![錒[一种放射性金屬]](/img/1/0f8/nBnauM3XygDNyADMzgzMyYDO1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL4MzL3AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg "錒[一种放射性金屬]")
簡介
錒為銀白色金屬，熔點1320K±50K，沸點3470K±300K，密度(293K)10062kg/m。金屬錒具有面心立方晶格。錒原子的外電子層構型為(Rn)6d7s。錒的氧化態為+3。它的化學性質與鑭和釔十分相似。錒的氟化物、氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽和草酸鹽不溶於水。示蹤量的錒常用氟化鑭或草酸鑭共沉澱載帶。用離子交換色層分離(見稀土元素色層分離)或溶劑萃取法可使鑭系元素與錒分離。
由於鈾礦石中含有稀土元素，因此，從鈾礦石提取只能得到錒的濃縮物。在反應堆中用熱中子輻照鐳-226靶，由核反應可製得高純度的227Ac。用稀硝酸將輻照過的鐳靶溶解，加入濃硝酸使鐳沉澱。過濾，濾液通過陰離子交換樹脂柱，使Ac與釷-228分離。再用草酸鹽沉澱法提純錒，於973K溫度下灼燒得到AcO3。比利時於20世紀70年代用這種方法，生產了約20g錒-227。
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烈-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。其名字來自於希臘文“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製取開闢了道路。1899年在居里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鎿。同年,西博格(G.T.Seaborg)等用氘核轟擊鈾得到鈽。1944年他又利用鈽同位素的中子俘獲反應獲得鎇,用氦離子轟擊鈽同位素獲得鋦,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獲得鐦。吉奧索(A.Ghiorso)等人又於1952年、1953年、1955年、1958年、1961年分別獲得鑀、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，鈽以噸計，鎿、鏷、鎇以公斤計，錒、鏷、鋦、鐦以克計，鐦外錒系元素以毫克甚至以原子數計。中國已製得所有的錒系元素。
錒系元素主要用作核反應堆的原料，攜帶型的γ或X射線源；鈾和鈽等是製造核武器的主要原料。
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：周期系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)、鎿(Np)、鈽(Pu)、鎇(Am)、鋦(Cm)、錇(Bk)、鐦(Cf)、鑀(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 。錒系元素原子結構的特點是：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、高氯酸鹽可溶於水 ，氫氧化物、氟化物、硫酸鹽、草酸鹽不溶於水。大多數錒系元素能形成配位化合物 。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，只有鈽、鎿、鎇、鋦的年產量達千克級以上，鐦僅為克量級，鑀以後的元素量極少，半衰期很短，僅用於研究。用途比較多的只限於鈾和釷，鈽在某些情況下用作核燃料。
已知的錒化合物十分少，主要有三氟化錒（Ac F3）、三氯化錒（Ac Cl3）、三溴化錒（Ac Br3）、氟氧化錒（Ac OF）、氯氧化錒（Ac OCl）、溴氧化錒（Ac OBr）、三硫化二錒（Ac2S3）、氧化錒（Ac2O3）和磷酸錒（Ac PO4）等。除Ac PO4以外，這些化合物中Ac都以+3氧化態存在，且都有相對應的鑭化合物。對應的鑭和錒化合物在晶格常數上的差異不超過百分之十。
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/厘米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。錒的剪下模量估計與鉛的相近。錒的放射性很強，它放射出的高能粒子足以將周圍的空氣電解，從而發出暗藍色的光錒主要用做太空飛行器中的熱源。錒系元素都有放射性。
![錒[一种放射性金屬]](/img/3/74c/nBnauM3X3YDM0YTMxUDMwUDM2UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL1AzLxczLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
錒[一种放射性金屬]原子屬性
原子量 227.0278 原子量單位
原子半徑（計算值） 195（無數據）pm
共價半徑 無數據
范德華半徑 無數據
價電子排布 [氡]6d17s2
電子在每能級的排布 2，8，18，32，18，9，2
氧化價（氧化物） 3（兩性的）
晶體結構 面心立方
物理屬性
物質狀態 固態、放射性
熔點 1323 K（1050 °C）
沸點 3473 K （3200 °C）
摩爾體積 22.55×10-6m3/mol
汽化熱 無數據
熔化熱 62 kJ/mol
蒸氣壓 無數據
聲速 無數據
其他性質
