Aktinyum Elementi Genel Özellikleri

Aktinyum elementi kimyasal bir element olarak bilinmektedir.  Aktinyum elementi yumuşak ve gümüşe çalan beyaz bir görünüme sahip radyoaktif elementtir. Aktinyum havada serbest halde bulunan nem ve oksijen gazı ile çok hızlı bir şekilde reaksiyona girebilmektedir.  Bu sayede çok fazla oksidasyonu önleyerek beyaz renk görünümünde bir aktinyum oksit kaplaması oluşturmaktadır. Aktinyum elementinin bir diğer özelliklerinden biri de neredeyse tüm kimyasal bileşenlerde oksidasyon seviyesini +3 bandında tutarak bu şekilde tepkimeye girmesidir. Bu konu da aktinyum elementine benzerlik gösteren aktinit ve lantanit elementleri mevcuttur. Aktinyum elementi Torum ve Uranyum parçacıklarında genellikle beta, nadir olarak da alfa parçacıkları yaymaktadır. Yarı ömrü 21.772 yıl olan 227Ac izotopu ve yine yarı ömrü 6.15 saat olan aktif betalı 228Ac olarak da bulunmaktadır. 1 Ton Uranyum yaklaşık olarak 0,2 miligram Aktinyum elementi içermektedir. 1 Ton Toryum ise yaklaşık 5 nanogram Aktinyum elementi içermektedir. Lantan ile Aktinyum elementi birbirine yüksek benzerlik göstermektedir, bu sebeple birbirlerinden ayrılması zor bir süreçtir.

Lantan ve Aktinyum elementinin gerek fiziksel gerekse kimyasal özelliklerinin çok benzer olması sebebiyle Aktinyum elementi nükleer reaktörlerde 226Ra’nın nötron ışınlanması ve miktar belirlenmesinde kullanılmaktadır. Aktinyum elementi kayma modülü ile Kurşun elementine de benzetilmektedir. Aktinyum çok yüksek radyoaktivite içermesi nedeniyle yaydığı enerji parçacıkları ile iyonize edilirken karanlıkta soluk mavi bir ışıkta parlamaktadır. Aktinyum elementini kendisine benzer diğer elementlerden ayırmak için iyon kromatografisi sistemi ve çözücü ayırma işlemleri kullanılmaktadır. Aktinyum elementi içinde bulunduğu Aktinitler grubunun ilk elementidir ve tıpkı Lantan elementi da bulunduğu gruba ismini vermesi Aktinyum elementinin genel özellikleri arasında bulunmaktadır. Aktinyum elementleri nadir rastlanması ve yüksek radyoaktivite içermesi sebebiyle pahalı bir element olarak bilinmektedir. Aktinyum elementinin de içerisinde bulunduğu ve ismini verdiği Aktinitler grubu, Lantanitlere göre çok daha çeşitlilik gösteren bir gruptur.  Aktinyum elementinin oluşturduğu iyon çözeltileri renksiz bir görünümdedir. Diğer radyoaktif elementler gibi Aktinyum elementinin kullanımı da büyük önlem ve titizlik gerektirmektedir. Yaklaşılması veya üzerinde çalışılması durumunda kişilere yüksek önlemler alınması önerilmektedir.

Aktinyum Elementinin Keşfi ve Tarihçesi

Aktinyum Elementinin keşfi ilk olarak 1899 yılında çalışmalar yapan Fransız Kimyager Andre Louis Debierne yeni bir element keşfettiğini duyurmuştur. Radyum elementinin kaşifleri Marie ve Pierre Curie’nin deney sonucu açığa çıkan Uraninit parçalarını kullanarak bir element keşfettiğini saptamıştır. Bu elementi ilk süreçte Toryum ve Titanyum elementlerine benzer olarak tanımlamıştır. Henüz anlamlandıramadığı için fiziksel ve kimyasal olarak bulduğu elementin benzerleriyle tanımlamayı seçmiştir. Çalışmalarına devam ederken 1902 yılında Aktinyum elementini Lantan benzeri bir element olarak keşfetmiştir. 1904 senesinde bu elemente Emanyum ismini vermiştir. Debierne’nin bağımsız çalışmaları sonucunda Aktinyum elementini keşfetmesinde yakın arkadaşlariı olan Pierre ve Marie Curie’nin deneylerinin yararı oldukça büyük ölçüdedir. Aktinyum elementinin ismi radyoaktivite seviyesinden ilham alınarak “ışın” anlamına gelen Yunan dilinde ki Aktinin kelimesinden esinlenerek verilmiştir. Bu sayede Debierne disiplinli çalışmaları ve onlarca deney sonucunda Aktinyum elementini keşfeden isim olmuştur.

Aktinyum Elementinin Periyodik Tabloda Yeri ve Kimyasal Özellikleri Nelerdir?

