Razlika između izmjena na stranici "Aktinij"

Idi na navigaciju Idi na pretragu
Dodana 2 bajta ,  prije 2 godine
nema sažetka izmjene
 
Aktinij vrlo burno reagira sa kisikom i vlagom iz zraka gradeći bijeli pokrovni sloj aktinij-oksida koji onemogućava daljnju oksidaciju.<ref name="blueglow"/> Kao i kod većine lantanoida i aktinoida, aktinij postoji u [[oksidacijsko stanje|oksidacijskom stanju]] +3, a ioni Ac<sup>3+</sup> su bezbojni u rastvorima.<ref name=bse/> Oksidacijsko stanje +3 se javlja zbog elektronske konfiguracije aktinija [Rn]6d<sup>1</sup>7s<sup>2</sup>, sa tri valentna elektrona koji se vrlo lahko otpuštaju dajući stabilnu strukturu zatvorenih elektronskih ljusci plemenitog plina [[radon]]a.<ref name=brit/> Rijetko oksidacijsko stanje +2 jedino je poznato kod aktinij-dihidrida (AcH<sub>2</sub>); mada se i tu možda radi o elektridnom spoju kao i kod njegovog lakšeg kongenera lantana u spoju LaH<sub>2</sub>.<ref name=ach/>
 
===Izotopi===
Aktinij koji se javlja u prirodi sastoji se iz dva radioaktivna [[izotop]]a: {{chem|227|Ac}} (koji se nalazi u radioaktivnom nizu raspadanja izotopa {{chem|235|U}}) i {{chem|228|Ac}}, koji je treći po redu "kćerka" izotop od {{chem|232|Th}}. {{chem|227|Ac}} se pretežno raspada kao beta emiter s vrlo malom energijom, ali se pri 1,38% raspada emitira alfa čestica, pa se stoga vrlo lahko može identificirati pomoću alfa spektrometrije.<ref name=Kirby/> Ukupno je do danas poznato 36 radioizotopa ovog elementa, a među njima je najstabilniji {{chem|227|Ac}} čije [[vrijeme poluraspada]] iznosi 21,772 godina. Nakon njega slijede {{chem|225|Ac}} sa vremenom poluraspada od 10 dana i {{chem|226|Ac}} sa vremenom poluraspada od 29,37 sati. Svi ostali poznati radioaktivni izotopi imaju vremena poluraspada kraća od 10 sati, a većina od njih vremena kraća od jedne minute. Najkraće vrijeme poluraspada ima izotop aktinija {{chem|217|Ac}} sa 69 nanosekundi, a koji se raspada alfa raspadom i [[elektronski zahvat|elektronskim zahvatom]]. Aktinij ima i dva poznata metastabilna izotopa.<ref name ="nubas"/> U hemiji su najznačajniji izotopi <sup>225</sup>Ac, <sup>227</sup>Ac i <sup>228</sup>Ac.<ref name=Kirby/>
 
Obogaćeni {{chem|227|Ac}} se nalazi u ravnoteži sa svojim proizvodima raspada nakon otprilike pola godine. On se raspada tokom svog vremena poluraspada od 21,772 godine emitirajući uglavnom beta (98,62%) i neznatno alfa čestice (1,38%),<ref name=nubas/> a "kćerke" izotopi su dio lanca raspada poznatog kao [[aktinijev niz]]. Iz razloga svoje rijetkosti i slabe rasprostranjenosti, niske energije beta čestica koje emitira (najviše 44,8 keV) i niskog intenziteta alfa zračenja, {{chem|227|Ac}} je vrlo teško direktno detektirati putem njegove emisije pa se stoga prati samo preko proizvoda raspada.<ref name=bse/> Izotopi aktinija po atomskoj težini imaju raspon od 206 [[jedinica atomske mase|u]] ({{chem|206|Ac}}) do 236 u ({{chem|236|Ac}}).<ref name ="nubas"/>
 
