Ο ακτίνιο, σύμβολο Ac και ατομικός αριθμός 89, είναι ένα στοιχείο που ανήκει στο μπλοκ f του Περιοδικός Πίνακας, τα λεγόμενα εσωτερικά μεταβατικά στοιχεία. Είναι χημικά παρόμοιο με το λανθάνιο (έτσι, για παράδειγμα, έχει φορτίο ίσο με +3 στις ενώσεις), αλλά δύσκολο να ληφθεί και με λίγες εφαρμογές. Από τα περίπου 30 ισότοπα αυτού του στοιχείου, μόνο δύο είναι φυσικά, το ακτίνιο-227 και το ακτίνιο-228.
Το ακτίνιο λαμβάνεται καλύτερα με βομβαρδισμό πυρήνων του ραδιόφωνο (Ra) με θερμικά νετρόνια, μια τεχνική που καθιστά δυνατή την επίτευξή του στην περιοχή χιλιοστόγραμμα. Οι εφαρμογές του εξακολουθούν να είναι περιορισμένες, αλλά είναι γνωστό ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας για διαστημόπλοια και συσκευές που λειτουργούν σε απομακρυσμένες περιοχές, όπως το ακτίνιο-225 είναι πιθανός υποψήφιος για τη θεραπεία ορισμένων τύπων καρκίνου.
Διαβάστε επίσης:Καισίου-137 — το ραδιενεργό ισότοπο που προκάλεσε το ραδιολογικό ατύχημα στη Goiânia
Περίληψη για το ακτίνιο
Είναι ένα μέταλλο που ανήκει στο μπλοκ f του Περιοδικού Πίνακα.
Σε μεταλλική μορφή, έχει ασημί λευκό χρώμα, μερικές φορές με χρυσαφένια λάμψη.
Σε διάλυμα, δεδομένης της ομοιότητάς του με το λανθάνιο, είναι NOx é +3.
Έχει περίπου 30 ισότοπα, μόνο δύο από τα οποία βρίσκονται στη φύση: μάζα 227 και 228.
Υπάρχει σε δείγματα του ουράνιο, αλλά λαμβάνεται μέσω βομβαρδισμού ραδιοϊσοτόπων με θερμικά νετρόνια.
Είναι δύσκολο να αποκτηθεί και έχει λίγες εφαρμογές.
Ωστόσο, ο ρόλος του ισοτόπου ακτινίου-225 στην καταπολέμηση ορισμένων τύπων καρκίνου ξεχωρίζει.
ιδιότητες ακτινίου
Σύμβολο: μετα Χριστον
ατομικός αριθμός: 89
ατομική μάζα: 227 κ.ε.
ηλεκτραρνητικότητα: 1,1
Σημείο σύντηξης: 1050 °C
Σημείο βρασμού: 3198 °C
Πυκνότητα: 10,07 γρ.εκ-3 (υπολογισμένο)
ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Rn] 7s2 6δ1
χημική σειρά: ακτινίδες, f-block, εσωτερικά μεταβατικά στοιχεία
χαρακτηριστικά ακτινίου
το ακτίνιο, ατομικός αριθμός 89 και σύμβολο Ac, είναι ένα μέταλλο που ανήκει στην ομάδα ακτινιδών, που βρίσκεται στο μπλοκ f του Περιοδικού Πίνακα. Στη μεταλλική του μορφή, έχει ασημί-λευκό χρώμα, μερικές φορές με χρυσή απόχρωση.
Χημικά, ακτίνιο θυμίζει πολύ λανθάνιο, μπορεί να ειπωθεί ότι ποιοτικά δεν υπάρχουν διαφορές μεταξύ των δύο. Επομένως, στο διάλυμα και στο σχηματισμό ενώσεων, το ακτίνιο έχει φορτίο +3 (Ac3+). Όταν έρχεται σε επαφή με τον αέρα, οξειδώνεται γρήγορα και σχηματίζει ένα στρώμα Ac.2Ο3, που εμποδίζει τη συνέχιση της οξείδωση.
