Строение
Это не схема из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование связей.
Измеренные значения
Каждая полоса показывает, какое место актиний занимает среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные массы IUPAC 2021 года · Справочник химии и физики CRC · NIST. Значения, отмеченные ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Radius 188 pm — that is 0.188 nm, so about 2660 million of them side by side would span a millimetre.
Тепловой диапазон
Актиний is liquid over a 2148 K window, from 1323 K to 3471 K.
История
Intensely radioactive and 150 times more so than radium — actinium glows pale blue in the dark.
Актиний был открыт в 1899 году Андре-Луи Дебьерном, французским химиком, работавшим в лаборатории Мари Кюри в Парижском университете. Дебьерн исследовал радиоактивные остатки, оставшиеся после извлечения радия и полония из урановой смоляной обманки. Он заметил новое радиоактивное вещество, которое вело себя иначе, чем известные элементы, и назвал его «актинием» от греческого слова «aktinos», означающего луч или пучок.
В 1902 году Фридрих Оскар Гизель, немецкий химик, независимо открыл тот же элемент, работая с аналогичными радиоактивными материалами. Поначалу возникла путаница относительно того, были ли актиний Дебьерна и «эманий» Гизеля одним и тем же элементом. Впоследствии научный анализ подтвердил их идентичность, а приоритет был признан за Дебьерном благодаря его более ранней работе.
Открытие произошло в золотой век исследований радиоактивности в легендарной лаборатории Мари Кюри. Дебьерн изучал сложную смесь радиоактивных элементов в остатках урановой смоляной обманки, используя недавно разработанные методы анализа радиоактивного распада. Работа была кропотливой: для получения ничтожных количеств радиоактивных веществ требовалась переработка тонн урановой руды.
Ранние исследователи с трудом определяли химические свойства актиния из-за его чрезвычайной радиоактивности и редкости. Отто Ган и Лиза Мейтнер внесли значительный вклад в изучение свойств актиния в начале 1900-х годов. Они определили его положение в периодической таблице и выявили продукты его радиоактивного распада.
Открытие актиния имело решающее значение для понимания рядов радиоактивного распада и помогло заложить основы ядерной химии. Это был первый элемент ряда, который позднее стал известен как актиноидный ряд, открывший совершенно новую область химии и физики, которая в конечном счёте привела к ядерной энергетике и ядерной медицине.
Применение
Актиний служит важным элементом в передовой ядерной медицине и исследовательских разработках. Его наиболее значимый изотоп, Актиний-225, совершает революцию в таргетной альфа-терапии (TAT) для лечения рака. Этот изотоп испускает высокоэнергетические альфа-частицы, которые могут уничтожать раковые клетки с минимальным повреждением окружающих здоровых тканей, что делает его чрезвычайно ценным для лечения метастатического рака, устойчивого к традиционным методам терапии.
Актиний-225 производят в специализированных ядерных реакторах и на ускорителях частиц для фармацевтического применения. Изотоп соединяют с молекулами-мишенями, которые находят определённые раковые клетки и доставляют смертельные дозы радиации непосредственно к опухолям. Такой подход к прецизионной медицине показывает выдающиеся результаты при лечении нейроэндокринных опухолей, рака предстательной железы и лейкоза.
В ядерных исследовательских центрах изотопы актиния служат источниками для изучения процессов альфа-распада и ядерных реакций. Исследователи используют соединения актиния для изучения фундаментальных свойств тяжёлых ядер и разработки новых радиофармацевтических препаратов. Уникальные характеристики распада этого элемента делают его ценным для понимания ядерной физики и развития медицинских применений.
Актиний-227 исторически использовался как источник нейтронов в научных приборах и исследовательских установках. Его длительный период полураспада (21.8 лет) и предсказуемый распад делают его полезным для калибровки оборудования для обнаружения радиации и изучения физики нейтронов. Однако из-за его радиоактивности и связанных с ней проблем безопасности его применение стало более специализированным и регулируемым.
Учёные изучают потенциал актиния в ядерных технологиях следующего поколения, включая усовершенствованные конструкции реакторов и применение в освоении космоса. Его уникальные ядерные свойства могут сыграть роль в разработке более эффективных ядерных топливных циклов и специализированных источников радиации для миссий в дальний космос, где традиционные источники энергии непрактичны.
Основное современное применение актиния — таргетная альфа-терапия (TAT) для лечения рака. Актиний-225 конъюгируют с моноклональными антителами или пептидами, которые специфически нацелены на раковые клетки и доставляют высокоэнергетические альфа-частицы непосредственно к опухолям. Этот подход особенно эффективен против рака крови и метастатических солидных опухолей.
