აქტინიუმი
აქტინიუმი წარმოადგენს ქიმიურ ელემენტს რომლის სიმბოლოა Ac (ლათ. Actinium). მისი ატომური ნომერია 89, ხოლო ატომური მასა - 227.0278.
იგი რადიოაქტიური, მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის მეტალია. ბუნებაში გვხვდება ურანისა და თორიუმის საბადოებში. სტაბილური იზოტოპები არ გააჩნია. ცნობილია აქტინიუმის 10 რადიოაქტიური იზოტოპი მასური რიცხვებით 221-დან 230-მდე. შედარებით სიცოცხლისუნარიანია 227Ас (ნახევარდაშლის პერიოდი T½ = 21.8 წელი) ასხივებს β-ნაწილაკებს (98.8%) და α-ნაწილაკებს (1.2%).
იზოტოპები 227Ас და 228Ас (T½ = 6.13 სთ; მას უწოდებენ აგრეთვე მეზოთორიუმი II, MsThII) ბუნებაში გვხვდება ურანისა და თორიუმის საბადოებში, როგორც ბუნებრივი რადიოაქტიური ოჯახის წევრები. დედამიწის ქერქის ზედაპირული ფენა სისქით 1.6 კმ შეიცავს 11 300ტ 227Ас, მაგრამ სხვა ელემენტებთან შედარებით აქტინიუმის შემცველობა დედამიწის ქერქში ძალიან მცირეა (6´10-19% მასით)
დასახელება წარმოდგება ბერძნულიდან „ἀκτίς“ - სხივი.
ისტორია
აქტინიუმი აღმოჩენილ იქნა 1899 წელს ა. დებერნომის მიერ ნარჩენებში ურანული ფისების გადამუშავებისას, რომელსაც მოაცილეს პოლონიუმი და რადიუმი. ახალ ელემენტს უწოდეს აქტინიუმი. მალევე ა. დებერნომის მიერ აქტინიუმის აღმოჩენის შემდეგ მისგან დამოუკიდებლად გერმანელმა რადიოფიზიკოსმა ფ. გიზელმა (Friedrich Oskar Giesel) ურანული ფისის ისეთივე ფრაქციისაგან, რომელიც შეიცავდა იშვიათ მიწათა ელემენტებს, მიიღო ძალიან რადიოაქტიური ელემენტი და ქიმიურ საზოგადოებას შესთავაზა დაესახელებინათ ის "emanium"-ის სახელით.
შემდგომმა გამოკვლევებმა აჩვენა დებერნისა და გიზელის მიერ მიღებული პრეპარატების იდენტურობა, თუმცა ისინი აკვირდებოდნენ არა აქტინიუმის, არამედ მისი დაშლის პროდუქტის - 227Th (რადიოაქტინიუმი) და 39Th (იონიუმი) რადიოაქტიურ გამოსხივებას.
ურანიტის მადანი გაზრდილი რაოდენობით მოიცავს აქტინიუმს
გავრცელება
აქტინიუმი წარმოადგენს რადიოაქტიური ელემენტებიდან ბუნებაში ყველაზე ნაკლებად გავრცელებულ ერთ-ერთ ელემენტს. დედამიწის ქერქში მისი საერთო შემცველობა არ აღემატება 2600 ტონას, მაშინ როცა, მაგალითად რადიუმის რაოდენობა 40 მილიონ ტონას აღემატება.
ბუნებაში ნაპოვნია აქტინიუმის 3 იზოტოპი: 225Ac, 227Ac, 228Ac.
აქტინიუმი თან ახლავს ურანის მადანს. მისი შემცველობა ბუნებრივ მადნებში წონასწორულია. აქტინიუმის გაზრდილი რაოდენობა ნაპოვნია მოლიბდენიტებში, ქალკოპირიტებში, კასიტერიტებში, კვარცებში, პიროლუზიტებში.
აქტინიუმი ხასიათდება დაბალი მიგრაციისუნარიანობით ბუნებრივ ობიექტებში.