電負性 1.1（鮑林標度）
比熱 無數據
電導率 無數據
熱導率 12 W/(m·K)
第一電離能 499 kJ/mol
第二電離能 1170 kJ/mol
錒元素的天然存在
在自然界，錒存在於鈾礦石中，由鈾衰變而來，三個天然放射系中有錒的兩個同位素227Ac及228Ac，分別存在於錒系及釷系中，是錒所有同位素中唯一的兩個天然放射性核素，如下圖所示。
![錒[一种放射性金屬]](/img/e/1c7/nBnauM3XxQjMwgDM2QDNwUDM2UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL0QzL2QzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
錒[一种放射性金屬]在提取高放射純度227Ac的過程中，如果所用鈾礦石含有釷也即含有228Ac，由於228Ac的半衰期僅為6.15h，極易轉變成228Th（Th228T−=1.9131a），在除去Th的時候，一定程度上可以認為228Ac也被除去，即使還有少量228Ac存在，經過不長的時間後，也會衰變完，並不會對227Ac的放射性純度造成太大的影響，也不會造成228Ac的濃集，因而造成220Rn對219Rn射氣純度的影響。
用途
錒系元素的用途越來越廣，鈾-233、鈾-235和鈽-239是核反應堆和核電站用的燃料，錒—227、鋦—244和鈽—238等則用作宇航飛行器的熱源。雖然錒天然存在於鈾礦里，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：在核反應堆中用中子轟擊鐳-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 。
化學元素周期表
| 族→ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 電子層 | 0族電子數 | |
| 周期↓ | I A | 0 | |||||||||||||||||||
| 1 | 1 H 氫 | 2 He 氦 | K | 2 | |||||||||||||||||
| II A | III A | IV A | V A | VI A | VII A | ||||||||||||||||
| 2 | 3 Li 鋰 | 4 Be 鈹 | 5 B 硼 | 6 C 碳 | 7 N 氮 | 8 O 氧 | 9 F 氟 | 10 Ne 氖 | L K | 8 2 | |||||||||||
| 3 | 11 Na 鈉 | 12 Mg 鎂 | 13 Al 鋁 | 14 Si 矽 | 15 P 磷 | 16 S 硫 | 17 Cl 氯 | 18 Ar 氬 | M L K | 8 8 2 | |||||||||||
| III B | IV B | V B | VI B | VII B | VIII | I B | II B | ||||||||||||||
| 4 | 19 K 鉀 | 20 Ca 鈣 | 21 Sc 鈧 | 22 Ti 鈦 | 23 V 釩 | 24 Cr 鉻 | 25 Mn 錳 | 26 Fe 鐵 | 27 Co 鈷 | 28 Ni 鎳 | 29 Cu 銅 | 30 Zn 鋅 | 31 Ga 鎵 | 32 Ge 鍺 | 33 As 砷 | 34 Se 硒 | 35 Br 溴 | 36 Kr 氪 | N M L K | 8 18 8 2 | |
| 5 | 37 Rb 銣 | 38 Sr 鍶 | 39 Y 釔 | 40 Zr 鋯 | 41 Nb 鈮 | 42 Mo 鉬 | 43 Tc 鎝 | 44 Ru 釕 | 45 Rh 銠 | 46 Pd 鈀 | 47 Ag 銀 | 48 Cd 鎘 | 49 In 銦 | 50 Sn 錫 | 51 Sb 銻 | 52 Te 碲 | 53 I 碘 | 54 Xe 氙 | O N M L K | 8 18 18 8 2 | |
| 6 | 55 Cs 銫 | 56 Ba 鋇 | 57- 71 鑭系 | 72 Hf 鉿 | 73 Ta 鉭 | 74 W 鎢 | 75 Re 錸 | 76 Os 鋨 | 77 Ir 銥 | 78 Pt 鉑 | 79 Au 金 | 80 Hg 汞 | 81 Tl 鉈 | 82 Pb 鉛 | 83 Bi 鉍 | 84 Po 釙 | 85 At 砹 | 86 Rn 氡 | P O N M L K | 8 18 32 18 8 2 | |
| 7 | 87 Fr 鍅 | 88 Ra 鐳 | 89- 103 錒 | 104 Rf 鑪 | 105 Db | 106 Sg | 107 Bh | 108 Hs | 109 Mt | 110 Ds 鐽 | 111 Rg 錀 | 112 Uub | 113 Uut | 114 Uuq | 115 Uup | 116 Uuh | 117 Uus | 118 Uuo | |||
| 鑭系元 素 | 57 La 鑭 | 58 Ce 鈰 | 59 Pr 鐠 | 60 Nd 釹 | 61 Pm 鉕 | 62 Sm 釤 | 63 Eu 銪 | 64 Gd 釓 | 65 Tb 鋱 | 66 Dy 鏑 | 67 Ho 鈥 | 68 Er 鉺 | 69 Tm 銩 | 70 Yb 鐿 | 71 Lu 鑥 | ||||||
| 錒系元 素 | 89 Ac 錒 | 90 Th 釷 | 91 Pa 鏷 | 92 U 鈾 | 93 Np 鎿 | 94 Pu 鈽 | 95 Am 鎇 | 96 Cm 鋦 | 97 Bk 錇 | 98 Cf 鐦 | 99 Es 鑀 | 100 Fm 鐨 | 101 Md 鍆 | 102 No 鍩 | 103 Lr 鐒 | ||||||
