Actinio
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Actinio. El actinio es un elemento químico de símbolo Ac y número atómico 89, perteneciente al grupo 3 (antiguamente IIIA) de la tabla periódica de los elementos. Es una de las tierras raras y da nombre a una de la series, la de los actínidos.
Es un metal radioactivo blando que reluce en la oscuridad. Se conocen los isótopos con número másico entre 209 y 234, siendo el más estable el 227Ac que tiene una vida media de 21,7 años. El 227Ac se encuentra en el uranio natural en una proporción del orden del 0,175% y el 228Ac también se encuentra en la naturaleza.
Hay otros 22 isótopos artificiales del actinio, todos radiactivos y todos con vidas medias muy cortas. Descubierto por André Louis Debierne en 1899, su principal aplicación es como fuente de partículas alfa.
Sumario
Historia
El actinio se descubrió en 1899 por el químico francés André Louis Debierne que lo obtuvo de la pechblenda, y lo caracterizó como una sustancia similar al titanio en 1899, y al torio en 1900. En 1902 fue descubierto, de forma independiente, por Friedrich Oscar Giesel como una sustancia muy similar al lantano, y lo denominó «emanium» en 1904. El nombre de Actinio procede del griego 'aktinos' que significa radiante o rayo.
Es un metal radioactivo blando, que reluce en la oscuridad. Su actividad es 150 veces superior a la del radio y se aplica esporádicamente en el análisis de trazas de minerales (el llamado análisis de activación).
El descubrimiento de los isótopos radiactivos comenzó con la demostración en 1912–1913 que uno de los productos del actinio, denominado entonces actinio B, era químicamente idéntico al plomo. De la misma manera, otro producto del actinio, llamado actinio C, era químicamente idéntico al bismuto. Esos hallazgos llevaron a la conclusión de que algunos elementos contenían átomos que diferían en actividad química, aunque tuvieran el mismo número atómico: un radioisótopo.
Caraterísticas
El actinio es un elemento metálico, radiactivo como todos los actínidos y de color plateado. Debido a su intensa radiactividad brilla en la oscuridad con una luz azulada. El isótopo 227Ac, que se encuentra sólo en trazas en los minerales de uranio, es un emisor de partículas α y β con un periodo de semidesintegración de 21,773 años. Una tonelada de mineral de uranio contiene cerca de 0,1 g de actinio.
Su comportamiento químico es muy similar al del resto de las tierras raras y particularmente al del lantano. El actinio es también similar al radio. Sin embargo, el actinio no tiene electrones en el orbital 5f como el resto de los actínidos, sino su configuración electrónica es 6d17s2.
Obtención
Solo existe una corta lista de compuestos con actinio, por ejemplo AcF3, AcCl3, AcBr3, AcOF, AcOCl, AcOBr, Ac2S3, Ac2O3 y AcPO4. Todas esas moléculas tienen configuraciones muy similares a los compuestos correspondientes del lantano, por lo que se estima que en ellos el actino ocurre con un número de oxidación de +3.
Se encuentran trazas de actinio (227Ac) en minerales de uranio, pero comúnmente se obtienen pequeñas cantidades (del orden de miligramos) bombardeando 226Ra con neutrones en un reactor nuclear seguido de una desintegración β- del isótopo 227Ra resultante.
El metal también se obtiene mediante la reducción del fluoruro de actinio con vapor de litio, magnesio o calcio a 1100–1300 °C. El actinio también se obtiene de la desintegración de 235U, así como de la uranitita (U3O8), uno de los principales minerales de uranio. La primera producción artificial de actinio tuvo lugar en el Argonne National Laboratory de Chicago.
Aplicaciones
Su radioactividad es del orden de 150 veces la del radio, haciéndole útil como fuente de neutrones; al margen de ello, no tiene aplicaciones industriales significativas. El Ac-225 se emplea en medicina en la producción de Bi-213 para radioterapia. El francio, elemento 87 de la tabla periódica, es un metal alcalino radiactivo caracterizado en 1939, el cual se obtiene en pequeñas cantidades como resultado de un decaimiento específico del 227Ac en la serie radiactiva que tiene inicio con el 235U.