Aktinyum elementine ait atom numarası 89, atom ağırlığı ise 227 olarak bilinmektedir. Aktinyum elementi, yoğunluğu 10 olan bir radyoaktif elementtir. Aktinyum elementinin periyodik tabloda yeri 3B grubuna ait olup 7.periyotta yer almaktadır. Aktinyum elementi Uranyum elementinin çekirdeğinden nötron bombardımanı sonucunda yapay olarak da üretilebilmektedir. Aktinyum elementine ait olan en kararlı izotop 227Aktinyum’dur. Bu element alfa bozulması yaşarsa 223Fransiyum’a ve eğer beta bozulması yaşarsa 227Toryum’a dönüşmektedir. Aktinyum elementinin tüm Dünya’da kabul gören simgesi ise Ac olarak bilinir. Geçiş metali grubunun en nadir rastlanan elementlerinden bir tanesidir.  Aktinyum elementinin çekirdeğine ait kristal yapısı kübik merkezli bir yüzey oluşturmaktadır. Aktinyum elementinin proton ve elektron sayısı 89, nötron sayısı ise 138 olarak bilinmektedir. Kabuklarında ki enerji seviyesi sırası ile; 2,8,18,32,18,9,2’dir. Değerlik, diğer bir adıyla valans değeri 3’dür. Elektronik düzeneğe [Rn] 6d1 7s2 denir. Aktinyum elementinin sahip olduğu erime noktası 1050 derece, kaynama noktası 3200 derece olarak bilinmektedir. Sahip olduğu iyonlaşma enerjisi ise 498,8 kJ/mol’dür.

Aktinyum Elementinin Kimyasal Özellikleri

Aktinyum elementine ait elektonegatiflik seviyesinin değeri 1,1 olarak bilinmektedir. Kendisine ait kararlı izotoplara sahip değildir.  Bu elementin atom hacmi 22.54 cm3 / mol’dür.. Aktinyum’a ait 2 adet aktif iyonizasyon potansiyeli bulunmaktadır. Bunlardan ilki; 1. iyonizasyon potansiyelinin değeri 5.17V ve diğeri 2. iyonizasyon potansiyelinin değeri ise 12.126V olarak bilinmektedir. Aktinyum elementinin yarılanma ömrü 21,78 yıldır.  Aktinyum elementi en bilindik bozulma şekli olarak beta bozulması yaşayabilmektedir.  Aktinyum elementinin kimyasal özellikleri arasında sahip olduğu özgül ısı derecesi 120J/(kgK) olarak saptanmıştır. Bununla beraber buharlaşma ısısı ise 400kJ / mol’dür. Aktinyum elementine ait füzyon ısı seviyesi 14kJ/mol olup termal iletkenlik seviyesi ise 0.12W/cmK’dır. Ayrıca bu elementin manyetiklik özelliği bulunmamaktadır. Sahip olduğu kafes parametresi değeri ise 5.311A olarak bilinmektedir.

Aktinyum Elementinin Kullanım Alanları ve Hayatımızda Yeri Nedir?

Aktinyum elementinin kullanım alanları zor rastlanan ve pahalı bir element olması sebebiyle endüstriyel alanda nadir kullanıma sahiptir. Radyoaktivite seviyesinin tehlikeli sayılabilecek kadar yüksek olması da kullanımının az olmasının bir diğer etkenlerindendir.  Günümüzde hala 225Ac’nin alfa terapileri içeren kanser hastalarına uygulanan tedaviler için kullanımı araştırılmaktadır. 227Ac ise çok daha yüksek bir radyoaktif olması sebebiyle uzay araçlarının içerisinde bulunan termodinamik jeneratörler için incelenmektedir.  Berilyum ile beraber kullanıldığında 227Ac oksit aktif bir nötron kaynağıdır.  Aktinyum elementi günümüzde yüksek enerjili bir nötron kaynağı olmasının yanı sıra tıp, medikal alanlarında tedavi amaçlı kullanılan bir elementtir.  Aktinyum elementi bazı ilginç araştırmalar için de kullanılmıştır. Bunlardan bazıları bizmutu bombalamak için kullanılması ve nükleer tıp çalışmalarıdır. Doğal ortamda seyrek görülen bir element olması sebebiyle Avustralyalı bilim insanları tarafından sentetik bir versiyonunun üretilebileceği saptanmıştır. 2000 yılında belirlenen bu hipotez ile doğrusal hızlandırıcılar kullanılarak laboratuvar ortamında sentetik Aktinyum elementinin üretilebileceği iddia edilmektedir.

Doğada bulunan diğer tüm radyoaktif elementler gibi Aktinyum elementinin kullanımı da büyük önlemler gerektirmektedir.  Az miktarda bu elemente maruz kalmak bile çok tehlikeli olabilir. Aktinyum elementi ile şimdiye kadar çalışmalar sürdürmüş tüm bilim insanları büyük titizlikle minimum radyasyona maruz kalmayı hedefleyerek çalışmışlardır. Aktinyum elementi tıp alanında radyo-immünoterapi tedavisi için kullanılmaktadır. Aktinyum elementi yalnızca Uranyum madeninde bulunması sebebiyle kullanım sıklığı oldukça düşüktür. 1 gramı 1/10’u 1 ton olan Uranyum elementine eşitlik göstermektedir.