Строение
Это не диаграмма 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 химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение актиний среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 188 pm — это 0,188 нм, поэтому около 2,66 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Актиний находится в жидком состоянии в диапазоне 2148 K — от 1323 K до 3471 K.
История
Интенсивно радиоактивный и в 150 раз более радиоактивный, чем радий, актиний светится бледно-голубым светом в темноте.
Актиний был открыт в 1899 году Андре-Луи Дебьерном, французским химиком, работавшим в лаборатории Marie Curie при Парижском университете. Дебьерн исследовал радиоактивные остатки, остававшиеся после извлечения радия и полония из урановой смоляной обманки. Он обнаружил 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. Первоначально возникла путаница относительно того, являются ли актиний Дебьерна и «эманий» Гизеля одним и тем же элементом. Научный анализ в конечном счёте подтвердил их идентичность, а приоритет был отдан Дебьерну за его более раннюю работу.
Открытие произошло в золотой век исследований радиоактивности в легендарной лаборатории Marie Curie. 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 материалов требовалось перерабатывать тонны урановой руды.
Ранним исследователям было трудно химически охарактеризовать актиний из-за его чрезвычайной радиоактивности и редкости. Отто Ган и Лиза Мейтнер внесли значительный вклад в понимание свойств актиния в начале 1900-х годов. Они определили его положение в периодической таблице и идентифицировали продукты его радиоактивного распада.
Открытие актиния имело решающее значение для понимания рядов радиоактивного распада и помогло заложить основы ядерной химии. Он был первым элементом того, что позднее стало известно как актинидный ряд, открыв 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 применениях. 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, минимально повреждая окружающие здоровые ткани, что делает его чрезвычайно ценным для лечения метастатических видов рака, устойчивых к традиционным методам терапии.
Актиний-225 производят в специализированных ядерных реакторах и на ускорителях частиц для фармацевтических применений. Изотоп соединяют с молекулами-мишенями, которые распознают определённые раковые клетки и доставляют смертельные дозы излучения непосредственно к опухолям. Этот подход к прецизионной медицине показывает remarkable результаты при лечении нейроэндокринных опухолей, рака простаты 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 применениях. Его длительный период полураспада (21.8 лет) и предсказуемый распад делают его полезным для калибровки оборудования для обнаружения излучения и изучения нейтронной физики. Однако из-за его радиоактивности и связанных с этим проблем безопасности его применение стало более специализированным и регулируемым.
Учёные изучают потенциал актиния в ядерных технологиях следующего поколения, включая усовершенствованные конструкции реакторов и применения в исследовании космоса. Его уникальные ядерные свойства могут сыграть роль в разработке более эффективных ядерных топливных циклов и специализированных источников излучения 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, доставляя 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 для создания прецизионных методов лечения рака. В настоящее время проводятся клинические испытания методов лечения рака простаты, нейроэндокринных опухолей и острого миелоидного лейкоза.
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 излучения и дозиметрических приборов. Это обеспечивает точность измерений в ядерной медицине, исследовательских учреждениях и программах радиационной защиты.
Откуда он происходит
0 мг/кг земной коры · более распространён, чем 0% элементов
Актиний встречается в природе в следовых количествах в составе урановых руд, особенно в урановой смоляной обманке и других урансодержащих минералах. Он образуется как часть цепочки распада урана-235, где уран-235 в конечном счёте распадается с образованием актиния-227. Концентрация чрезвычайно низка и обычно составляет менее 0.2 частей на триллион в урановых рудах.
Природный актиний можно обнаружить везде, где существуют месторождения урана, включая территории Канады, Австралии, Казахстана, Нигера и Соединённых Штатов. Плато Колорадо, Канадский щит и африканские урановые провинции содержат самые высокие природные концентрации, однако извлечение из этих источников нецелесообразно из-за ничтожных присутствующих количеств.
Практически весь используемый сегодня актиний получают искусственно 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 получать 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 был одним из последних встречающихся в природе элементов, открытых учёными, 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 сосредоточены на ядерном синтезе, а не на извлечении из природных источников.
Обращение
Актиний радиоактивен. У него нет стабильных изотопов — каждое ядро распадается. Для обращения требуются соответствующие средства защиты и лицензия.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Актиний и все его изотопы являются высокорадиоактивными и представляют серьёзную опасность для здоровья. Альфа-излучение актиния может вызывать значительные повреждения клеток, особенно ДНК, повышая риск развития рака и вызывая острую лучевую болезнь при высоких уровнях облучения.
С актинием разрешается работать только в специализированных радиологических учреждениях с соответствующими системами защиты, вентиляции и изоляции. Персоналу необходимы обширная подготовка по радиационной безопасности, индивидуальный дозиметрический контроль, а работа должна проводиться за свинцовыми или бетонными барьерами. Часто требуется оборудование для дистанционного обращения.
Вдыхание или проглатывание соединений актиния чрезвычайно опасно. Элемент может накапливаться в костях и тканях печени, вызывая длительное внутреннее облучение. Даже микроскопические количества могут представлять значительную опасность для здоровья из-за высокой энергии альфа-частиц, испускаемых при распаде.
При подозрении на воздействие актиния требуется немедленная медицинская помощь и специализированное лечение в учреждениях, оборудованных для ликвидации последствий радиационных аварий. Необходимо соблюдать процедуры дезактивации, а длительное наблюдение за состоянием здоровья имеет важнейшее значение из-за возможных отсроченных последствий облучения.
Краткие ответы
Актиний (символ Ac) — элемент 89 в периодической таблице, представитель семейства актиноид в 7 периоде. Интенсивно радиоактивный и в 150 раз более радиоактивный, чем радий, актиний светится бледно-голубым светом в темноте. При комнатной температуре это твёрдое вещество, и оно радиоактивно.
[Rn] 6d¹ 7s²; она включает 7 занятых электронных оболочек с распределением 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2.Актиний плавится при 1323 K (1049.9 °C) и кипит при 3471 K (3197.9 °C).
У Актиний нет стабильных изотопов, поэтому для него не существует стандартной атомной массы. Указанное значение 227 — массовое число наиболее долгоживущего известного изотопа.
Плотность Актиний составляет 10.07 г/см³. Плотность воды — 1,0 г/см³, поэтому блок из Актиний примерно в 10.1× тяжелее.
Электроотрицательность Актиний по шкале Полинга составляет 1.1. Шкала простирается от 0,70 (франций, наименее склонный притягивать электроны) до 3,98 (фтор, наиболее склонный). Такое низкое значение означает, что он легко отдаёт свои внешние электроны, образуя положительные ионы.
Актиний был открыт в 1899 году Andre-Louis Debierne. Назван в честь греческое aktis, «луч».
Актиний практически не встречается в природе на Земле — его получают в реакторе или ускорителе.
Да. Актиний не имеет стабильных изотопов — каждое его ядро распадается. Следовые количества естественным образом образуются как продукты распада более тяжёлых элементов.