Isótopos
Treinta isótopos inestables, cuyos períodos de semidesintegración oscilan entre 69 nanosegundos del 217-Ac y 21,773 años del 227-Ac. El 228-Ac (6,15 horas) recibe el nombre de "mesotorio 2".
Los isótopos radiactivos 227Ac son los únicos que se encuentran en la naturaleza y son los más estables de la treintena de isótopos identificados con un periodo de semidesintegración de 21,773 años, seguido del 225Ac (10 días), 226Ac (29,37 horas) y el 228Ac (6,13 horas). El resto de isótopos tienen periodos de semidesintegración inferiores a las 10 horas y la mayoría de ellos menores de un minuto.
El 227Ac alcanza el equilibrio con sus productos de desintegración transcurridos 185 días, transmutándose posteriormente con arreglo a un periodo de semidesintegración de 21,773 años.
El 225Ac se emplea en medicina en la producción de Bi-213 utilizado en radioterapia. La combinación del isotopo 225Ac con el anticuerpo monoclonal lintuzumab forma un radioinmuno conjugado emisor de radiación alfa (abreviado «225Ac-HuM195») con posible actividad antineoplásica.
La fracción correspondiente al anticuerpo monoclonal lintuzumab se une específicamente al antígeno de superficie celular CD33 y, con la presencia del actinio radiactivo entrega a la célula maligna una dosis de radiación alfa que resulta citotóxica para las células que expresan dicho antígeno celular, fundamentalmente las células madre hematopoyéticas normales no pluripotentes y resulta estar sobreexpresado en células de causantes de la leucemia mieloide.
De la misma manera se combina el 213Bi — producido a partir del 225Ac mismo — al anticuerpo monoclonal con el mismo efecto radioinmune. El uso de ambos isótopos evita tener que usar emisores beta como se hacía en el pasado los cuales lesionaban a tejido sano circunvecino al tumor. La combinación con el 225Ac resulta tener mayor potencia debido a que tiene una vida media superior al 213Bi.
Efectos sobre la salud
El 227Ac es extremadamente radiactivo y, teniendo en cuenta sus potenciales efectos sobre la salud, es tan peligroso como el plutonio. La ingesta, incluso en pequeñas cantidades, puede causar daños muy graves.
Curiosidades
El actinio se encuentra solamente como producto intermedio en las series de desintegración radiactiva y representa el 5,5x10-14% en peso de la corteza; el 227-Ac, producto de desintegración del 235-U, es un emisor beta con un período de semidesintegración de 21,8 años. En la naturaleza aparece asociado con minerales de uranio: 1,5x10-6% en peso en la pechblenda. Por tanto, es muy raro. Los principales productos de desintegración del 227-Ac son el 227-Th (18,7 días), 223-Ra (11,4 días) y otros de período de semidesintegración menor, entre los que se incluyen isótopos de radón, bismuto, polonio y plomo; en equilibrio con sus productos de desintegración es una fuente de rayos alfa.
El metal se ha preparado por reducción del fluoruro de actinio (AcF3) con vapor de litio a 1100-1300ºC o por irradiación del radio en reactores nucleares según el proceso: 226-Ra(n,g)227-Ra--->227-Ac + b Es un metal pesado blanco plateado. Se oxida inmediatamente en el aire. Las propiedades químicas son similares a las de los lantánidos, particularmente al lantano.
El actinio purificado alcanza el equilibrio con sus productos de desintegración en 185 días y entonces se desintegra de acuerdo con su período de semidesintegración de 21,8 años. Es 150 veces más activo que el radio, empleándose en la producción de neutrones.
Fuentes
- Artículo Propiedades. Disponible en "herramientas.educa.madrid.org". Consultado: 24 de julio del 2011.
- Artículo Elementos químicos. Disponible en "www.uam.es". Consultado: 24 de julio del 2011.
- Artículo Ac. Disponible en "www.periodni.com". Consultado: 24 de julio del 2011.
- Artículo Elementos. Disponible en "www.gestialba.com". Consultado: 24 de julio del 2011.
- Artículo Actinio. Disponible en "es.wikipedia.org". Consultado: 24 de julio del 2011.