Λίγες είναι οι γνωστές ενώσεις του ακτινίου, μεταξύ των οποίων αλογονίδια, οξυαλογονίδια, οξείδια και σουλφίδια. Αναμένονται και κάποια άλλα, όπως και η περίπτωση των ανθρακικών, ωστόσο δεν έχουν ακόμη εντοπιστεί.
Είναι γνωστά περίπου 30 ισότοπα ακτινίου, όντας μόνο δύο φυσικά: 227λογ 228ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ. Το πρώτο, πιο γνωστό, προέρχεται από τη σειρά ραδιενεργών αποσύνθεσης του 235U και έχει χρόνο από ημιζωή των 21,77 ετών. Το ακτίνιο-228, το οποίο έχει χρόνο ημιζωής 6,15 ώρες, είναι προϊόν της σειράς ραδιενεργής διάσπασης του θορίου-232.
Διαβάστε επίσης:Ραδιενεργή διάσπαση — φαινόμενο κατά το οποίο ένα άτομο μετατρέπεται σε νέο πυρήνα
Πού μπορεί να βρεθεί το ακτίνιο;
Ακτίνιο (πιο συγκεκριμένα στη μορφή 227ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ) εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα του ουρανίου-235, καλά κατανεμημένο σε όλο τον φλοιό της γης. Η μέση περιεκτικότητα σε ουράνιο στον φλοιό της γης είναι 2,7 ppm (μέρος ανά εκατομμύριο, ή mg ανά kg), με το 0,72% της μάζας να αντιστοιχεί σε 235U. Αυτό καθιστά δυνατό τον υπολογισμό της φυσικής αφθονίας του 227Ac (με βάση τον χρόνο ημιζωής του ουρανίου και του ίδιου του ισοτόπου), που θα ήταν 5,7 x 10-10 ppm.
Λήψη ακτινίου
Αν και υπάρχει στα μεταλλεύματα ουρανίου, το μέγιστο αναφερόμενο ακτίνιο που λαμβάνεται από αυτή τη φυσική πηγή ήταν περίπου 7 μg (μικρογραμμάρια, 10-6 γραμμάρια).
Ο καλύτερος τρόπος για να το αποκτήσετε ήρθε στα τέλη της δεκαετίας του 1940, όταν οι επιστήμονες κατάφεραν να το αποκτήσουν 227ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ μέσω της ακτινοβολίας του 226Ra με θερμικά νετρόνια.
Με αυτή την τεχνική, λήφθηκαν ποσότητες χιλιοστόγραμμα Ac.
εφαρμογές ακτίνιου
Η ενέργεια από τα πέντε σωματίδια άλφα που δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια της σειράς ραδιενεργής διάσπασης του 227Το Ac επέτρεψε να χρησιμοποιηθεί ως α πηγή θερμότητας σε θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων. Η ενέργεια θα παράγεται για διαστημόπλοια ή άλλες συσκευές που έπρεπε να λειτουργήσουν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε απομακρυσμένες τοποθεσίες.
ήδη το 225Το Ac, του οποίου ο χρόνος ημιζωής είναι 10 ημέρες, είναι ένα ραδιοϊσότοπο που εκπέμπει άλφα με ενδιαφέρουσες ιδιότητες για την ταχεία καταστροφή των καρκινικών κυττάρων. Η σημαντική ενέργεια που εκπέμπεται κατά την αποσύνθεση του 225Ac, που παράγει τέσσερα σωματίδια άλφα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη χειρουργική επέμβαση για την επίθεση καρκινικών όγκων προστάτη, μαστού και μυελού των οστών. Ένα άλλο ενδιαφέρον σημείο είναι ότι η σειρά αποσύνθεσης ακτινίου-225 τελειώνει στις 209Bi, ένα σταθερό και μη τοξικό ισότοπο.
Οι προκλήσεις της χρήσης 225Ac είναι στη μη διαμόρφωση των άλλων ραδιοϊσότοπα, όπως το δυνητικά επικίνδυνο 221Fr, και επιτρέποντας στο ισότοπο ακτίνης να δράσει περισσότερο στον στόχο του όγκου.
