89 АКТИНИЙ (227)
Актиний подобно Лантану, оказался родоначальником большого семейства элементов, в которое входят все три кита атомной энергетики - Уран, Плутоний и Торий.
Менделеев упоминает о сходстве Актиния с Торием и о том, что этот элемент «выделяется с Торием и осаждается ранее его как от серноватистонатровой соли, так и от перекиси Водорода».
Выдержка из записей Марии Склодовской-Кюри гласит примерно следующее: «...Андрэ Дебьерн предпринял исследование нового радиоэлемента, существование которого подозревалось в группе Железа и редких земель. Он открыл этот элемент, названный Актинием...».
Осенью 1899 года Андрэ Дебьерн исследуя остатки Урановой смолки (из которой уже были удалены и Радий и Полоний), обнаружил слабое излучение. Значит смолка содержала еще один - новый - элемент?
Дебьерн предложил назвать этот элемент Актинием (от греческого - «излучение, свет») по аналогии с Радием.
Были предприняты попытки выделить новый элемент, но они оказались безуспешными.
Спустя год с небольшим из такой же содержащей редкие земли фракции Урановой смолки получил сильно излучающий раствор немецкий исследователь Ф.Гизель. Ему удалось освободить этот раствор от многих примесей, получить относительно чистый излучатель - по сути дела, первый препарат Актиния.
Гизель считал, что открыл новый элемент, и назвал его Эманием. Но вскоре была доказана идентичность Эмания и Актиния, и новый элемент «не состоялся».
Самое необычное в открытии Актиния то, что этот элемент, названный «излучающим», в действительности не мог быть открыт по его излучению.
Как теперь известно, самый долгоживущий природный изотоп Актиния (227Ас) в подавляющем большинстве случаев распадается, испуская очень мягкие, малоэнергичные бета-лучи. Регистрирующая аппаратура, существовавшая на рубеже XIX и XX веков, не могла уловить это излучение.
Нельзя было с ее помощью зарегистрировать и те редкие (примерно 1,2%) случаи, когда эти ядра распадались, испуская альфа-частицы.
И Дебьерн и Гизель открыли Актиний не по его собственному излучению, а по излучению дочерних продуктов: по сути они наблюдали излучение изотопа Тория.
Но новая активность ассоциировалась с Лантаном и его семейством. В таблице Менделеева как раз было свободное место для аналога Лантана - тяжелого радиоактивного элемента III группы. Туда и определили Актиний. И не ошиблись.
Актиний действительно подобен Лантану. У них очень сходные химические свойства:
- Общая валентность (3+);
- Близкие атомные радиусы;
- Почти идентичное строение большинства соединений.
Как и у Лантана, большинство солей Актиния окрашены в белый цвет. Окись Ас2O3 - тоже. А то, что Актиний превосходит Лантан по химической активности, вполне естественно.
Актиний - это более тяжелый чем Лантан металл-аналог: валентные электроны циркулируют дальше от ядра.
Впрочем, когда речь идет о валентности Лантана, Актиния и их семейств, еще вопрос - какие электроны самые главные...
Актиний есть в природе. Он, его главный и самый долгоживущий изотоп (227Ас), образуется в процессе распада Урана-235. Количество получающегося Актиния настолько мало, что он входит в десятку редчайших элементов Земли.
Его содержание в земной коре определяется десятимиллиардными долями процента.
Извлечение Актиния из природных источников (Урановых минералов) еще больше осложняется его крайним сходством с элементами редкоземельного семейства.
Французский радиохимик М.Гайсинский писал: «В некоторых процессах Актиний отделяется от Лантана, а в других - следует за Лантаном. Однако при фракционной кристаллизации двойных нитратов лантаноидов с Магнием или Марганцем, Актиний не выделяется в первой фракции перед Лантаном, а концентрируется между Неодимом и Самарием. В настоящее время предпочтительным методом получения Актиния считается облучение Радия нейтронами».
Разделить двухвалентный Радий и трехвалентный Актиний легче, чем выделить тот же Актиний из смеси Лантана и его аналогов. А период полураспада Радия-227 - всего 41 минута. Поэтому быстрее и дешевле всего (если здесь вообще уместно говорить о дешевизне) получать Актиний из сверхдрагоценного Радия.
Именно этим путем впервые и получили чистые препараты Актиния, на которых были определены его основные свойства.
Элементарный Актиний - серебристо-белый металл. Тяжелый (плотность чуть больше 10 г/см³) и химически активный. Его температура плавления - 1040±50°C, а температура кипения, рассчитанная теоретически - около 3200°C.
На воздухе Актиний окисляется до Ас2O3.
Металлический Актиний (в миллиграммовых количествах) сумели получить двумя способами:
- Восстанавливая AcCl3 парами Калия при температуре 350°C;
- Действуя на трифторида парообразным Литием при температуре - за 1000°C.
Во втором случае, полученные образцы были чище.
Сейчас известно 19 изотопов Актиния. Три из них встречаются в природе:
- Сравнительно долгоживущий Актиний-227;
- Актиний-228 (он же Мезоторий-II) с периодом полураспада 6,13 часа;
- Актиний-225 с периодом полураспада около 10 суток.
Остальные изотопы - искусственные. Большинство из них получено при бомбардировке Тория разными частицами.
Используют Актиний лишь как источник нейтронов - совместно с Бериллием. Нейтроны же в них образуются, при облучении Бериллия-9 альфа-частицами.
А дают эти альфа-частицы - дочерние продукты Актиния-227.
Науке, и прежде всего ядерной физике, изучение Актиния дало многое. На Актинии например держится актиноидная теория Г.Сиборга.
Элемент Франций тоже не был бы открыт, если бы Актиний-227 не распадался двояко и не превращался иногда (в среднем в 12 случаях из 1000) во Франций-223.
Самый известный и самый изученный изотоп Актиния - Актиний-227 - вообще имеет непостоянный период полураспада.
Полученный из Радия искусственным путем или образующийся при альфа-распаде чистого Протактиния-231, он имеет период полураспада 21,8 года, а выделенный из актинийсодержащих минералов - намного меньше.
Карта сайта
Мой адрес Электронной почты: q2212@yandex.ru
Номер моего мобильного телефона: +79030100732
