БСЭ. Большая Советская Энциклопедия (АК)

  То обстоятельство, что при переходе от Th к Lr число электронов на 2 внешних оболочках, как правило, не изменяется, а положительный заряд ядра постепенно возрастает, вызывает более сильное притяжение внешних электронов к ядру и приводит к т. н. актиноидному сжатию: у нейтральных атомов и ионов А. одинаковой валентности при увеличении атомного номера радиусы не увеличиваются, как это обычно бывает, а даже несколько уменьшаются (например, радиус U ³⁺равен 1,03 , Np ³⁺- 1,01 , Pu ³⁺- 1,00 , Am ³⁺- 0,99 и т. д.).

  Химические свойства элемента зависят в основном от числа электронов на наружных слоях и размера атомных и ионных радиусов, поэтому не удивительно, что во-первых, свойства А. близки между собой, и, во-вторых, химическое поведение А. и лантаноидов обладает большим сходством. Это сходство особенно заметно тогда, когда элементы находятся в одинаковом валентном состоянии. Так, 3-валентные А. образуют те же нерастворимые соединения (гидроокиси, фториды, карбонаты, оксалаты и др.), что и 3-валентные лантаноиды; трифториды, трихлориды и другие аналогичные соединения 3-валентных А. образуют изоструктурные ряды [другими словами, соединения, входящие в такие ряды, например в ряд MeCl ₃, где Me - атом А., обладают сходными кристаллическими решётками, параметры которых постепенно уменьшаются по мере роста атомного номера (Z) атома А.]. Такие же изоструктурные ряды образуют двуокиси, тетрафториды, гексафториды и другие соединения А. По склонности к гидролизу соединения 5-валентных А., например пентахлориды, очень близки между собой. В растворах 6-валентные А. существуют в виде МеО ₂ ²⁺-ионов и т. д. Приведённые примеры далеко не исчерпывают всех случаев сходства А., пои на них можно убедиться в его наличии.

  Однако, кроме общих черт, между А. и лантаноидами имеется и существенная разница. Так, А. часто образуют соединения в состояниях окисления, значительно более высоких, чем +3, что не характерно для лантаноидов. В своих соединениях А. проявляют следующие валентности (наиболее типичная выделена жирным шрифтом): Th (3, 4), Pa (3, 4, 5), U (3, 4, 5, 6), Np (3, 4, 5, 6, 7), Pu (3, 4,5, 6, 7), Am ( 3, 4, 5, 6), Cm ( 3, 4), Bk ( 3,4), Cf (2, 3), Es ( 3), Fm ( 3), Md (2, 3), № 102 ( 2, 3). Таким образом, валентность 3 характерна для А. только после Am. Первые члены семейства А. (Th, Pa и U) в своих соединениях чаще бывают соответственно 4-, 5- и 6-валентными. А. в большей степени, чем лантаноиды, склонны к комплексообразованию. Указанные особенности А. объясняются тем, что «вновь пришедшие» на 5-ю от ядра оболочку электроны (т. н. 5f-электроны или электроны 5f-подуровня) по энергии связи с ядром очень близки к электронам 6-й оболочки (т. н. 6d-электронам или электронам 6 d-подуровня); эти 6 d-электроны и могут проявлять себя как дополнительные валентные (см. табл.). У лантаноидов же «вновь пришедшие» 4f-электроны всегда связаны с ядром значительно прочнее, чем 5 d-электроны. Близость энергии связи с ядром 5f- и 6 d-электронов у Th, Pa и U приводит к тому, что f-электроны 5-й оболочки также могут проявлять себя как валентные. Валентность 3 оказывается для этих элементов не характерной, и по многим своим признакам они похожи на элементы не III, а, соответственно, IV, V и VI групп периодической системы (и долгое время в эти группы и помещались). В 1930-х и в начале 1940-х гг. считалось, что и следующие за U элементы Np и Pu также должны относиться соответственно к VII и VIII группам периодической системы, или, вследствие обнаруженных у Np и Pu черт сходства с U, их следует разместить вместе с U в VI группе. Однако анализ закономерностей изменения химических свойств элементов 7-го периода, особенно после открытия следующих за Pu А., а также найденное экспериментально сходство кристаллографических, спектроскопических и магнитных характеристик соединений элементов, следующих за актинием, с соответствующими характеристиками лантаноидов, навели Сиборга на мысль, что трансурановые элементы должны рассматриваться как аналоги актиния, в результате чего и была выдвинута гипотеза о существовании семейства А. Актиноидная гипотеза в значительной мере способствовала успехам открытия Am, Cm и последующих А., т. к. из неё следовало, что наиболее характерная валентность этих элементов должна быть равна 3, а не 4 и 6, как первоначально предполагали, и, следовательно, в этом валентном состоянии их и надо искать.

Электронные конфигурации атомов актиноидов

Элемент	Число электронов на некоторых подуровнях
5-й оболочки	6-й оболочки	7-й оболочки
s	p	d	f	s	p	d	s
Th	2	6	10	0	2	6	2	2
Pa	2	6	10	2	2	6	1	2
U	2	6	10	3	2	6	1	2
Np	2	6	10	4	2	6	1	2
Pu	2	6	10	6	2	6	0	2
Am	2	6	10	7	2	6	0	2
Cm	2	6	10	7	2	6	1	2
Bk	2	6	10	8	2	6	1	2
Cf	2	6	10	9	2	6	1	2
Es	2	6	10	11	2	6	0	2
Fm	2	6	10	12	2	6	0	2
Md	2	6	10	13	2	6	0	2
102	2	6	10	14	2	6	0	2
Lr	2	6	10	14	2	6	1	2

  Свойства элементов, отнесённых Сиборгом к числу А., по рассмотренным выше причинам, значительно сильнее различаются между собой, чем свойства лантаноидов, и поэтому вопрос о том, существует ли в действительности в 7-м периоде семейство А. (аналогичное семейству лантаноидов 6-го периода), или строение 7-го периода в этой его части более сложное, долгое время не был решен до конца. Решающее значение для окончательного вывода о строении 7-го периода имело изучение химических свойств 104-го элемента - курчатовия (открытого Г. Н. Флёровым с сотрудниками в 1964), проведённое в 1966 под руководством чешского химика И. Звары в Дубне (СССР). Оказалось, что по своим свойствам курчатовий резко отличается от предшествующих элементов и представляет собой аналог гафния, принадлежащего уже к IV группе периодической системы. Теоретические же расчёты показывают, что число элементов, у которых заполняется f-подуровень 3-й снаружи электронной оболочки, должно быть равно 14, и поэтому следует принять, что семейство 14 А. начинается с Th и завершается у Lr. В настоящее время все А., как и лантаноиды, принято размещать в отдельном ряду внизу периодической системы.

  Из-за близости химических свойств А., особенно трансурановых, отделить их друг от друга крайне сложно. Для разделения А. очень полезным оказался метод ионообменной хроматографии,которым широко пользуются и для разделения лантаноидов. Поскольку этот метод сыграл важную роль в открытии и изучении А. и, кроме того, даёт ясное представление о работе с этими элементами, с ним стоит познакомиться подробнее. Стеклянную трубку, расположенную вертикально, заполняют специальным органическим полимером или смолой, а затем на этот полимер подают раствор, содержащий, например, 3-валентные ионы А. Ионы реагируют с полимером и оказываются связанными с ним химически. Для извлечения А. из трубки колонки через неё пропускают раствор, который содержит вещества, способные образовывать с ионами А. более прочные связи, чем органический полимер. Порядок выхода А. из колонки зависит, в основном, от ионного радиуса элементов, причём можно подобрать такие условия, что быстрее всего колонку покинут ионы с наименьшими радиусами. Т. к. радиусы ионов от Th к Lr постепенно уменьшаются, то выход ионов А. будет происходить в последовательности, обратной их атомным номерам Z. Порядок в выходе А. выполняется столь строго, что даёт возможность по наличию радиоактивных атомов в той или иной порции раствора, прошедшего через колонку, сделать вывод, какие именно элементы присутствуют в смеси, и точно определить их порядковые номера. Метод обладает высокой избирательностью, требует небольших затрат времени и пригоден даже тогда, когда в наличии имеется лишь несколько атомов элемента. Он был использован, в частности, при открытии Bk, Cf, Es, Fm и Md.

  Из всех А. к настоящему времени практическое. применение находят главным образом Th, U и Р . Изотопы ²³³U, ²³⁵U и ²³⁹Pu служат как ядерное горючее в атомных реакторах и играют роль взрывчатого вещества в атомных бомбах. Некоторые изотопы А. ( ²³⁸Pu, ²⁴²Cm и др.), испускающие a-частицы высокой энергии, могут служить для создания источников тока со сроком службы до 10 лет и более, необходимых, например, для питания навигационной радиоаппаратуры спутников. В таких источниках тока тепловая энергия, выделяющаяся при радиоактивном распаде, при помощи специальных устройств преобразуется в электрический ток. Изучение свойств А. имеет большое теоретическое значение, т. к. позволяет расширить знания о свойствах атомных ядер, химическом поведении элементов и т. д.

  Лит.:Хайд И., Сиборг Г. Т., Трансурановые элементы, пер. с англ., М., 1959; Сиборг Г., Кац Дж., Химия актинидных элементов, пер. с англ., М., 1960; Гольданский В. И., Новые элементы в Периодической системе Д. И. Менделеева, 3 изд., М., 1964; Лапицкий А. В., Цисурановые и трансурановые элементы, в сборнике: Рассказывают ученые-химики, М., 1964; Сиборг Г., Искусственные трансурановые элементы, пер. с англ., М., 1965; Хайд Э., Перлман И., Сиборг Г., Ядерные свойства тяжелых элементов, в. 1, Трансурановые элементы, пер. с англ., М., 1967.

  С. С. Бердоносов.

Актинолит

Актиноли'т,лучистый камень, минерал из группы амфиболов.Химический состав Ca ₂(Mg, Fe) ₅[Si ₄0 ₁₁] ₂(OH) ₂. Иногда имеет примесь MnO (манганактинолит). Кристаллизуется в моноклинной системе. Образует вытянутые, игольчатые и нитевидные кристаллы, собранные в радиально-лучистые, спутанно-волокнистые (нефрит) агрегаты. Цвет зелёный, блеск стеклянный, твердость по минералогической шкале 5,5-6; плотность 3170-3300 кг/м ³.А. породообразующий минерал метаморфических сланцев и контактовых скарнов,где он встречается вместе с хлоритом, эпидотом, тальком, кварцем, гранатом и др.

  Г. П. Барсанов.

Актинометр

Актино'метр(от актино... и греч. metrйM - измеряю), прибор для измерения интенсивности прямой солнечной радиации. Принцип действия А. основан на поглощении падающей радиации зачернённой поверхностью и превращении её энергии в теплоту. А. является относительным прибором, т.к. об интенсивности радиации судят по различным явлениям, сопровождающим нагревание, в отличие от пиргелиометров-приборов абсолютных. Например, принцип действия актинометра Михельсона основан на нагревании солнечными лучами зачернённой сажей биметаллической пластинки 1, спрессованной из железа и инвара ( рис. 1 ). При нагревании железо удлиняется, а инвар почти не испытывает теплового расширения, поэтому пластинка изгибается. Величина изгиба служит мерой интенсивности солнечной радиации. С помощью микроскопа 3наблюдают перемещение кварцевой нити 2,расположенной на конце пластинки 1.

  В термоэлектрическом актинометре Савинова - Янишевского приёмной частью служит тонкий зачернённый с наружной стороны серебряный диск 1( рис. 2 ), к внутренней стороне которого приклеены центральные спаи 2термоэлементов, состоящих из зигзагообразно соединённых полосок манганина и константана (т. н. звёздочка Савинова). Периферийные спаи 3приклеены к медному кольцу в корпусе А. При падении на приёмную поверхность солнечных лучей центральные спаи нагреваются, в то время как периферийные затенены; в результате возникает термоэлектрический ток, пропорциональный разности температур центральных и периферийных спаев, которая в свою очередь пропорциональна измеряемому потоку радиации.

  Лит.:Кондратьев К. Я., Актинометрия, Л., 1965; Кедроливанский В. Н. и Стернзат М. С., Метеорологические приборы, Л., 1953.

Рис. 2. Приёмная часть актинометра Савинова - Янишевского («звёздочка» Савинова).

Рис. 1. Приёмная часть актинометра Михельсона.

Актинометрия

Актиноме'трия,раздел геофизики, в котором изучаются перенос и превращения излучения в атмосфере, гидросфере и на поверхности Земли; в узком смысле слова А. - совокупность методов измерений радиации Земли в метеорологии. Источником энергии процессов, происходящих на Земле и в атмосфере, является Солнце. При прохождении коротковолновой радиации Солнца (электромагнитное излучение в области длин волн 0,3-3 мкм) через атмосферу Земли, в верхних слоях происходят химические реакции, ионизация,диссоциация молекул; поглощение радиации, главным образом озоном, водяным паром и земной поверхностью приводит к нагреванию атмосферы. С другой стороны, Земля, как всякое нагретое тело, излучает энергию в мировое пространство. Приход-расход энергии излучения атмосферы и подстилающей поверхности является конечной причиной появления различных климатических зон на Земле и смены погоды. В связи с этим основной задачей А. является количественное и качественное исследование прямой, рассеянной и отражённой солнечной радиации, длинноволновой радиации земной поверхности и атмосферы (см. Длинноволновое излучение ) , радиационного баланса атмосферы,разработка приборов и методов измерений превращений лучистой энергии в атмосфере, гидросфере и на земной поверхности. А. тесно связана с атмосферной оптикой и спектроскопией,имеет много общего с гелиофизикой,физикой высоких слоев атмосферы и физикой приземного слоя. Результаты экспериментальных и теоретических работ по А. применяют в климатологии, сельском хозяйстве и промышленности, в медицине, архитектуре, транспорте, в аэрологии и метеорологии.

  Развитие А. началось ещё в 17 в. Первые измерения солнечного тепла (в некоторых относительных единицах) были произведены английским учёным Э. Галлеем в 1693. В 1896 русский учёный Р. Н. Савельев впервые провёл измерения прямой солнечной радиации с воздушного шара, положив этим начало актинометрическим исследованиям в свободной атмосфере. Однако лишь после создания пиргелиометра (1887) и пиргеометра (1905) шведским учёным К. Ангстремом и биметаллического актинометра (1905) русским физиком В. А. Михельсоном исследования солнечной и земной радиации приобрели строго количественный характер.

  История нового периода А. в России тесно связана с именем С. И. Савинова и Павловской обсерваторией. В СССР в 1925 при Главной Геофизической обсерватории (ГГО) была создана постоянная актинометрическая комиссия под руководством которой началось расширение сети актинометрических станций. ГГО - одна из старейших обсерваторий мира, практически руководит в СССР всеми работами в области актинометрических измерений на поверхности Земли и климатологических исследований теплового баланса. Впервые в СССР в 1948 в ГГО начались радиационные измерения с самолёта. Обширные исследования в области А. проводились в Центральной Аэрологической обсерватории и Ленинградском государственном университете.

  С 1954 в ФРГ, США, СССР и в Японии начались исследования свободной атмосферы при помощи актинометрических радиозондов (АРЗ) - приборов, поднимаемых на одной-двух небольших оболочках до 30-35 кми дающих распределение по высоте нисходящих и восходящих потоков длинноволновой радиации и эффективного излучения с достаточной для решения многих задач геофизики точностью. С 1963 впервые в мире в СССР начала работать сеть актинометрического радиозондирования, проводящая регулярные выпуски АРЗ. Кроме того, актинометрические исследования свободной атмосферы при помощи АРЗ проводят с кораблей погоды и в Антарктиде.

  Теоретические работы в А. охватывают широкий круг задач, в особенности вопрос о связи радиации с температурой атмосферы, облачностью, изменениями погоды и климата. Ведущее место среди исследований связи радиации с облачностью занимают работы Физики атмосферы института АН СССР, а по теории климата - ГГО и Гидрометеорологического научно-исследовательского центра СССР .

  Особенно большие возможности получила А. в связи с запуском искусственных спутников Земли (ИСЗ). По измерениям радиации в области 8-12 мкм,где атмосфера слабо влияет на излучение земной поверхности, определяют радиационную температуру этой поверхности, что позволяет устанавливать во многих случаях наличие или отсутствие облачности; измерения уходящей коротковолновой (отражённой) и длинноволновой радиации дают баланс системы Земля - атмосфера, который играет большую роль при климатологических исследованиях. Возможности спектральных радиационных исследований с ИСЗ вызвали постановку так называемых обратных задач А., в которых по результатам измерений энергий излучения делается попытка найти температурный профиль атмосферы и распределение её основных поглощающих компонентов (водяного пара, углекислого газа, озона) по высоте. Эти задачи поставили новые проблемы в математике, спектроскопии, технике актинометрического приборостроения и теории переноса лучистой энергии, что явилось новым толчком для развития А.

  Большую роль в развитии А. играет объединение усилий ряда стран при проведении исследований по международным программам в периоды Международного года спокойного Солнца, Международного года геофизического сотрудничества, Международного геофизического годаи т. д. Основные материалы по А. публикуются в журналах по физике атмосферы, аэрологии и метеорологии, в трудах научно-исследовательских организаций.

  Лит.:Кондратьев К. Я., Актинометрия, Л., 1965; Хргиан А. Х., Очерки развития метеорологии, т. 1, 2 изд., Л., 1959; Янишевский Ю. Д., Актинометрические приборы и методы наблюдений, Л., 1957; Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова за 50 лет Советской власти, Л., 1967; Кондратьев К. Я., Борисенко Е. П., Морозкин А. А., Практическое использование данных метеорологических спутников, Л., 1966.

  Г. Н. Костяной.

Актиномикоз

Актиномико'з(от актино... и греч. mэks - гриб), хроническое инфекционное заболевание человека и животных (крупный рогатый скот, реже - свиньи, овцы, козы, лошади), вызываемое анаэробными и аэробными лучистыми грибками ( актиномицетами ) .Распространён повсеместно.

  А. у человекасоставляет 6-8% всех хронических гнойных процессов. Впервые описан немецким хирургом Б. Лангенбеком в 1845. Лучистые грибки обитают у человека в полости рта, кишечном тракте, обычно не причиняя вреда, но при определённых условиях становятся патогенными. Главный путь заражения - через желудочно-кишечный тракт, в некоторых случаях - воздушный. Внедрившиеся в ткани лучистые грибки окружаются клеточным барьером и соединительно-тканной капсулой; образуется актиномикома, гнойное расплавление которой приводит к выходу грибков в окружающие ткани. А. распространяется в организме либо контактным путём, либо по току лимфы или крови. Заболевание течёт волнообразно, с периодическими подъёмами температуры и появлением болевых ощущений. Проявляется развитием плотно-эластичных инфильтратов, которые нагнаиваются и вскрываются, при этом возникают свищи с гнойно-кровянистыми выделениями. А. может поражать любые органы и ткани. Осложнения: контрактура жевательных мышц вследствие образования рубцов, сужение кишечника и мочевыводящих путей, развитие бронхоэктазов и кистозных полостей в лёгких, патологические переломы. Лечение: актинолизат, актиномицетная поливалентная вакцина; антибиотики, сульфаниламидные препараты, переливания крови, хирургические вмешательства. Профилактика - тщательная санация полости рта.

  О. Б. Минскер.

  А. у животных.А. регистрируется в течение всего года, чаще в стойловый период при кормлении животных сухими грубыми кормами, а также при выпасах на стерне осенью. Актиномицеты попадают в ткань тела животного чаще всего через повреждения слизистых оболочек. Общий клинический признак А. для всех видов животных - образование актиномикомы чаще всего в области головы. Образовавшиеся плотные, прочно сросшиеся с кожей опухоли вскрываются наружу через кожу и в полость глотки. Из свищей выделяется гной, содержащий друзы возбудителя. Лечение - главным образом антибиотики (пенициллин, окситетрациклин). Хирургическое лечение используют в случаях, когда опухоли отграничены и отделимы. Для предупреждения А. животных в районах, стационарно неблагополучных по этому заболеванию, не следует выпасать скот на низких, заболоченных, сырых пастбищах. Грубые корма (сено, солому, мякину) перед скармливанием запаривают. Больных животных изолируют. Вопрос об использовании в пищу мяса от больных А. животных решается специалистами в зависимости от степени поражения туши.

  И. Г.Левенберг.

  Лит.:Аснин Д. И., Иммунодиагностика актиномикоза, М., 1956; Осповат Б. Л., Актиномикоз лёгких, М., 1963; Сутеев Г. О., Актиномикоз, М., 1951.

Актиномицеты

Актиномице'ты(Actinomicetes), стрептомицеты, лучистые грибки, группа микроорганизмов, соединяющая в себе черты бактерий и грибов. Для А. характерно нитевидное или палочковидное и кокковидное строение и наличие боковых выростов; все они окрашиваются по Граму (см. Грама метод ) .К А. относятся: собственно А. (род Actinomyces), образующие споры на спороносцах, формирующиеся в виде длинных цепочек путём сегментации или фрагментации спороносцев (см. рис.); проактиномицеты (Proactinomyces) с хорошо развитым мицелием, распадающимся на палочки и кокки; микобактерии (Mycobacterium) с типичным ветвлением мицелия в виде палочковидных клеток, размножающихся делением (перешнуровыванием); микококки (Mycococcus) в виде округлых неправильно очерченных клеток (часто с боковыми выростами - почками), размножающихся перешнуровыванием и почкованием; микромоноспоры (Micromonospora) - группа, объединяющая 4 рода (Micromonospora, Microbispora, Micropolyspora и Actinobifida); формы со сложными органами плодоношения - спорангиями со спорами внутри (Streptosporangium, Actinosporangium и др.); формы, образующие споры со жгутиками (Actinoplanes, Dermatophilus и др.).

  А. широко распространены в почвах, в иле водоёмов, в воздухе и на растительных остатках. Среди А. имеются патогенные формы, вызывающие актиномикоз, туберкулёз(Mycobacterium tuberculosis), дифтерию (Corynebacterium diphtheriae); некоторые виды микобактерии поражают растения; проактиномицеты образуют клубеньки на корнях ольхи и др. растений, способствуя их росту (см. Азотфиксирующие микроорганизмы ) .Большинство А. питается белковыми или небелковыми органическими веществами. Среди А. есть и автотрофы, а также формы, для которых источником углерода могут служить воски, смолы, парафины, нефть.

  Источником азота для них служат нитраты, аммонийные соли, мочевина, аминокислоты и др. Живут А. в самых разных условиях: в аэробных и анаэробных, при t 5-7 и 45-70°C. А. участвуют в разнообразных почвенных процессах (аммонификация, разложение клетчатки, синтез и разложение перегноя). Многие А. продуцируют антибиотики, витамины,пигменты, аминокислоты и др. биологически активные вещества. См. также Актиномицины .

  Лит.:Красильников Н. А.. Лучистые грибки и родственные им организмы. Actinomycetales, М. - Л., 1938; Waksman S. A., The actinomycetes, v. 1 - 2, Baltimore, 1959 - 61.

  Н. А. Красильников.

Образование спор у актиномицетов: 1 - фрагментацией; 2 - сегментацией.

Актиномицины

Актиномици'ны,группа антибиотиков,образуемых разными актиномицетами.Известно более 100 А., обозначаемых А, В, С, D, F, Хи др. Впервые А. обнаружен в 1940 в культуральной жидкости Streptomyces antibioticus. Молекулярная масса А. около 1200; из культуральной жидкости А. могут быть выделены экстракцией бутиловым спиртом, ацетоном и др. растворителями. А. обладают антибиотическим действием против грамположительных бактерий и некоторых грибов. Относятся к хромопептидам, т. е. состоят из пептидов и хромофорной группы (красного пигмента), и потому ярко-красного цвета. Все А. высоко токсичны. В опытах на животных установлено противоопухолевое действие А. На наиболее распространённые формы рака у человека А. не действуют.

  А. А. Имшенецкий.

Актиноморфный цветок

Актиномо'рфный цвето'к(от актино... и греч. morph - форма), цветок с симметричным расположением частей, т. е. имеющий не менее двух плоскостей симметрии, проведённых вертикально через центр цветка и делящих его на две равные половины (см. рис. ). А. ц., как правило, мало приспособлены для опыления какими-то определёнными насекомыми, что служит признаком низкой организации. Актиноморфными называются и другие части растения с двумя (и более) плоскостями симметрии.