Актиній

Актиній був відкритий у 1899 французьким хіміком А. Деб'єрном (один з небагатьох добровільних помічників П'єра і Марії Кюрі в їх дослідженнях радіоактивних елементів[1]) у відходах від переробки уранової Смоли, з якої видалили полоній та радій. Новий елемент був названий актинієм. Незабаром після відкриття Деб'єрна незалежно від нього німецький радіофізик Ф. Гізель з такої ж фракції уранової смоли, яка містить рідкісноземельні елементи, отримав сильно радіоактивний елемент і запропонував йому назву «Еман». Подальше дослідження показало ідентичність препаратів, отриманих Деб'єрном і Гізелем, хоча вони спостерігали радіоактивне випромінювання не самого актинію, а продуктів його розпаду — ²²⁷ Th і ²³⁰ Th.

Актиній, від грецького «ακτίνα» — промінь, блиск, сяйво.

Конфігурація зовнішніх електронних оболонок 6d7s2; енергії послідовної іонізації відповідно дорівнюють 6,9; 12,06, 20 еВ. Металічний радіус 0,203 нм, радіус іона(+3) 0,111 нм. Значення електронегативності 1,00. У сполуках завжди має ступінь окиснення +3, проте у деяких процесах може короткочасно виникати іон Ac²⁺.

Актиній є найлегшим елементом серед актиноїдів — групи радіоактивних елементів, подібних до нього хімічно, що отримала назву на його честь, аналогічно тому як лантаноїди отримали назву на честь лантану. За хімічними властивостями схожий на лантан. У них дуже схожі хімічні властивості: загальна валентність (3+), близькі атомні радіуси (1,87 і 2,03 А), майже ідентична будова більшості сполук. Через це лантан використовують як сурогат актинію під час розробки процедур його підготовки або аналізу[2].

На повітрі актиній окиснюється до Ас₂О₃.

Відомі сполуки актинію з фтором (AcF₃, AcOF), хлором (AcCl₃, AcOCl), бромом (AcBr₃, AcOBr), сіркою (Ac₂S₃), а також складні і нестійкі комплексні сполуки, такі як AcPO₄·½H₂O і Ac₂(C₂O₄)₃·10H₂O[3].

Інші сполуки, такі як гідроксиди, йодиди, оксалати, фосфати та інші, ймовірно теж утворюються, проте не були отримані у достатніх кількостях для дослідження[4].

Водні розчини актинію безбарвні[5].

Іон актинію Ac³⁺ проявляє найбільш основні властивості серед усіх +3 іонів[5].

Як і у лантану, більшість солей актинію забарвлена в білий колір; окис також. А те, що актиній перевершує лантан за хімічною активністю, цілком природно. Це важчий метал-аналог: валентні електрони циркулюють далі від ядра.[1] Через високу радіоактивність світиться в темряві.

Природній актиній постійно утворюється при розпаді рідкісного ізотопу U²³⁵ (Ac²²⁷, T_½ 21,7 років) і при розпаді торію Th²³² (Ac²²⁸, T_½ 6 годин)[6].

Загалом відомо 34 ізотопи актинію з масовими числами від 206 до 235, 4 з яких — метастабільні. З нестабільних ізотопів, найбільші періоди напіврозпаду мають Ac²²⁷ (21,772 років) і Ac²²⁵ (10,0 днів)[7].

Добування з природніх руд не має сенсу через малу концентрацію, тому актиній отримують в ядерних реакторах за реакцією:

${\displaystyle \mathrm {^{226}_{\ 88}Ra\ +\ _{0}^{1}n\ \longrightarrow \ _{\ 88}^{227}Ra\ {\xrightarrow[{42,2\ min}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 89}^{227}Ac} }$

Також, для постійного отримання Ac²²⁵ використовують торієво-актинієві генератори (так звані «торієві корови»), в яких актиній постійно утворюється з Th²²⁹ (з проміжним утворенням радію) і відділяється за допомогою аніоно-обмінної хроматографії[8].

Металевий актиній (у міліграмових кількостях) зуміли одержати двома способами: відновлюючи AcCl₃ парами калію при 350°С і з трифториду, діючи на нього пароподібним літієм. У останньому випадку знадобилася вища температура — понад 1000°С, але одержані зразки були чистішими.[1]

Практичне використання актинію обмежується джерелами нейтронів. Нейтрони в них утворюються при опромінюванні берилію-9 альфа-частинками. А дають альфа-частинки дочірні продукти актинію-227. Є підстави вважати, що актиній-берилієві нейтронні джерела зовсім не найкращі та не найекономічніші з пристроїв такого призначення.[1]

Альфа-випромінювання актинію-225 використовується для лікування ракових пухлин. При його розпаді (і подальших розпадах його продуктів розпаду) не утворюється жорсткого гамма-випромінювання, тому тканини, що знаходяться поруч з джерелом (на відстані до 100 мікронів) отримують значні дози опромінення, а решта організму лишається неушкодженною[9].

У 1970-х роках розроблялися ядерні батареї на основі актинію. За розрахунками, пристрій з 18 грамами актинію мав би потужність 250 Вт. Був виготовлений пробний генератор з 2 грамами актинію. Проте плутонієві генератори такого типу виявилися більш економічно доцільними[9].

• Уран

• Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
• Ю. Я. Фіалков. Актиній // Українська радянська енциклопедія
• L.R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger. Actinium // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. — 4. — Дордрехт, Нідерланди : Springer Science & Business Media, 2010. — Т. 1. — 4191 с. — ISBN 978-94-007-0211-0.

• Актиній // Велика українська енциклопедія : у 30 т. / проф. А. М. Киридон (відп. ред.) та ін. — 2016. — Т. 1 : А — Акц. — 592 с. — ISBN 978-617-7238-39-2.