ფიზიკური თვისებები
აქტინიუმს არ გააჩნია სტაბილური იზოტოპები, თუმცა ცნობილია ასევე მისი 24 იზოტოპი, რომელიც მიიღება ხელოვნურად.
ელემენტალური აქტინიუმი არის მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის მეტალი, წახნაგცენტრირებული კუბური მესრით, რომელიც გარეგნულად ჰგავს ლანთანს.
რადიოაქტიურობის შედეგად სიბნელეში ანათებს დამახასიათებელი ლურჯი ფერით. მისი ლღობის ტემპერატურაა 1050°С, ხოლო დუღილის - დაახლოებით 3300°С.
აქტინიუმის ატომური რადიუსი ოდნავ მეტია ლანთანის ატომის რადიუსზე და შეადგენს 1.88 Å.
ქიმიური თვისებები
ქიმიური თვისებებით აქტინიუმი ასევე ძალიან ჰგავს ლანთანს, ნაერთებში ის ღებულობს ჟანგვის რიცხვს +3 (Ac2O2, AcBr2, Ac(OH)2), მაგრამ გამოირჩევა მაღალი რეაქციისუნარიანობით და უფრო ფუძე თვისებებით. ნაერთებში აქტინიუმი 3 ვალენტიანია.
აქტინიუმი ტენიან ჰაერზე იფარება ოქსიდის თეთრი ფენით, რომელიც ხელს უშლის მეტალის შემდგომ დაჟანგვას.
აქტინიუმის თითქმის ყველა მარილი თეთრი ფერისაა, ხსნარებში - უფერულია. მათი უმეტესობა (გარდა АсРО4) იზომორფულია ლანთანის შესაბამის ნაერთებთან.
აქტინიუმი წარმოქმნის იგივე უხსნად ნაერთებს, რასაც ლანთანი (ჰიდროქსიდი, ფოსფატი, ოქსალატი, კარბონატი, ფთორსილიკატი).
აქტინიუმის ჰიდროქსიდს Ас(ОН)2 ახასიათებს უფრო ფუძე თვისება, ვიდრე ლანთანის ჰიდროქსიდს La(OH)2.
აქტინიუმისა და ლანთანის უკიდურესად მსგავსი ქიმიური თვისებების გამო, აქტინიუმის სუფთა სახით გამოყოფა ბუნებრივი ოქბიექტებისაგან (რომლებიც შეიცავენ La და სხვა იშვიათ მიწათა ელემენტებს) დაკავშირებულია დიდ სირთულეებთან, ამიტომაც აქტინიუმის რაოდენობას მილიგრამებში (227Ас) ღებულობენ ხელოვნურად რადიუმის 226Ra ნეიტრონებით დასხივებით.
ლანთანის მსგავსად აქტინიუმს შეუძლია არსებობდეს ორი კრისტალური ფორმის სახით, თუმცა მიღებულია მხოლოდ ერთი ფორმა - β-Ac, რომელსაც გააჩნია კუბური წახნაგცენტრირებული სტრუქტურა. დაბალტემპერატურული α-ფორმის მიღება ვერ მოხერხდა.
მიღება
აქტინიუმის მიღება ურანული საბადოდან არ არის მიზანშეწონილი, იმის გათვალისწინებით, რომ მასში აქტინიუმი შედის მცირე რაოდენობით და ასევე იქ არსებული იშვიათმიწათა ელემენტების დიდი მსგავსების გამო.
აქტინიუმის იზოტოპებს ძირითადად ღებულობენ ხელოვნური გზით.
227Ac იღებენ რადიუმის ნეიტრონებით დასხივებით. გამოსავლიანობა, როგორც ყოველთვის არ აღემატება 2.15%. აქტინიუმის რაოდენობა კონკრეტული სინთეზის შემთხვევაში გამოითვლება გრამებში. იზოტოპი 228Ac-ი ღებულობენ 227Ac იზოტოპის ნეიტრონებით დასხივებით.