Фармацевтические компании разрабатывают препараты на основе актиния для лечения различных видов рака. Эти радиофармацевтические препараты объединяют актиний-225 с молекулами-мишенями, создавая точные методы лечения рака. В настоящее время проводятся клинические испытания препаратов против рака предстательной железы, нейроэндокринных опухолей и острого миелоидного лейкоза.
Научно-исследовательские учреждения используют изотопы актиния для изучения процессов ядерного распада, разработки новых методов лечения и углубления понимания химии тяжёлых элементов. Элемент служит модельной системой для изучения поведения актиноидов и разработки методов разделения других радиоактивных элементов.
Благодаря предсказуемому радиоактивному распаду соединения актиния служат эталонными стандартами для оборудования обнаружения радиации и дозиметрических приборов. Это обеспечивает точность измерений в ядерной медицине, исследовательских учреждениях и программах радиационной защиты.
Откуда он берётся
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
Актиний естественным образом встречается в следовых количествах в урановых рудах, особенно в урановой смоляной обманке и других урансодержащих минералах. Он образуется как часть цепочки распада урана-235, в которой уран-235 в конечном счёте распадается с образованием актиния-227. Концентрация чрезвычайно мала и обычно составляет менее 0.2 частей на триллион в урановых рудах.
Природный актиний можно найти везде, где существуют месторождения урана, включая районы Канады, Австралии, Казахстана, Нигера и Соединённых Штатов. Плато Колорадо, Канадский щит и африканские урановые провинции содержат наибольшие природные концентрации, хотя извлечение из этих источников непрактично из-за ничтожного количества элемента.
Практически весь используемый сегодня актиний получают искусственным путём в ядерных реакторах или на ускорителях частиц. Актиний-225 обычно производят, облучая мишени из радия-226 нейтронами, или извлекают из распада тория-229. Актиний-227 можно получить облучением радия-226 нейтронами в ядерных реакторах.
Актиний-227 является членом ряда распада урана-235 (актиниевого ряда), тогда как другие изотопы актиния получают искусственно. Природная распространённость настолько мала, что он стал одним из последних естественно встречающихся элементов, открытых человеком, а природных образцов недостаточно для практического применения.
Извлечение актиния из природных источников чрезвычайно сложно и экономически нецелесообразно из-за его редкости и сложной химии, необходимой для отделения от других радиоактивных элементов. Современные методы производства ориентированы на ядерный синтез, а не на извлечение из природного сырья.
Обращение
Актиний радиоактивен. It has no stable isotope — every nucleus decays. Для обращения требуются соответствующие средства защиты и лицензия.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Актиний и все его изотопы чрезвычайно радиоактивны и представляют серьёзную опасность для здоровья. Альфа-излучение актиния может вызывать значительное повреждение клеток, особенно ДНК, повышая риск развития рака и вызывая острую лучевую болезнь при высоком уровне облучения.
С актинием разрешается работать только в специализированных радиологических учреждениях, оснащённых соответствующими системами защиты, вентиляции и изоляции. Персоналу необходимы обширная подготовка по радиационной безопасности и индивидуальный дозиметрический контроль; работа должна проводиться за свинцовыми или бетонными барьерами. Часто требуется дистанционное оборудование для работы.
Вдыхание или проглатывание соединений актиния чрезвычайно опасно. Элемент может накапливаться в костях и тканях печени, вызывая длительное внутреннее облучение. Даже микроскопические количества могут представлять серьёзную опасность для здоровья из-за высокой энергии альфа-частиц, испускаемых при распаде.
При подозрении на воздействие актиния необходимы немедленная медицинская помощь и специализированное лечение в учреждениях, оснащённых для ликвидации последствий радиационных аварий. Необходимо соблюдать процедуры дезактивации, а длительное медицинское наблюдение важно из-за возможных отсроченных последствий облучения.
Краткие ответы
Актиний (symbol Ac) is element 89 on the periodic table, a актиноид in period 7. Intensely radioactive and 150 times more so than radium — actinium glows pale blue in the dark. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.
[Rn] 6d¹ 7s², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2 electrons respectively.Актиний melts at 1323 K (1049.9 °C) and boils at 3471 K (3197.9 °C).
Актиний has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 227, is the mass number of its longest-lived known isotope.
Актиний has a density of 10.07 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of актиний is about 10.1× heavier.
Актиний has a Pauling electronegativity of 1.1. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.
Актиний was discovered in 1899 by Andre-Louis Debierne. It is named after greek aktis, "ray".
Актиний does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. Актиний has no stable isotope — every one of its nuclei decays. Trace amounts occur naturally as decay products of heavier elements.