ιστορία του ακτινίου
Το 1899, στα εργαστήρια του Pierre και Μαρία Κιουρί, Ο André-Louis Debierne ανέφερε ότι είχε βρει ένα νέο ραδιενεργό στοιχείο, που θα ήταν χημικά κοντά στο τιτάνιο. Έξι μήνες αργότερα, το 1900, ο Debierne έφτασε στο σημείο να πει ότι το κλάσμα τιτανίου δεν ήταν πλέον πολύ ενεργό και ότι το νέο στοιχείο που ερευνούσε τώρα έμοιαζε χημικά με θόριο.
Ο Debierne ισχυρίστηκε την ανακάλυψη του νέου στοιχείου, βαφτίζοντάς τον ακτίνιο (από τα ελληνικά ακτής, που σημαίνει «ακτίνα»). Εκείνη την εποχή, η ανακάλυψη του André-Louis Debierne δεν επικρίθηκε, αλλά με βάση όσα είναι γνωστά σήμερα, είναι προφανές ότι τα πειράματα του 1899 δεν ήταν δεν παρήγαγε ακτίνιο, ενώ τα πειράματα του 1900 παρήγαγαν ένα μείγμα ραδιονουκλεϊδίων, που πιθανώς περιελάμβανε ακτίνιο μικρότερης κλίμακας.
Παρόλο, το 1902, ο Φρίντριχ Όσκαρ Γκίζελ ανέφερε μια νέα «εκπεμπόμενη» ουσία (ραδιενεργή ουσία) μεταξύ των ακαθαρσιών του pitchblende (μία από τις παραλλαγές του μεταλλεύματος pitchblende, οξείδιο ουρανίου). Ο Giesel μπόρεσε να καθορίσει σωστά αρκετές χημικές ιδιότητες αυτής της νέας ουσίας, συμπεριλαμβανομένου του σημαντικού γεγονότος ότι ήταν χημικά παρόμοια με την ομάδα του δημητρίου των σπάνιων γαιών.
Το 1903, ο επιστήμονας κατάφερε να συγκεντρώσει το δείγμα σε σημείο να έχει μόνο λανθάνιο ως πρόσμειξη, χωρίς να είναι δυνατό να ανιχνευθεί το θόριο. Την επόμενη χρονιά, ο Giesel βάφτισε το νέο στοιχείο «emanium», αφού εμφανώς αντιμετώπιζε ένα νέο στοιχείο ραδιοφώνου.
Ο Debierne επιτέθηκε σθεναρά στους ισχυρισμούς του Giesel, επιμένοντας ότι ήταν η ίδια ουσία που είχε ανακαλύψει και ονόμασε ακτίνιο, αν και ο ίδιος ανέφερε ότι ήταν χημικά παρόμοια με το τιτάνιο και το θόριο.
Αργότερα, ο Debierne επικράτησε, με αποτέλεσμα πολλοί ιστορικοί να τον τοποθετήσουν ως τον αληθινό ανακαλυφτή του στοιχείου 89, αλλά ίσως λόγω της επιρροής του ζεύγους Κιουρί και του γεγονότος ότι Ράδερφορντ σας έδωσαν τις πιστώσεις. Άλλοι, ωστόσο, προτιμούν να μοιράσουν την πίστωση μεταξύ Debierne και Giesel.
Ο Η ανακάλυψη του ακτινίου ήταν επίσης μια συνέχεια του έργου των Κιουρί, αλλά ποτέ δεν είχε την ίδια επίδραση με το ράδιο που ανακαλύφθηκε πρόσφατα (Ra). Σε αντίθεση με το ράδιο, εκείνη την εποχή, το ακτίνιο δεν είχε καμία εφαρμογή, εκτός από το ότι ήταν εξαιρετικά σπάνιο στη φύση και δύσκολο να αποκτηθεί.
Του Stefano Araújo Novais
Καθηγητής Χημείας