აქტინიუმის გამოყოფა და გასუფთავება რადიუმისაგან, თორიუმისაგან და დაშლის დროს წარმოქმნილი შვილობილი პროდუქტებისაგან მიმდინარეობს ექსტრაქციისა და იონ-მიმოცვლის მეთოდებით.
მეტალურ აქტინიუმს ღებულობენ აქტინიუმის ტრიფთორიდის ლითიუმის ორთქლით აღდგენით.
| იზოტოპი | რეაქცია | დაშლა | ნახევარ-სიცოცხლე |
|---|---|---|---|
| 221Ac | 232Th(d,9n)→225Pa(α)→221Ac | α | 52 მწ |
| 222Ac | 232Th(d,8n)→226Pa(α)→222Ac | α | 5.0 წ |
| 223Ac | 232Th(d,7n)→227Pa(α)→223Ac | α | 2.1 წთ |
| 224Ac | 232Th(d,6n)→228Pa(α)→224Ac | α | 2.78 სთ |
| 225Ac | 232Th(n,γ)→233Th(β−)→233Pa(β−)→233U(α)→229Th(α)→225Ra(β−)→225Ac | α | 10 დღე |
| 226Ac | 226Ra(d,2n)→226Ac | α, β− ელექტრონის დაჭერა |
29.37 სთ |
| 227Ac | 235U(α)→231Th(β−)→231Pa(α)→227Ac | α, β− | 21.77 წ |
| 228Ac | 232Th(α)→228Ra(β−)→228Ac | β− | 6.15 სთ |
| 229Ac | 228Ra(n,γ)→229Ra(β−)→229Ac | β− | 62.7 წთ |
| 230Ac | 232Th(d,α)→230Ac | β− | 122 წ |
| 231Ac | 232Th(γ,p)→231Ac | β− | 7.5 წთ |
| 232Ac | 232Th(n,p)→232Ac | β− | 119 წ |
გამოყენება
227Ac-სა და ბერილიუმის ნარევი წარმოადგენს ნეიტრონების წყაროს. Ac-Be-წყაროები ხასიათდებიან გამა-კვანტების დაბალი გამოსავლიანობით, გამოიყენება აქტივაციის ანალიზში საბადოებში Mn, Si, Al განსაზღვრისათვის.
225Ac გამოიყენება 213Bi მისაღებად, ასევე რადიოიმუნოთერაპიაში.
227Ac შესაძლებელია გამოყენებულ იქნას რადიოიზოტოპურ ენერგიის წყაროებში.
228Ac გამოიყენება რადიოაქტიური ინდიკატორების სახით ქიმიურ გამოკვლევებში მისი მაღალენერგეტიკული β-გამოსხივების გამო.
228Ac-228Ra იზოტოპების ნარევი გამოიყენება მედიცინაში, როგორც γ-გამოსხივების ინტენსიური წყარო.
ბიოლოგიური როლი
აქტინიუმი მიეკუთვნება საშიში რადიოაქტიური საწამლავების რიცხვს მაღალი კუთრი α-აქტიურობით. თუმცა აქტინიუმის აბსორბცია საჭმლის მომნელებელი ტრაქტიდან რადიუმთან შედარებით მცირეა, მაგრამ ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი აქტინიუმისა არის მისი უნარი მტკიცედ შეკავდეს ორგანიზმში ძვლოვანი ქსოვილის ზედაპირულ ფენებში. თავდაპირველად აქტინიუმი ძირითადად აკუმულირდება ღვიძლში, თუმცა ორგანიზმიდან მისი გამოდევნის სიჩქარე ბევრად მეტია ვიდრე მისი რადიოაქტიური დაშლის სიჩქარე. გარდა ამისა, მისი დაშლის ერთ-ერთი შვილობილი პროდუქტი რადონი წარმოადგენს ძალიან სახიფათო ელემენტს, რომლისგანაც დაცვა აქტინიუმთან მუშაობის დროს წარმოადგენს ცალკე სერიოზულ ამოცანას.
მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით
