Actinium

Actinium

Caractéristiques de l’actinium

Symbole : Ac
Masse atomique : 227 u
Numéro CAS : 7440-34-8
Configuration électronique : [Rn] 6d¹ 7s²
Numéro atomique : 89
Groupe : n. a. ou groupe 3a
Bloc : Bloc f ou d^b
Famille d’éléments : Actinide
Électronégativité : 1,1
Point de fusion : 1050 °C

L’actinium, élément atomique n°89 de symbole Ac : ses propriétés, ses caractéristiques et ses utilisations.

L’actinium est un élément chimique appartenant à la famille des actinides. Son symbole chimique est Ac et son numéro atomique est 89. Son nom vient du grec ancien ἀκτίς, ἀκτῖνος / aktís, aktînos, représentant le « rayon de soleil ». En effet, cet élément a un caractère lumineux. André-Louis Debienne l’a découvert parmi les mélanges d’oxydes de terres rares. L’actinium se présente sous la forme d’un métal mou, de couleur blanche argentée. Son extraction se fait en petites quantités à partir de minerais d’uranium, produit de la chaîne de désintégration de ²³⁵U. On peut également l’obtenir par une réaction nucléaire.

Propriétés de l’actinium

L’actinium figure dans le groupe n. a. ou 3. Il appartient à la 7^epériode et au bloc d ou f du tableau périodique. Ses électrons par niveau d’énergie sont 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2.

Propriétés atomiques

L’actinium est un oxyde neutre, de masse atomique 227u et de rayon atomique 195 pm. Son rayon de covalence est de 215 pm. La valeur de son électronégativité (Pauling) s’élève à 1,1. Sa première énergie d’ionisation est de 5,17 eV et la 2^e s’élève à 11,75 eV.

L’actinium ressemble à la plupart des actinides et existe au nombre d’oxydation +3. Les ions Ac³⁺ en solution sont incolores. Le degré d’oxydation +3 est dû à sa configuration électronique [Rn]6d¹7s². Les trois électrons de valence peuvent facilement être cédés afin de former la structure complète du radon. Le degré d’oxydation +2 est rare. Seul le dihydrure d’actinium en dispose.

Propriétés physiques

L’actinium est un élément solide, de masse volumique calculée 10,07 g·cm^-3et de volume molaire 22,55×10^-6 m³·mol^-1. Son système cristallin se présente sous forme de cubes à faces centrées. Son point de fusion s’élève à 1 050 °C et son point d’ébullition à 3 198 °C. Son énergie de fusion est égale à 62 kJ·mol^-1et sa conductivité thermique à 12 W·m^-1·K^-1. Il est classé dans le cas N° 7440-34-8.

Les isotopes de l’actinium

L’actinium compte 31 isotopes connus, de ²⁰⁶Ac à ²³⁶Ac. Le ²²⁷Ac et le ²²⁸Ac sont présents dans la nature. Ils sont tous les deux des produits de la désintégration intermédiaire de l’²³⁵U et de l’²³⁸U. La forme ²²⁷Ac représente presque tout l’actinium naturel. La forme ²²⁸Ac est extrêmement rare. Les isotopes les plus stables sont le ²²⁵Ac, le ²²⁶Ac et le ²²⁷Ac. Voici le tableau les représentant :

Iso	AN	Période	MD	Ed MeV	PD
²²⁵Ac	{syn.}	10 j	α	5,935	²²¹Fr
²²⁶Ac	{syn.}	29,37 h	α β^– ε	5,536 1,117 0,640	²²²Fr ²²⁶Th ²²⁶Ra
²²⁷Ac	100 %	21,733 a	α β^–	5,042 0,045	²²³Fr ²²⁷Th

AN signifie l’abondance naturelle, MD correspond au mode de désintégration, Ed à l’énergie de désintégration. PD représente les produits de désintégration. La plupart des isotopes de l’actinium ont une demi-vie inférieure à une minute. Les autres en ont une inférieure à 10 heures.

Caractéristiques chimiques

Les raies spectrales sont dues à l’interaction entre le rayonnement électromagnétique et un système quantique. En général, ce sont des atomes, mais ils peuvent aussi être des noyaux atomiques ou des molécules. L’actinium dispose de ses propres raies d’émission. Les propriétés chimiques de l’actinium, du lanthane et des autres lanthanides sont les mêmes. Par conséquent, il est difficile de séparer l’actinium de ces éléments par extraction des minerais d’uranium. La chromatographie ionique et l’extraction par solvant sont les méthodes utilisées pour effectuer cette séparation. L’actinium étant le tout premier élément de son groupe, celui-ci est nommé actinides. Il en est de même pour le groupe des lanthanides, le lanthane se situant à la tête de la liste. Comparé aux lanthanides, le groupe des actinides est plus varié. En 1928, Charles Janet proposa de modifier le tableau périodique de Dmitri Mendeleïev et a introduisit les actinides. Cette démarche a été suivie d’une autre suggestion de Glenn T. Seaborg en 1945.

Le corps simple

L’actinium est un métal radioactif. Il dispose d’un module de cisaillement similaire à celui du plomb. Grâce à sa forte radioactivité, l’actinium brille dans le noir, d’une lueur bleu pâle. Cette lueur est causée par l’air environnant ionisé par les particules énergétiques qu’il émet. L’actinium réagit rapidement avec l’humidité de l’air et l’oxygène. Il forme ainsi l’oxyde d’actinium, une pellicule blanche, empêchant la poursuite de l’oxydation du métal. Ce phénomène s’appelle la passivation.

Utilisations de l’actinium

La radioactivité de l’actinium est fortement remarquable. Elle est 150 fois supérieure à celle du radium. Par conséquent, cet élément chimique est utilisé comme source de neutrons et générateur thermoélectrique à radioisotope.

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