锕的性质与反应
发布日期:2021/4/8 13:08:42
锕是一种放射性金属元素,符号为Ac,原子序为89。锕在1899年被发现,是首个得到分离的非原始核素。虽然钋、镭和氡比锕更早被发现,但是科学家到1902年才分离出这些元素。在元素周期表中,锕系元素始于锕,止于铹,一共有15种元素。
锕是一种柔软的银白色放射性金属。在空气中,锕会迅速与氧气和水汽反应,在表面形成具保护性的白色氧化层。和大部分镧系元素和锕系元素一样,锕的氧化态一般是+3。在自然界中,只有少量的锕出现在铀矿石当中,主要为同位素227Ac,并进行β衰变,半衰期为21.772年。每一吨铀矿石约含0.2毫克的锕元素。由于锕和镧的化学和物理特性过于接近,因此要从矿石中分离出锕元素并不现实。科学家则是在核反应堆中以中子照射镭-226来产生锕的。
锕因为稀少、昂贵,且具放射性,所以没有大的工业用途。目前锕被用作中子源,以及在放射线疗法中作为辐射源。
性质
锕是一种柔软的银白色放射性金属。其剪切模量估计与铅相近。锕的放射性很强,它放射出的高能粒子足以把四周的空气电离,因而发出暗蓝色光。锕的化学属性与包括镧在内的镧系元素相近,因此要将锕从铀矿石中分离出来十分困难。分离过程一般使用溶剂萃取法和离子层析法。
锕是首个锕系元素。这些元素的特性比镧系元素更多元化,因此直到1945年,格伦·西奥多·西博格才提出为元素周期表加入锕系元素。这是自从德米特里·门捷列夫创造元素周期表以来对周期表的变动之一。
锕在空气中会与氧气、水汽迅速反应,在表面产生白色的保护性氧化层。与大部分镧系和锕系元素一样,锕的氧化态通常是+3;Ac3+离子在溶液中无色。锕的电子排布是6d17s2,所以当失去3个电子后,就会形成稳定的闭壳层,与稀有气体氡一样。锕的+2态只出现在二氢化锕(AcH2)中。
锕与空气的反应
锕在空气中缓慢氧化失去光泽且易燃烧,从而形成锕(III)氧化物。
4Ac + 3O2→2Ac2O3
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