Aktinium

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
RadiumAktiniumTorium
La

Ac

  
 
 
Ac-TableImage.png
Yleistä
Nimi Aktinium
Tunnus Ac
Järjestysluku 89
Luokka aktinoidi
Lohko f-lohko
Ryhmä 3
Jakso 7
Tiheys10,07 · 103 kg/m3
Löytövuosi, löytäjä 1899, André-Louis Debierne
Atomiominaisuudet
Atomipaino (Ar)(227)
Atomisäde, mitattu (laskennallinen)195 pm
Orbitaalirakenne[Rn] 6d17s2
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
Hapetusluvut+III
Kiderakennepintakeskinen kuutiollinen (face centered cubic, FCC)
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto kiinteä
Sulamispiste1500 (arvioitu) K (1227 °C)
Kiehumispiste3473±300 (arvioitu) K (3200±300 °C)
Höyrystymislämpö400 kJ/mol
Sulamislämpö14 kJ/mol
Muuta
Elektronegatiivisuus1,1 (Paulingin asteikko)
Ominaislämpökapasiteetti 0,120 kJ/kg K
Lämmönjohtavuus12 W/(m·K)
CAS-numero7440-34-8
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa
Aktiniumnäytteitä hohtamassa sinistä valoa.

Aktinium on radioaktiivinen metallinen alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Ac (lat. actinium) ja järjestysluku on 89. Aktinium on jaksollisen järjestelmän aktinoidien sarjan ensimmäinen jäsen. Kemiallisilta ominaisuuksiltaan se muistuttaa suuresti lantaania. Radioaktiivisuutensa takia aktinium hohtaa pimeässä aavemaista sinistä valoa, joka johtuu voimakkaan radioaktiivisuuden ilmaan aiheuttamasta Tšerenkovin säteilystä. Luonnossa aktiniumia löytyy vähäisiä määriä uraanimalmista 227Ac isotooppina, joka on myös alkuaineen tärkein isotooppi. 227Ac on pääasiassa β-säteilijä jonka puoliintumisaika on 21,773 vuotta.[1] Tonnissa uraanimalmia on noin 1/10 grammaa aktiniumia. Aktiniumin tiheys on 10,07 g/cm3.[2] Sulamispiste on 1 227 °C[a] ja arvioitu kiehumispiste 3200±300 °C.[3]

Historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aktiniumin löysi ranskalainen kemisti André-Louis Debierne erottaessaan pikivälkkeestä uraania Pariisissa vuonna 1899. Myös Friedrich Oskar Giesel riippumattomasti havaitsi aktiniumin 1902, ja totesi sen olevan lantaanin kaltaista ainetta. Hän nimesi löytönsä emaniumiksi, koska se lähettää "emanaatioita" (säteilyä). Aktiniumin moderni nimi, kuten myös aktinoidien sarjan nimikin, on peräisin kreikan kielen sädettä tai säteilyä tarkoittavasta sanasta aktinos (ακτινος).[4]

Kemialliset ominaisuudet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vain rajoitettu määrä aktiniumin yhdisteitä tunnetaan, kuten AcF3, AcCl3, AcBr3, AcOF, AcOCl, AcOBr, Ac2S3, Ac2O3 ja AcPO4. Paitsi AcPO4, nämä käyttäytyvät samalla tavalla kuin vastaavat lantaanin yhdisteet. Aktinium esiintyy näissä hapetusluvulla +3.

Aktinium(III)oksidia (Ac2O3) voidaan valmistaa kuumentamalla aktiniumhydroksidia Ac(OH)3 500 °C:een tai oksalaattia Ac2(C2O4)3 1100 °C:n lämpötilaan (tyhjiössä). Aktiniumoksidin kiderakenne on samanlainen kuin +3 hapetusluvun harvinaisilla maametalleilla.

