per lo studio del comportamento degli attinoidi e lo sviluppo di tecniche di separazione per altri elementi radioattivi.
Grazie al suo decadimento radioattivo prevedibile, i composti dell'attinio fungono da standard di riferimento per le apparecchiature di rilevamento delle radiazioni e gli strumenti di dosimetria. Ciò garantisce misurazioni accurate nella medicina nucleare, negli impianti di ricerca e nei programmi di radioprotezione.
Da dove proviene
0 mg/kg della crosta terrestre · più abbondante del 0% degli elementi
L'attinio si trova naturalmente in quantità minime nei minerali di uranio, in particolare nella pechblenda e in altri minerali contenenti uranio. Si forma come parte della catena di decadimento dell'uranio-235, nella quale l'uranio-235 decade infine producendo Actinium-227. La concentrazione è estremamente bassa, in genere inferiore a 0.2 parti per trilione nei minerali di uranio.
L'attinio naturale si trova ovunque siano presenti giacimenti di uranio, inclusi luoghi in Canada, Australia, Kazakistan, Niger e Stati Uniti. L'altopiano del Colorado, lo Scudo canadese e le province uranifere africane contengono le concentrazioni naturali più elevate, sebbene l'estrazione da queste fonti sia impraticabile a causa delle quantità minime presenti.
Praticamente tutto l'attinio utilizzato oggi viene prodotto artificialmente in reattori nucleari o acceleratori di particelle. Actinium-225 viene generalmente prodotto bombardando bersagli di radio-226 con neutroni oppure estraendolo dal decadimento del torio-229. Actinium-227 può essere prodotto mediante il bombardamento neutronico del radio-226 nei reattori nucleari.
Actinium-227 è un membro della serie di decadimento dell'uranio-235 (serie dell'attinio), mentre gli altri isotopi dell'attinio sono prodotti artificialmente. L'abbondanza naturale è così bassa che è stato uno degli ultimi elementi presenti in natura a essere scoperti, e i campioni naturali sono insufficienti per le applicazioni pratiche.
L'estrazione dell'attinio da fonti naturali è estremamente difficile ed economicamente insostenibile a causa della sua scarsità e della complessa chimica necessaria per separarlo dagli altri elementi radioattivi. I moderni metodi di produzione si concentrano sulla sintesi nucleare anziché sull'estrazione naturale.
Manipolazione
Attinio è radioattivo. Non ha isotopi stabili: ogni nucleo decade. La gestione richiede schermatura e autorizzazioni adeguate.
AVVERTIMENTO: l'attinio e tutti i suoi isotopi sono altamente radioattivi e comportano gravi rischi per la salute. Le radiazioni alfa dell'attinio possono causare danni cellulari significativi, in particolare al DNA, aumentando il rischio di cancro e causando la sindrome acuta da radiazioni in caso di esposizione elevata.
L'attinio deve essere manipolato esclusivamente in impianti radiologici specializzati, dotati di sistemi adeguati di schermatura, ventilazione e contenimento. Il personale deve ricevere una formazione approfondita sulla sicurezza dalle radiazioni, sottoporsi al monitoraggio dosimetrico personale e lavorare dietro barriere di piombo o cemento. Spesso sono necessarie apparecchiature per la manipolazione a distanza.
L'inalazione o l'ingestione di composti dell'attinio è estremamente pericolosa. L'elemento può accumularsi nelle ossa e nel tessuto epatico, causando un'esposizione interna prolungata alle radiazioni. Anche quantità microscopiche possono comportare rischi significativi per la salute a causa dell'elevata energia delle particelle alfa emesse durante il decadimento.
Una sospetta esposizione all'attinio richiede immediata assistenza medica e un trattamento specializzato presso strutture attrezzate per le emergenze radiologiche. È necessario seguire le procedure di decontaminazione e un monitoraggio prolungato della salute è essenziale a causa della possibilità di effetti ritardati delle radiazioni.
Risposte rapide
Attinio (simbolo Ac) è l'elemento 89 nella tavola periodica, appartenente a Attinoide nel periodo 7. Intensamente radioattivo e 150 volte più radioattivo del radio — l'attinio emette una luce azzurro pallido al buio. A temperatura ambiente è un solido ed è radioattivo.
[Rn] 6d¹ 7s², con 7 gusci occupati e la distribuzione 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2.Attinio fonde a 1323 K (1049.9 °C) ed entra in ebollizione a 3471 K (3197.9 °C).
Attinio non ha isotopi stabili, quindi non ha una massa atomica standard. Il valore indicato, 227, è il numero di massa del suo isotopo noto con la vita più lunga.
Attinio ha una densità di 10.07 g/cm³. L'acqua ha una densità di 1.0 g/cm³, quindi un blocco di Attinio è circa 10.1× più pesante.
Attinio ha un'elettronegatività di Pauling pari a 1.1. La scala va da 0.70 (francio, il meno incline ad attirare elettroni) a 3.98 (fluoro, il più incline). Un valore così basso significa che cede facilmente i suoi elettroni esterni, formando ioni positivi.
Attinio è stato scoperto nel 1899 da Andre-Louis Debierne. Prende il nome da greco aktis, "raggio".
Attinio non si trova naturalmente sulla Terra in quantità significative: viene prodotto in un reattore o in un acceleratore.
Sì. Attinio non ha isotopi stabili — ogni suo nucleo decade. Quantità in tracce si trovano naturalmente come prodotti del decadimento di elementi più pesanti.