{| class="wikitable" style="text-align:center"
!Izotop
!Proizvodnja
!Raspad
!Vrijeme<br />poluraspada
|-
|<sup>221</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,9n)→<sup>225</sup>Pa(α)→<sup>221</sup>Ac
|52 ms
|-
|<sup>222</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,8n)→<sup>226</sup>Pa(α)→<sup>222</sup>Ac
|5,0 s
|-
|<sup>223</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,7n)→<sup>227</sup>Pa(α)→<sup>223</sup>Ac
|2,1 min
|-
|<sup>224</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,6n)→<sup>228</sup>Pa(α)→<sup>224</sup>Ac
|2,78 h
|-
|<sup>225</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(n,γ)→<sup>233</sup>Th(β<sup>−</sup>)→<sup>233</sup>Pa(β<sup>−</sup>)→<sup>233</sup>U(α)→<sup>229</sup>Th(α)→<sup>225</sup>Ra(β<sup>−</sup>)→<sup>225</sup>Ac
|10 dana
|-
|<sup>226</sup>Ac
|align=right |<sup>226</sup>Ra(d,2n)→<sup>226</sup>Ac
|α, β<sup>−</sup> <br />elektronski<br />zahvat
|29,37 h
|-
|<sup>227</sup>Ac
|align=right |<sup>235</sup>U(α)→<sup>231</sup>Th(β<sup>−</sup>)→<sup>231</sup>Pa(α)→<sup>227</sup>Ac
|α, β<sup>−</sup>
|21,77 god.
|-
|<sup>228</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(α)→<sup>228</sup>Ra(β<sup>−</sup>)→<sup>228</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|6,15 h
|-
|<sup>229</sup>Ac
|align=right |<sup>228</sup>Ra(n,γ)→<sup>229</sup>Ra(β<sup>−</sup>)→<sup>229</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|62,7 min
|-
|<sup>230</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,α)→<sup>230</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|122 s
|-
|<sup>231</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(γ,p)→<sup>231</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|7,5 min
|-
|<sup>232</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(n,p)→<sup>232</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|119 s
|}
 
== Rasprostrenjenost ==
Može se naći samo u tragovima u rudama [[uranij]]a. Jedna tona rude uranija sadrži oko 0,2 miligrama izotopa <sup>227</sup>Ac<ref name=j1/><ref name=g946/> dok jedna tona rude [[torij]]a sadrži oko 5 nanograma izotopa <sup>228</sup>Ac. Izotop <sup>227</sup>Ac je prelazni član raspadnog lanca uranij-aktinijevog niza koji počinje sa "roditeljskim" izotopom uranija-235 (ili [[plutonij]]a <sup>239</sup>Pu) a završava sa stabilnim [[Izotopi olova|izotopom olova]] <sup>207</sup>Pb. Izotop <sup>228</sup>Ac je prelazni član torijevog niza raspada, koji započinje "roditeljskim" izotopom <sup>232</sup>Th a završava stabilnim izotopom olova <sup>208</sup>Pb. Još jedan izotop aktinija (<sup>225</sup>Ac) je prelazni član u neptunijevom nizu raspada, a koji počinje sa <sup>237</sup>Np (ili <sup>233</sup>U) a završava sa [[talij]]em (<sup>205</sup>Tl) i (gotovo) stabilnim [[bizmut]]om (<sup>209</sup>Bi), mada je ovaj lanac raspada postojao samo u ranoj fazi nastanka [[Sunčev sistem|Sunčevog sistema]] zbog vrlo kratkog vremena poluraspada izotopa neptunija-237.
 
