- Что такое радий?
- Применение
- История радия
- Где используется
- «Философский камень»
- Промышленность
- Другие сферы
- Как был открыт
- Физические и химические свойства
- Кристаллическая решётка радия:
- Нахождение в природе
- Получение
- Химические свойства радия:
- Технология получения
- Характеристики радия
- Биологическая роль
- Происхождение названия
- Единица измерения радия
- Свойства атома радия :
- Изотопы
- Общие сведения:
- Дополнительные сведения:
- Интересный факт о радии
- Где использовался радий раньше:
- ТОП5 сайтов знакомств с удобным и понятным интерфейсом
- ТОП5 оригинальных подводных ресторанов мира
Что такое радий?
Радий является шестым элементом второго столбца периодической таблицы. Это самый тяжелый из щелочноземельных металлов. Атомы радия имеют 88 электронов и 88 протонов с 2 валентными электронами во внешней оболочке.
Он был открыт Марией Кюри и ее мужем Пьером в 1898 году. В 1903 году Королевская академия наук наградила Мари и Пьера Кюри и Анри Беккереля Нобелевской премией по физике, что сделало Мари первой женщиной, получившей такую награду.
Применение
В настоящее время радий иногда используют в компактных источниках нейтронов, для этого небольшие его количества сплавляются с бериллием. Под действием альфа-излучения (ядер гелия-4) из бериллия выбиваются нейтроны: 9Be + 4He → 12C + 1n.
В медицине радий используют как источник радона для приготовления радоновых ванн (хотя в настоящее время их полезность оспаривается). Кроме того, радий применяют для кратковременного облучения при лечении злокачественных заболеваний кожи, слизистой оболочки носа, мочеполового тракта.
Однако в настоящее время существует множество более подходящих для этих целей радионуклидов с нужными свойствами, которые получают на ускорителях или в ядерных реакторах, например, 60Co (T1/2 = 5,3 года), 137Cs (T1/2 = 30,2 года), 182Ta (T1/2 = 115 сут.), 192Ir (T1/2 = 74 сут.), 198Au (T1/2 = 2,7 сут.) и т. д.
Ранее радий часто использовался для приготовления светящихся красок постоянного свечения (для разметки циферблатов часов и других приборов), однако сейчас его обычно заменяют менее опасными изотопами: тритием (T1/2 = 12,3 года) или 147Pm (T1/2 = 2,6 года).
История радия
Мари и Пьер Кюри, химики польского и французского происхождения, обнаружили радий в 1898 году. Открытие было получено в результате изучения pitchblende (тип урановой руды), обнаруженного в Богемии (современная Чешская Республика). Уран был выделен из руды, и в результате было обнаружено, что его остатки радиоактивны.
К 1910 году радий был произведен синтетическим путем в США. Но до того, его использовали в самых странных местах, например, в шоколаде или воде, но об этом немного позже.
Где используется
Использовать новое вещество начали сразу. Супруги Кюри не запатентовали продукт, считая его всеобщим достоянием. Предприимчивые граждане воспользовались этим.
«Философский камень»
Рынок Европы и Америки заполонила чудодейственная продукция: «молодильные» кремы, пудры, зубные пасты. Мошенники изготавливали также хлеб, печенье, шоколадки, «лечебную» воду, средство для повышения потенции.
Бум продержался двадцать лет, пока не была доказана опасность увлечения веществом.
Промышленность
Радий был микрокомпонентом светящейся краски. Ею снабжали циферблаты армейских компасов, часов, авиационных, морских приборов. В 1970-х радий заменили менее агрессивным тритием.
Советский армейский компас. Жёлтая краска содержит радий
Сферы применения единичны:
- В сплаве с бериллием – производитель альфа-частиц в радиево-бериллиевых накопителях нейтронов.
- Светящиеся составы (с сульфидом цинка).
- Маркер качества литья, сварных швов.
- Нейтрализация электростатических зарядов.
Применение вещества ограничивается главным недостатком – радиоактивностью.
Другие сферы
- Геологи применяют радиевые изотопы для определения возраста минералов, осадочных пород.
- Для геохимиков это индикатор движения океанской воды и концентрации урана.
- Ювелиры облучают радием драгоценные камни для улучшения цвета.
- Для медицины радий – источник газа радона (его добавляют в лечебные ванны). Кратковременное облучение радием – метод борьбы с онкологией.
Как был открыт
Открытие радия (1898 год) – заслуга Марии Кюри:
- Годами она работала с урановой смолкой. Это были отходы с местного предприятия. После извлечения урана они должны были быть «чистыми», но «фонили» сильнее чистого урана.
- Позднее к ней присоединился супруг Пьер и коллега Жан Бемон.
- Лишь через 12 лет была получена первая в истории «песчинка» чистого радия.
