Actínio (Ac)

O actínio, símbolo Ac e número atômico 89, é um elemento pertencente ao bloco f da  Tabela Periódica, os chamados elementos de transição interna. É quimicamente semelhante ao lantânio (por isso, por exemplo, apresenta carga igual a +3 nos compostos), porém de difícil obtenção e com poucas aplicações. Dos cerca de 30 isótopos desse elemento, apenas dois são naturais, o actínio-227 e o actínio-228.

O actínio é melhor obtido pelo bombardeamento de núcleos de rádio (Ra) com nêutrons termais, técnica que possibilita consegui-lo na faixa de miligramas. Suas aplicações ainda são restritas, mas se sabe que ele pode ser utilizado como fonte energética para espaçonaves e dispositivos que trabalham em regiões remotas, assim como o actínio-225 é um potencial candidato para o tratamento de alguns tipos de câncer.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre o actínio
• 2 - Propriedades do actínio
• 3 - Características do actínio
• 4 - Onde o actínio pode ser encontrado?
• 5 - Obtenção do actínio
• 6 - Aplicações do actínio
• 7 - História do actínio

Resumo sobre o actínio

• É um metal pertencente ao bloco f da Tabela Periódica.

• Na forma metálica, possui coloração branca prateada, às vezes com brilho dourado.

• Em solução, dada sua semelhança com o lantânio, seu NOx é +3.

• Possui cerca de 30 isótopos, sendo apenas dois encontrados na natureza: os de massa 227 e 228.

• Está presente em amostras de urânio, mas é obtido via bombardeamento de isótopos de rádio com nêutrons termais.

• É de difícil obtenção e possui poucas aplicações.

• Destaca-se, contudo, o papel do isótopo actínio-225 no combate a alguns tipos de câncer.

Propriedades do actínio

• Símbolo: Ac

• Número atômico: 89

• Massa atômica: 227 u.m.a

• Eletronegatividade: 1,1

• Ponto de fusão: 1050 °C

• Ponto de ebulição: 3198 °C

• Densidade: 10,07 g.cm^-3 (calculado)

• Configuração eletrônica: [Rn] 7s² 6d¹

• Série química: actinídeos, bloco f, elementos de transição interna

Características do actínio

O actínio, número atômico 89 e símbolo Ac, é um metal pertencente ao grupo dos actinídeos, localizado no bloco f da Tabela Periódica. Em sua forma metálica, ele apresenta coloração branca prateada, às vezes, com uma tonalidade dourada.

Quimicamente, o actinío lembra bastante o lantânio, podendo-se dizer que qualitativamente não há diferenças entre ambos. Por isso, em solução e na formação de compostos, o actínio apresenta a carga +3 (Ac³⁺). Quando em contato com o ar, rapidamente se oxida e forma uma camada de Ac₂O₃, a qual impede a continuação da oxidação.

Poucos são os compostos conhecidos de actínio, entre eles haletos, oxihaletos, óxido e sulfeto. Alguns outros são esperados, como é o caso do carbonato, contudo, ainda não foram identificados.

São conhecidos cerca de 30 isótopos do actínio, sendo apenas dois naturais: ²²⁷Ac e ²²⁸Ac. O primeiro, mais conhecido, é oriundo da série de decaimento radioativo do ²³⁵U e possui um tempo de meia-vida de 21,77 anos. Já o actínio-228, que possui 6,15 horas de meia-vida, é produto da série de decaimento radioativo do tório-232.

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Onde o actínio pode ser encontrado?

O actínio (mais especificamente na forma ²²⁷Ac) depende diretamente da quantidade de urânio-235, bem distribuído pela crosta terrestre. O teor médio de urânio na crosta terrestre é de 2,7 ppm (parte por milhão, ou mg por kg), sendo que 0,72% da massa corresponde ao ²³⁵U. Isso permite calcular a abundância natural do ²²⁷Ac (baseado nos tempos de meia-vida do urânio e do próprio isótopo), que seria de 5,7 x 10^-10 ppm.

Obtenção do actínio

Embora presente nos minérios de urânio, o máximo que se reportou de actínio obtido dessa fonte natural foi de aproximadamente 7 μg (microgramas, 10^-6 gramas).

A melhor forma de obtenção surgiu no final da década de 1940, quando cientistas conseguiram obter ²²⁷Ac por meio da irradiação de ²²⁶Ra com nêutrons termais.

Com essa técnica, quantidades na ordem de miligramas de Ac foram obtidas.

Aplicações do actínio

A energia oriunda das cinco partículas alfa geradas durante a série de decaimento radioativo do ²²⁷Ac permitiu que este fosse utilizado como fonte de calor em geradores termoelétricos de radioisótopos. A energia seria produzida para espaçonaves ou outros dispotivos que necessitassem operar por um grande intervalo de tempo em locais remotos.

Já o ²²⁵Ac, cuja meia-vida é de 10 dias, é um radioisótopo alfa-emissor com propriedades interessantes para a rápida destruição de células cancerígenas. A significativa energia emitida na desintegração do ²²⁵Ac, a qual gera quatro partículas alfa, pode ser utilizada em cirurgias, de modo a atacar tumores cancerígenos da próstata, das mamas e da medula óssea. Outro ponto interessante é que a série de decaimento do actínio-225 termina no ²⁰⁹Bi, um isótopo estável e não tóxico.

Os desafios da utilização do ²²⁵Ac estão na não formação de outros radioisótopos, como o potencialmente perigoso ²²¹Fr, e em permitir que o isótopo de actínio possa agir por mais tempo sobre o alvo tumoral.

História do actínio

Em 1899, nos laboratórios de Pierre e Marie Curie, André-Louis Debierne reportou que havia encontrado um novo elemento radioativo, o qual seria quimicamente próximo ao titânio. Seis meses depois, já em 1900, Debierne chegou a dizer que a fração de titânio já não era muito ativa e que o novo elemento que ele estava investigando, agora, assemelhava-se quimicamente ao tório.

Debierne reivindicou a descoberta do novo elemento, batizando-o como actínio (do grego aktis, que significa “raio”). À época, a descoberta de André-Louis Debierne não sofreu críticas, mas, com base no que se sabe hoje, fica evidente que os experimentos de 1899 não produziram nada de actínio, enquanto os experimentos de 1900 geraram uma mistura de radionuclídeos, possivelmente incluíndo actínio em menor escala.

Porém, em 1902, Friedrich Oskar Giesel reportou uma nova substância “emanadora” (uma substância radioativa) entre as impurezas da pechblenda (uma das variações do minério uraninita, óxido de urânio). Giesel conseguiu estabelecer corretamente diversas propriedades químicas dessa nova substância, incluindo o importante fato de que era quimicamente semelhante ao grupo do cério de terras-raras.

Em 1903, o cientista conseguiu concentrar a amostra ao ponto de ter apenas lantânio como impureza, não sendo possível detectar o tório. No ano seguinte, Giesel batizou o novo elemento de “emânio”, uma vez que estava diante, claramente, de um novo radioelemento.

Debierne atacou vigorosamente as reinvidicações de Giesel, insistindo que se tratava da mesma substância que ele havia descoberto e batizado como actínio, embora ele mesmo tenha reportado que tal substância era quimicamente semelhante ao titânio e ao tório.

Posteriormente, Debierne prevaleceu, fazendo com que muitos historiadores o coloquem como o verdadeiro descobridor do elemento 89, mas talvez pela influência do casal Curie e pelo fato de Rutherford ter lhe dado os créditos. Outros, porém, preferem dividir o crédito entre Debierne e Giesel.

A descoberta do actínio foi também a continuação dos trabalhos dos Curie, mas nunca teve o mesmo impacto do recém-descoberto rádio (Ra). Diferentemente do rádio, à época, o actínio não possuía qualquer aplicação, além de ser extremamente raro na natureza e de difícil obtenção.

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química