== Dobijanje ==
[[Datoteka:Uraninite-39029.jpg|150px|thumb|Ruda [[uraninit]]a ima povišenu koncentraciju aktinija.]]
Mala prirodna koncentracija i fizičke i hemijske osobine koje su vrlo bliske onima kod lantana i drugih lantanoida, a koje su vrlo bogate u rudama koje u svom sastavu imaju tragove aktinija, čine izdvajanje ovog elementa iz ruda vrlo nepraktičnim, a povrh toga potpuno izdvajanje nikad nije postignuto.<ref name=j2/> Iz tih razloga, aktinij u miligramskim količinama dobija se zračenjem neutronima izotopa [[radij]]a <sup>226</sup>Ra u [[nuklearni reaktor|nuklearnom reaktoru]].<ref name=g946/><ref name="Emeleushj"/>
:<math chem>\begin{matrix}{}\\
\ce{{^{226}_{88}Ra} + ^{1}_{0}n -> ^{227}_{\ 88}Ra ->[\beta^-][42.2 \ \ce{min}] ^{227}_{89}Ac}\\
{}\end{matrix}</math>
Ova reakcija ima prinos od oko 2% od težine upotrebljenog radija. <sup>227</sup>Ac može kasnije i dalje "hvatati" neutrone što rezultira nastankom malih količina <sup>228</sup>Ac. Nakon sinteze, aktinij se odvaja od radija kao i od proizvoda raspada i nuklearne fuzije, poput torija, polonija, olova i bizmuta. Ekstrakcija se vrši pomoću vodenog rastvora tenoiltrifluoroaceton-[[benzen]]a iz rastvora proizvoda zračenja, a selektivnost prema određenom elementu postiže se podešavanjem [[pH]] vrijednosti rastvora (oko 6,0 za aktinij).<ref name=j1/> Alternativni način jeste izmjena aniona sa odgovarajućom smolom u dušičnoj kiselini, čime se može postići faktor razdvajanja od 1.000.000 za radij i aktinij u odnosu na torij u dvostepenom procesu. Nakon toga aktinij se razdvaja od radija odnosom od približno 100, koristeći smolu sa slabom kationskom izmjenom niskog poprečnog vezivanja te dušičnu kiselinu kao eluant.<ref name=sep/>
 
== Spojevi ==
 
===Drugi===
[[Datoteka:Uraninite-39029.jpg|150px|thumb|Ruda [[uraninit]]a ima povišenu koncentraciju aktinija.]]
Aktinij-hidrid se može dobiti redukcijom aktinij-trihlorida sa kalijem pri 300 °C, a njegova struktura se proučava putem analogije sa odgovarajućim LaH<sub>2</sub> hidridom. Izvor vodika u ovoj reakciji nije sasvim poznat.{{sfn|Meyer|1991|p=43}}
 
Miješajući [[mononatrij-fosfat]] (NaH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>) sa rastvorom aktinija u hlorovodičnoj kiselini dobija se bijeli spoj aktinij-fosfat poluhidrat (AcPO<sub>4</sub>·0.5H<sub>2</sub>O), dok se zagrijavanjem aktinij-oksalata sa parama [[vodik-sulfid]]a pri 1400 °C tokom nekoliko minuta dobija crni aktinij-sulfid Ac<sub>2</sub>S<sub>3</sub>. Moguće je da se on također može dobiti djelovanjem mješavine vodik-sulfida i [[ugljik-disulfid]]a na aktinij-oksid pri temperaturi od 1000 °C.<ref name=j2/>
 
==Izotopi==
Aktinij koji se javlja u prirodi sastoji se iz dva radioaktivna [[izotop]]a: {{chem|227|Ac}} (koji se nalazi u radioaktivnom nizu raspadanja izotopa {{chem|235|U}}) i {{chem|228|Ac}}, koji je treći po redu "kćerka" izotop od {{chem|232|Th}}. {{chem|227|Ac}} se pretežno raspada kao beta emiter s vrlo malom energijom, ali se pri 1,38% raspada emitira alfa čestica, pa se stoga vrlo lahko može identificirati pomoću alfa spektrometrije.<ref name=Kirby/> Ukupno je do danas poznato 36 radioizotopa ovog elementa, a među njima je najstabilniji {{chem|227|Ac}} čije [[vrijeme poluraspada]] iznosi 21,772 godina. Nakon njega slijede {{chem|225|Ac}} sa vremenom poluraspada od 10 dana i {{chem|226|Ac}} sa vremenom poluraspada od 29,37 sati. Svi ostali poznati radioaktivni izotopi imaju vremena poluraspada kraća od 10 sati, a većina od njih vremena kraća od jedne minute. Najkraće vrijeme poluraspada ima izotop aktinija {{chem|217|Ac}} sa 69 nanosekundi, a koji se raspada alfa raspadom i [[elektronski zahvat|elektronskim zahvatom]]. Aktinij ima i dva poznata metastabilna izotopa.<ref name ="nubas"/> U hemiji su najznačajniji izotopi <sup>225</sup>Ac, <sup>227</sup>Ac i <sup>228</sup>Ac.<ref name=Kirby/>
 
Obogaćeni {{chem|227|Ac}} se nalazi u ravnoteži sa svojim proizvodima raspada nakon otprilike pola godine. On se raspada tokom svog vremena poluraspada od 21,772 godine emitirajući uglavnom beta (98,62%) i neznatno alfa čestice (1,38%),<ref name=nubas/> a "kćerke" izotopi su dio lanca raspada poznatog kao [[aktinijev niz]]. Iz razloga svoje rijetkosti i slabe rasprostranjenosti, niske energije beta čestica koje emitira (najviše 44,8 keV) i niskog intenziteta alfa zračenja, {{chem|227|Ac}} je vrlo teško direktno detektirati putem njegove emisije pa se stoga prati samo preko proizvoda raspada.<ref name=bse/> Izotopi aktinija po atomskoj težini imaju raspon od 206 [[jedinica atomske mase|u]] ({{chem|206|Ac}}) do 236 u ({{chem|236|Ac}}).<ref name ="nubas"/>
 
{| class="wikitable" style="text-align:center"
!Izotop
!Proizvodnja
!Raspad
!Vrijeme<br />poluraspada
|-
|<sup>221</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,9n)→<sup>225</sup>Pa(α)→<sup>221</sup>Ac
|52 ms
|-
|<sup>222</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,8n)→<sup>226</sup>Pa(α)→<sup>222</sup>Ac
|5,0 s
|-
|<sup>223</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,7n)→<sup>227</sup>Pa(α)→<sup>223</sup>Ac
|2,1 min
|-
|<sup>224</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,6n)→<sup>228</sup>Pa(α)→<sup>224</sup>Ac
|2,78 h
|-
|<sup>225</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(n,γ)→<sup>233</sup>Th(β<sup>−</sup>)→<sup>233</sup>Pa(β<sup>−</sup>)→<sup>233</sup>U(α)→<sup>229</sup>Th(α)→<sup>225</sup>Ra(β<sup>−</sup>)→<sup>225</sup>Ac
|10 dana
|-
|<sup>226</sup>Ac
|align=right |<sup>226</sup>Ra(d,2n)→<sup>226</sup>Ac
|α, β<sup>−</sup> <br />elektronski<br />zahvat
|29,37 h
|-
|<sup>227</sup>Ac
|align=right |<sup>235</sup>U(α)→<sup>231</sup>Th(β<sup>−</sup>)→<sup>231</sup>Pa(α)→<sup>227</sup>Ac
|α, β<sup>−</sup>
|21,77 god.
|-
|<sup>228</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(α)→<sup>228</sup>Ra(β<sup>−</sup>)→<sup>228</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|6,15 h
|-
|<sup>229</sup>Ac
|align=right |<sup>228</sup>Ra(n,γ)→<sup>229</sup>Ra(β<sup>−</sup>)→<sup>229</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|62,7 min
|-
|<sup>230</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(d,α)→<sup>230</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|122 s
|-
|<sup>231</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(γ,p)→<sup>231</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|7,5 min
|-
|<sup>232</sup>Ac
|align=right |<sup>232</sup>Th(n,p)→<sup>232</sup>Ac
|β<sup>−</sup>
|119 s
|}
 
== Rasprostrenjenost ==
Može se naći samo u tragovima u rudama [[uranij]]a. Jedna tona rude uranija sadrži oko 0,2 miligrama izotopa <sup>227</sup>Ac<ref name=j1/><ref name=g946/> dok jedna tona rude [[torij]]a sadrži oko 5 nanograma izotopa <sup>228</sup>Ac. Izotop <sup>227</sup>Ac je prelazni član raspadnog lanca uranij-aktinijevog niza koji počinje sa "roditeljskim" izotopom uranija-235 (ili [[plutonij]]a <sup>239</sup>Pu) a završava sa stabilnim [[Izotopi olova|izotopom olova]] <sup>207</sup>Pb. Izotop <sup>228</sup>Ac je prelazni član torijevog niza raspada, koji započinje "roditeljskim" izotopom <sup>232</sup>Th a završava stabilnim izotopom olova <sup>208</sup>Pb. Još jedan izotop aktinija (<sup>225</sup>Ac) je prelazni član u neptunijevom nizu raspada, a koji počinje sa <sup>237</sup>Np (ili <sup>233</sup>U) a završava sa [[talij]]em (<sup>205</sup>Tl) i (gotovo) stabilnim [[bizmut]]om (<sup>209</sup>Bi), mada je ovaj lanac raspada postojao samo u ranoj fazi nastanka [[Sunčev sistem|Sunčevog sistema]] zbog vrlo kratkog vremena poluraspada izotopa neptunija-237.
 
== Dobijanje ==
Mala prirodna koncentracija i fizičke i hemijske osobine koje su vrlo bliske onima kod lantana i drugih lantanoida, a koje su vrlo bogate u rudama koje u svom sastavu imaju tragove aktinija, čine izdvajanje ovog elementa iz ruda vrlo nepraktičnim, a povrh toga potpuno izdvajanje nikad nije postignuto.<ref name=j2/> Iz tih razloga, aktinij u miligramskim količinama dobija se zračenjem neutronima izotopa [[radij]]a <sup>226</sup>Ra u [[nuklearni reaktor|nuklearnom reaktoru]].<ref name=g946/><ref name="Emeleushj"/>
:<math chem>\begin{matrix}{}\\
\ce{{^{226}_{88}Ra} + ^{1}_{0}n -> ^{227}_{\ 88}Ra ->[\beta^-][42.2 \ \ce{min}] ^{227}_{89}Ac}\\
{}\end{matrix}</math>
Ova reakcija ima prinos od oko 2% od težine upotrebljenog radija. <sup>227</sup>Ac može kasnije i dalje "hvatati" neutrone što rezultira nastankom malih količina <sup>228</sup>Ac. Nakon sinteze, aktinij se odvaja od radija kao i od proizvoda raspada i nuklearne fuzije, poput torija, polonija, olova i bizmuta. Ekstrakcija se vrši pomoću vodenog rastvora tenoiltrifluoroaceton-[[benzen]]a iz rastvora proizvoda zračenja, a selektivnost prema određenom elementu postiže se podešavanjem [[pH]] vrijednosti rastvora (oko 6,0 za aktinij).<ref name=j1/> Alternativni način jeste izmjena aniona sa odgovarajućom smolom u dušičnoj kiselini, čime se može postići faktor razdvajanja od 1.000.000 za radij i aktinij u odnosu na torij u dvostepenom procesu. Nakon toga aktinij se razdvaja od radija odnosom od približno 100, koristeći smolu sa slabom kationskom izmjenom niskog poprečnog vezivanja te dušičnu kiselinu kao eluant.<ref name=sep/>
 
== Reference ==
73.705

izmjena

Navigacija