Реплики продуктов начала XX века, содержащих радий, на витрине в Музее Марии Кюри, Париж
В тонне урановой смолки, которую перерабатывали супруги Кюри, было 0,1 г радия.
- Первые образцы стали самым дорогим веществом на планете: цена 1 г радия превосходила стоимость двух центнеров золота.
Попутно Мария открыла элемент, который назвала полонием – в честь своей родной страны Польши.
Отопление радием-камин 21 века. Французская карточка 1910 года
За открытие радия Марии Склодовской-Кюри присудили в 1911 году Нобелевскую премию.
В радии как металле с «подсветкой» видели неисчерпаемый источник тепла и света. Однако вскоре обнаружилась смертельная опасность радиации для биологических структур.
Название восходит к латинскому radius – луч. Так радиоактивный элемент назвали за постоянную светимость.
Ра – верховный бог Солнца у древних египтян.
Физические и химические свойства
Радий при нормальных условиях представляет собой блестящий белый металл, на воздухе темнеет (вероятно, вследствие образования нитрида радия). Реагирует с водой. Ведёт себя подобно барию и стронцию, но более химически активен. Обычная степень окисления — 2.
Кристаллическая решётка радия:
511 | Кристаллическая решётка #1 | |
512 | Структура решётки | Кубическая объёмно-центрированная
|
513 | Параметры решётки | 5,148 Å |
514 | Отношение c/a | |
515 | Температура Дебая | |
516 | Название пространственной группы симметрии | Im_ 3m |
517 | Номер пространственной группы симметрии | 229 |
Нахождение в природе
Радий – рассеянный элемент, микроконцентрации обнаружены в различных объектах.
Радиоактивный элемент Радия
Элемент распределен по биосфере неравномерно:
- Главный источник металла – урановая руда.
- Радий всегда содержат руды тория.
- Вымываясь оттуда, попадает в воду, нефтяные, газоносные пласты. Найден во вторичных минералах свинца.
Тонна урана из урановой руды содержит 0,34 г радия. Тонна земной коры – 1 мкг.
За более чем 120 лет – со времени открытия – на Земле удалось получить полтора кг вещества.
Все природные изотопы радия сведены в таблицу:
Радий-223 | актиний Х (AcX) | ряд урана-235 | 11,435 дня | α | радон-219 (актинон, An) |
Радий-224 | торий Х (ThX) | ряд тория-232 | 3,66 дня | α | радон-220 (торон, Tn) |
Радий-226 | радий (Ra) | ряд урана-238 | 1602 года | α | радон-222 (радон, Rn) |
Радий-228 | мезоторий I (MsTh1) | ряд тория-232 | 5,75 года | β | актиний-228 (мезоторий II, MsTh2) |
Получение
Получить чистый радий в начале XX века стоило огромного труда. Мария Кюри трудилась 12 лет, чтобы получить крупинку чистого радия. Чтобы получить всего 1 г чистого радия, нужно было несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 цистерн воды и 5 вагонов разных химических веществ. Поэтому на начало XX века в мире не было более дорогого металла. За 1 г радия нужно было заплатить больше 200 кг золота.
Обычно радий добывается из урановых руд. В рудах, достаточно старых для установления векового радиоактивного равновесия в ряду урана-238, на тонну урана приходится 333 миллиграмма радия-226.
Существует также способ добычи радия из радиоактивных природных вод, выщелачивающих радий из урансодержащих минералов. Содержание радия в них может доходить до 7,5×10−9 г/г. Так, на месте нынешнего поселка Водный Ухтинского района Республики Коми с 1931 по 1956 год действовало единственное в мире предприятие, где радий выделяли из подземных минерализованных вод Ухтинского месторождения, так называемый «Водный промысел».
Из анализа документов, сохранившихся в архиве правопреемника этого завода (ОАО Ухтинский электрокерамический завод «Прогресс»), было подсчитано, что до закрытия на «Водном промысле» было выпущено примерно 271 г радия. В 1954 году мировой запас добытого радия оценивался в 2,5 кг. Таким образом, к началу 1950-х годов примерно каждый десятый грамм радия был получен на «Водном промысле».
Химические свойства радия:
300 | Химические свойства | |
301 | Степени окисления | +2 |
302 | Валентность | II |
303 | Электроотрицательность | 0,9 (шкала Полинга) − предположительно |
304 | Энергия ионизации (первый электрон) | 509,29 кДж/моль (5,2784239(25) эВ) |
305 | Электродный потенциал | Ra2+ + 2e— → Ra, Eo = -2,92 В |
306 | Энергия сродства атома к электрону | 9,6485 кДж/моль (0,10 эВ) – предположительно |
Технология получения
- Радий выделяют из урановой руды, получение металла базируется на электролизе. Рабочим материалом выступают растворенный хлорид радия и ртуть как катод.
- Второй способ получения – из природных вод, которые выщелачивают радий из минералов с ураном в составе.