Isotoopit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yhteensä aktiniumin isotooppeja tunnetaan 36. Niiden massaluvut ovat välillä 205-236. Useimmat ovat hyvin lyhytikäisiä. Isotoopeista tärkeimpiä ovat 225Ac, 227Ac, ja 228Ac. Keskeisimpiä isotooppeja on esitetty seuraavassa taulukossa:

Isotooppi Puoliintumisaika Hajoamistyyppi
221Ac 52 ms α
222Ac 5,0 s α
223Ac 2,1 min α
224Ac 2,78 tuntia α
225Ac 10 päivää α
226Ac 29,37 tuntia α, β−, EC
227Ac 21,77 v α (1,38 %), β− (98,62 %)
228Ac 6,15 tuntia β−
229Ac 62,7 min β−
230Ac 122 s β−
231Ac 7,5 min β−
232Ac 119 s β−

Lähde:[5]

Esiintyminen luonnossa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Luonnossa aktiniumia löytyy vähäisiä määriä uraanimalmista 227Ac isotooppina. Sen pitoisuuden arvioidaan olevan maankuoressa 5,7·10-10 ppm, josta on laskettu teoreettiseksi isotoopin kokonaisvarastoksi maankuoressa 1,4·104 tonnia. Isotooppia 225Ac on löydetty vielä tätäkin pienempiä määriä brasilialaisesta monatsiitista, jossa se esiintyy yhdessä toriumin isotoopin 232Th kanssa.[6]

Merivedessä aktiniumia on äärimmäisen vähän. Sen aiheuttama radioaktiivisuus maailman merissä on eri arvioiden mukaan 0,83–90 mBq/m3 välillä. Isotooppia 227Ac on käytetty geokemiallisena merkkiaineena tutkittaessa syvänmeren veden virtauksia ja sekoittumista.[7][8]

Käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aktinium on 150 kertaa radioaktiivisempi kuin radium, mikä tekee siitä arvokkaan neutronilähteen, muutoin sillä ei ole merkittävää teollista käyttöä.[9]

227Ac isotooppia on käytetty avaruusluotainten radioisotooppisissa termosähkögeneraattoreissa.[1]

225Ac-isotooppia käytetään lääketieteessä tuottamaan vismutti-213-isotooppia tai sitä voidaan käyttää yksin radioimmunoterapiassa.[10]

Terveysvaikutus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vaikka 227Ac on itsessään lähinnä heikko beetasäteilijä, sen hajoamissarjassa on viisi nopeasti hajoavaa α-säteilijää, mikä tekee isotoopista merkittävästi radioaktiivisen.[1] Potentiaalisilta terveysvaikutuksiltaan aktinium-227:n säteily on suunnilleen yhtä vaarallinen kuin plutoniumin. Pienikin määrä, etenkin elimistöön joutuessaan, muodostaa vakavan terveysriskin aktiniumin suuren säteilyn vuoksi. Aktiniumilla ei ole mitään osaa elävien organismien kannalta. Luonnossa esiintyvien erittäin vähäisten määrien lisäksi aktiniumia voi olla ydinvoimaloiden säteilevissä osissa ja tutkimuslaboratorioissa tai muissa poikkeuksellisissa oloissa. Vaaralliselle määrälle aktiniumia luonnossa ei voi altistua.[9]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Kirby, H. W. & Morss, Lester R.: ”luku 2”, Actinium, s. 18-50. Teoksessa: Morss, Lester R. et al. (toim.) The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 3. painos. Dordrecht: Springer, 2006. ISBN 1402035985. Teoksen verkkoversio (PDF). (englanniksi)

Huomautukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Muitakin arvioita sulamispisteelle, kuten 1 050±50 °C ja 1 430 °C on esitetty kirjallisuudessa.[2]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c Kirby et al. s. 18-19
  2. a b Kirby et al. s. 34
  3. Facta 2001 s. 243
  4. Marko Hamilo: Aktinideja yhdistää radioaktiivisuus (alkuainesarjan artikkeli aktiniumista) 8.11.2005. Helsingin Sanomat. Viitattu 9.11.2015.
  5. Kirby et al. s. 22-23
  6. Kirby et al. s. 26-27
  7. Dulaiova, Henrieta; Sims, Kenneth W. W.; Charette, Matthew A.; Prytulak, Julie & Blusztajn, Jerzy S.: A new method for the determination of low-level actinium-227 in geological samples. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 31.7.2012, 296. vsk, nro 1, s. 279–283. Springer. Artikkelin verkkoversio (pdf) Viitattu 29.8.2018. (englanniksi)
  8. Kirby et al. s. 44
  9. a b Emsley, John: Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, s. 19-20. Oxford University Press, 2001. ISBN 0198503407. Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
  10. Kirby et al. s. 43-44

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Aktinium.