錒(化學元素)
錒,漢字,化學元素專業術語,原子序數89,
原子量227.0278,是天然放射性元素,
元素名來源於希臘文,原意是“射線”。
1899年法國化學家德比埃爾內從鈾礦渣中分離出錒。
現已發現質量數209~232的全部錒同位素,
其中只有錒227、228是天然放射性同位素,
其餘都是通過人工核反應合成的。
簡介
錒系元素。化學元素週期表第7週期ⅢB族元素,
α衰變和自發裂變是錒系元素共同的核性質。
隨著原子序數的增大,錒系元素的離子半徑反而減小,稱為離子半徑收縮現象。
錒系元素在水溶液中最常見的價態為+3,錒系元素的氫氧化物、氟化物、碳酸鹽和草酸鹽不溶于水,
而其硝酸鹽、硫酸鹽、高氯酸鹽和鹵化物易溶于水。
錒是一種放射性化學元素,它的化學符號是Ac,它的原子序數是89,屬於錒系元素之一。
錒於1899年發現,其半衰期有21.77年。存在於瀝青鈾礦及其它含鈾礦物中,由鈾元素衰變而成。
用途
錒系元素的用途越來越廣,鈾-233、鈾-235和鈈-239是核反應爐和核電站用的燃料,
錒—227、鋦—244和鈈—238等則用作宇航飛行器的熱源。
歷史
錒 227的半衰期為21.77 年。
它於1899年首先被法國科學家安德列-德拜耳尼(André
-Debierne)發現,
隨後在1902年德國化學家弗雷德里奇-奧托-吉賽爾
(Friedrich-Otto-Giesel)也獨立地發現了該元素。
存在於瀝青鈾礦及其它含鈾礦物中。
人工製備錒的數量極少,其在商業和科學研究方面極為有限。
與鐳相似在黑暗中發光。其名字來自于希臘文“aktinos”,
意為“射線”或“光束”。
1789年克拉普羅特(M.H.Klaproth)從瀝青鈾礦中發現鈾,
是錒系中第一個被發現的元素。
1828年貝采利烏斯(J.J.Berzelius)發現釷。
鈾和釷的發現為大部分其他錒系元素的制取開闢了道路。
1899年在居裡實驗室工作的德比爾納(A.L.Debierne)發現錒,
1902年蓋瑟爾(F.Geisel)也獨立發現了錒。
1913年法揚斯 (K.Fajans)和格林(O.G?hring)發現了鏷的同位素234Pa,
1917年哈恩(O.Hahn)和梅特勒(L.Meitner)發現了231Pa。
1940年麥克米倫(E.M.McMillan)和艾貝爾森(P.H.Abelson)用中子輻照天然鈾得到錼。
同年,西柏格(G.T.Seaborg)等用氘核轟擊鈾得到鈈。
1944年他又利用鈈同位素的中子俘獲反應獲得鋂,用氦離子轟擊鈈同位素獲得鋦,
1949年湯普森(S.G.Thompson)等人用氦離子轟擊241Am獲得錇,
1950年用氦離子轟擊242Cm獲得鉲。
吉奧索(A.Ghiorso)等人又於1952年、1953年、1955年、1958年、1961年分別獲得鎄、鐨、鍆、鍩和鐒。
當前世界錒系各種元素的生產規模相差很大;
鈾的年產量以萬噸計,釷以千噸計,鈈以噸計,錼、鏷、鋂以公斤計,錒、鏷、鋦、鉲以克計,
鉲外錒系元素以毫克甚至以原子數計。中國已制得所有的錒系元素。
錒系元素主要用作核反應爐的原料,可擕式的γ或X射線源;鈾和鈈等是製造核武器的主要原料。
製備
雖然錒天然存在於鈾礦裡,但含量極低。
當人們真正需要一些錒的時候,可以用以下方法來生產:
在核反應爐中用中子轟擊鐳-225,將它轉化為鐳-227,後者會以42分鐘的半衰期衰變為錒的長壽命同位素錒-227。
物理性質
錒為銀白色金屬,能在暗處發光;
熔點1050℃沸點3200℃密度10.07克/釐米3,面心立方晶格。
錒化學性質活潑,與鑭和釔十分相似,
可直接與多種非金屬元素直接反應;
錒有較強的鹼性。錒主要用做航天器中的熱源。
錒系元素都有放射性。
化學性質
Ac的化學方程式
錒在空氣中放置緩慢變成Ac2O3(三氧化二錒);
錒具有較強的鹼性。錒的常見氧化態為+Ⅱ和+Ⅲ。
錒系元素:週期系ⅢB族中原子序數為89 ~103
的 15種化學元素的統稱。
包括錒(Ac)、釷(Th)、鏷(Pa)、鈾(U)、錼(Np)、鈈(Pu)、鋂(Am)、鋦(Cm)、錇(Bk)、鉲(Cf)、鎄(Es)、
鐨(Fm)、鍆(Md)、鍩(No)、鐒(Lr),它們都是放射性元素。
鈾以後的原子序數為93~109的17
種元素稱為超鈾元素。
前四種元素錒、釷 、鏷、鈾存在於自然界中,其餘11種全部用人工核反應合成 。
錒以後的元素電子依次填充5f內電子層,
它們的最外層的電子構型基本相同,
使錒系元素之間的性質非常相似,
與鑭系元素一樣,
錒系元素中也存在著離子半徑收縮現象。
錒系元素都是金屬,與鑭系元素一樣,化學性質比較活潑。
它們的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、高氯酸鹽可溶于水,
氫氧化物、氟化物、硫酸鹽、草酸鹽不溶于水。
大多數錒系元素能形成配位元化合物 。
α 衰變和自發裂變是錒系元素的重要核特性,
隨著原子序數的增大,半衰期依次縮短,
鈾238的半衰期為4.468×109年;鐒260的半衰期只有3分鐘。
錒系元素的毒性和輻射( 特別是吸入人體內的α輻射體)的危害較大,
必須在有防護措施的密閉工作箱中操作這些物質。
在人工合成的錒系元素中,只有鈈、錼、鋂、鋦的年產量達千克級以上,
鉲僅為克量級,鎄以後的元素量極少,半衰期很短,僅用於研究。
用途比較多的只限於鈾和釷,鈈在某些情況下用作核燃料。