Aktinium
Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Actinium, Ac, 89
Serie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 3, 7, d
Aussehen silbrig
CAS-Nummer 7440-34-8
Massenanteil an der Erdhülle 6 · 10−14 %
Atomar
Atommasse 227,0278 u
Atomradius (berechnet) 195 () pm
Elektronenkonfiguration [Rn]6d17s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
1. Ionisierungsenergie 499 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1.170 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur kubisch flächenzentriert
Dichte 10,07 g/cm3
Schmelzpunkt 1323 K (1050 °C)
Siedepunkt 3473 K (3200 °C)
Molares Volumen 22,55 · 10−6 m3/mol
Verdampfungswärme 293 kJ/mol
Schmelzwärme 14,2 kJ/mol
Dampfdruck 2,2 · 10−5 Pa bei 1323 K
Spezifische Wärmekapazität 27,2 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 0 A/(V · m)
Wärmeleitfähigkeit 12 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 3
Oxide (Basizität) (neutral)
Normalpotential −2,13 V (Ac3+ + 3e → Ac)
Elektronegativität 1,1 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
224Ac

{syn.}

2,9 h ε 1,403 224Ra
α 9,100 220Fr
β− 0,232 224Th
225Ac

{syn.}

10 d α 5,935 221Fr
226Ac

{syn.}

29,4 h β− 0,640 226Th
ε 1,116 226Ra
α 5,536 222Fr
227Ac

100 %

21,773 a β− 0,045 227Th
α 5,536 223Fr
228Ac

in Spuren

6,15 h β− 2,127 228Th
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine Einstufung verfügbar
R- und S-Sätze R: siehe oben
S: siehe oben
weitere Sicherheitshinweise
Radioaktivität
Radioaktives Element

Radioaktives Element
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Actinium (latinisiert von griechisch ακτίνα, aktína „Strahl“, Symbol Ac) ist ein radioaktives chemisches Element mit der Ordnungszahl 89. Das Element ist ein Metall und gehört zur 7. Periode, d-Block. Es ist der Namensgeber der Gruppe der Actinoide, der ihm folgenden 14 Elemente.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Actinium wurde im Jahr 1899 von dem französischen Chemiker André-Louis Debierne entdeckt, der es aus Pechblende isolierte und ihm zunächst Ähnlichkeiten mit dem Titan[2] oder dem Thorium[3] zuschrieb. Friedrich Giesel entdeckte Actinium unabhängig davon im Jahr 1902[4] und beschrieb eine Ähnlichkeit zum Lanthan; im Jahr 1904 benannte er es "Emanium".[5] Nach einem Vergleich der Substanzen im Jahr 1904 wurde Debiernes Namensgebung der Vorzug gegeben, da er es zuerst entdeckt hatte.[6][7]

Die Geschichte der Entdeckung wurde in Publikationen von 1971[8] und später im Jahr 2000[9] immer noch als fraglich beschrieben. Sie zeigen, dass die Publikationen von 1904 einerseits und die von 1899 and 1900 andererseits Widersprüche aufweisen.

Gewinnung und Darstellung

Da in Uranerzen nur wenig Actinium vorhanden ist, spielt diese Quelle keine Rolle für die Gewinnung. Technisch wird Actinium 227Ac durch Bestrahlung von Radium 226Ra mit Neutronen in Kernreaktoren hergestellt.

\mathrm{^{226}_{\ 88}Ra\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{227}_{\ 88}Ra\ \xrightarrow[42,2 \ min]{\beta^-} \ ^{227}_{\ 89}Ac}
Die Zeitangaben sind Halbwertszeiten.

Durch den schnellen Zerfall des Actiniums wurden bisher nur geringe Mengen hergestellt. Die erste künstliche Herstellung von Actinium wurde im Argonne National Laboratory in Chicago durchgeführt.

Eigenschaften

Das Metall ist silberweiß glänzend und relativ weich. Es ist sehr reaktionsfähig und wird von Luft und Wasser angegriffen. Das Ac(III)-Ion ist farblos. Das chemische Verhalten von Actinium ähnelt sehr dem Lanthan. Actinium ist in allen zehn bekannten Verbindungen dreiwertig.

Isotope

Bekannt sind 26 Isotope, wovon nur zwei natürlich vorkommen. Das langlebigste Isotop Actinium 227Ac (Halbwertszeit 21,8 Jahre) ist ein Alpha- und Beta-Strahler. Es ist ein Zerfallsprodukt des Uran 235U und kommt zu einem kleinen Teil in Uranerzen vor. Daraus lassen sich wägbare Mengen Actinium 227Ac gewinnen, die somit ein verhältnismäßig einfaches Studium dieses Elementes ermöglichen. Da sich unter den radioaktiven Zerfallsprodukten einige Gammastrahler befinden, sind aber aufwändige Strahlenschutzvorkehrungen nötig.

Verwendung

Actinium wird zur Erzeugung von Neutronen eingesetzt, die bei Aktivierungsanalysen eine Rolle spielen. Außerdem wird es für die thermoionische Energieumwandlung genutzt.

Der Zerfall des 227Ac ist dual: Während der größte Teil unter Emission von Beta-Teilchen in Thorium 227Th übergeht, zerfällt ca. 1 % durch Alpha-Emission zu 223Fr. Eine Lösung von 227Ac ist daher als Quelle für das kurzlebige Francium 223Fr verwendbar. Letzteres kann dann regelmäßig abgetrennt und untersucht werden.

Einzelnachweise

  1. In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  2. André-Louis Debierne: Sur un nouvelle matière radio-active. In: Comptes rendus. 129, 1899, S. 593–595
  3. André-Louis Debierne: Sur un nouvelle matière radio-actifl'actinium. In: Comptes rendus. 130, 1900, S. 906–908
  4. Friedrich Oskar Giesel: Ueber Radium und radioactive Stoffe. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 35, Nr. 3, 1902, S. 3608–3611. doi:10.1002/cber.190203503187
  5. Friedrich Oskar Giesel: Ueber den Emanationskörper (Emanium). In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 37, Nr. 2, 1904, S. 1696–1699. doi:10.1002/cber.19040370280
  6. Friedrich Oskar Giesel: Ueber Emanium. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 37, Nr. 2, 1904, S. 1696–1699. doi:10.1002/cber.19040370280
  7. Friedrich Oskar Giesel: Ueber Emanium. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 38, Nr. 1, 1905, S. 775–778. doi:10.1002/cber.190503801130
  8. H. W. Kirby: The Discovery of Actinium. In: Isis. 62, Nr. 3, 1971, S. 290–308
  9. J. P. Adloff: The centenary of a controversial discovery: actinium. In: Radiochim. Acta. 2000. doi:10.1524/ract.2000.88.3-4.123

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