Actiniu[AC]

Actiniul este un element chimic radioactiv, notat cu simbolul Ac, descoperit în anul 1899 de către chimistul André-Louis Debierne. Numărul atomic are valoarea 89, iar masa atomică este de 227,0278 uam. A fost primul element radioactiv care a fost izolat, deși poloniul, radiul și radonul erau observate înainte, însă neizolate până în anul 1902. Este întâlnit sub forma a 36 de izotopi, cei mai stabili fiind 225Ac, 226Ac și 227Ac. A dat denumirea seriei actinidelor, un grup de 15 elemente asemănătoare între actiniu și lawrenciu în tabelul periodic. Actiniul este un metal foarte rar, fiind prezent în scoarța Pământului ca urme reziduale în minereurile de uraniu, cantitățile de actiniu din minereu fiind de ordinul miligramelor la o tonă de minereu brut. Răspândirea actiniului în scoarța terestră este de 5 · 10-14 %.] Datorită intensității radioactivității sale, are puține domenii de utilizare, precum radio-imunoterapia sau folosirea neutronilor emiși ca sursă energetică. În tehnologia chimică sau metalurgia clasică nu se cunosc aplicații industriale ale actiniului.

Structura atomică

Structura atomului de Actiniu este determinat de numărul nucleonilor din nucleul atomic, astfel pentru izotopul său natural, ²²⁷Ac, el are 89 de protoni și 138 neutroni. Numărul neutronilor poate varia de la 117 până la 147 în funcție de izotop. Raza atomică medie este de 1,88Å, volumul molar al actiniului chimic pur în condiții fizice normale este de 22,54cm³/mol.

Învelișul electronic este format din 89 electroni care ocupă succesiv orbitalii păturilor cu începere de la pătura (stratul) K și terminând cu pătura Q. O particularitate a modului de completare a orbitalilor este aceea că se completează mai întâi subpătura interioară 5f, aceeastă cracteristică fiind proprie tuturor elementelor din seria actinidelor și este cauza proprietăților chimice asemănătoare pe care le au aceste elemente. Numărul maxim de electroni care se pot afla în stare f este, potrivit principiului excluziunii al lui Pauli, egal cu 2(2l+1)=2(2·3+1)=14 (unde pentru numărul cuantic cinetic s-a luat valoarea l=3), de aceea trebuie să fie 14 actinide cu proprietăți analoage actiniului. În notație spectroscopică, configurația electronică pentru starea fundamentală al atomului neutru de actiniu este prezentat mai jos, figura alăturată prezintă într-o manieră simplificată ocuparea nivelelor energetice de către cei 89 electroni legați.

Configurație electronică:

-stratul electronic K: 1s²

-stratul electronic L: 2s²p⁶

-stratul electronic M: 3s²p⁶d¹⁰

-stratul electronic N: 4s²p⁶d¹⁰f¹⁴

-stratul electronic O: 5s²p⁶d¹⁰

-stratul electronic P: 6s²p⁶d¹

-stratul electronic Q: 7s²

Utilizări

Este de aproximativ 150 de ori mai radioactiv ca radiul, făcându-l valoros ca sursă energetică datorită neutronilor. În combinație cu beriliul, este utilizat în generarea neutronilor pentru activarea analizelor minereurilor sau aliajelor. Altfel, acesta nu are nici o aplicație industrială semnificativă.

²²⁵Ac este utilizat în medicină pentru a produce ²¹³Bi într-un generator reutilizabil sau poate fi folosit individual ca un agent pentru radio-imonoterapia pentru Targeted Alpha Therapy (TAT, Terapia Alfa Orientata). ²²⁵Ac a fost produs artificial pentru prima oară de Institutul pentru Elementele Transuraniene (Institute for Transuranium Elements-ITU) în Germania, folosindu-se un ciclotron și de către doctorul Graeme Melville la Spitalul Saint George în Sydney, folosind un accelerator liniar de particule în 2000.