Производство относится к вредным: требуются специальные средства защиты, соблюдение правил техники безопасности.
Характеристики радия
Радий в стандартных условиях представляет собой серебристый металл. Это очень радиоактивное вещество, излучающие световые лучи, которые заставляют его светиться в темноте. При контакте с воздухом он быстро образует черное покрытие, вступая в реакцию с азотом в воздухе.
Излучение, испускаемое радием, чрезвычайно опасно. Он более чем в миллион раз радиоактивнее урана. Чрезмерное воздействие радия может вызвать рак и, в конечном итоге, смерть. Мария Кюри, одна из первых ученых, которые работали с радием, в конечном итоге умерла от чрезмерного воздействия радиации.
Биологическая роль
Радий чрезвычайно радиотоксичен. В организме он ведёт себя подобно кальцию — около 80 % поступившего в организм радия накапливается в костной ткани. Большие концентрации радия вызывают остеопороз, самопроизвольные переломы костей и злокачественные опухоли костей и кроветворной ткани. Опасность представляет также радон — газообразный радиоактивный продукт распада радия.
Преждевременная смерть Марии Кюри произошла вследствие хронического отравления радием, так как в то время опасность облучения ещё не была осознана.
Происхождение названия
Название «радий» связано с излучением ядер атомов Ra (лат. radius — луч).
Единица измерения радия
Стандартная единица, используемая для измерения радиоактивности вещества, называется беккерелем, другая единица, кюри, получена из сравнительной радиоактивности изотопа радия, Ra-226.
Свойства атома радия :
200 | Свойства атома | |
201 | Атомная масса ( молярная масса ) | 226,0254 а.е.м. (г/моль) |
202 | Электронная конфигурация | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10
6s2 6p6 7s2 |
203 | Электронная оболочка | K2 L8 M18 N32 O18 P8 Q2 R0
|
204 | Радиус атома (вычисленный) | |
205 | Эмпирический радиус атома | 215 пм |
206 | Ковалентный радиус* | 221 пм |
207 | Радиус иона (кристаллический) | Ra2+
162 (8) пм, 184 (12) пм (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле) |
208 | Радиус Ван-дер-Ваальса | 283 пм |
209 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 88 электронов, 88 протонов, 138 нейтронов |
210 | Семейство (блок) | элемент s-семейства |
211 | Период в периодической таблице | 7 |
212 | Группа в периодической таблице | 2-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 2-ой группы) |
213 | Эмиссионный спектр излучения | ![]() |
Изотопы
Известны 25 изотопов радия. Изотопы 223Ra, 224Ra, 226Ra, 228Ra встречаются в природе, являясь членами радиоактивных рядов. Остальные изотопы могут быть получены искусственным путём. Радиоактивные свойства некоторых изотопов радия.
213 | 2,74(6) мин. | α |
219 | 10(3) мс | α |
220 | 17,9(14) мс | α (99%) |
221 | 28(2) с | α |
222 | 38,0(5) с | α |
223 (AcX) | 11,43(5) дня | α |
224 (ThX) | 3,6319(23) дня | α |
225 | 14,9(2) дня | β |
226 | 1602(7) лет | α |
227 | 42,2(5) мин. | β |
228 (MsTh1) | 5,75(3) года | β |
230 | 93(2) мин. | β |
Общие сведения:
100 | Общие сведения | |
101 | Название | Радий |
102 | Прежнее название | |
103 | Латинское название | Radium |
104 | Английское название | Radium |
105 | Символ | Ra |
106 | Атомный номер (номер в таблице) | 88 |
107 | Тип | Металл |
108 | Группа | Радиоактивный, щёлочноземельный металл |
109 | Открыт | Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри, Франция , 26 декабря 1898 г. |
110 | Год открытия | 26 декабря 1898 г. |
111 | Внешний вид и пр. | Блестящий, радиоактивный металл серебристо-белого цвета. Радиотоксичен |
112 | Происхождение | Природный материал |
113 | Модификации | |
114 | Аллотропные модификации | |
115 | Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга | |
116 | Конденсат Бозе-Эйнштейна | |
117 | Двумерные материалы | |
118 | Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) | 0 % |
119 | Содержание в земной коре (по массе) | 9,9·10-12 % |
120 | Содержание в морях и океанах (по массе) | 1,0·10-15 % |
121 | Содержание во Вселенной и космосе (по массе) | 0 % |
122 | Содержание в Солнце (по массе) | |
123 | Содержание в метеоритах (по массе) | |
124 | Содержание в организме человека (по массе) | 1,0·10-13 % |
Дополнительные сведения:
900 | Дополнительные сведения | |
901 | Номер CAS | 7440-14-4 |
Интересный факт о радии
Радий имеет температуру плавления 700 градусов Цельсия и температуру кипения 1736 градусов. Его плотность составляет 5,0 г / см 3 при 118 С.
Где использовался радий раньше:
- В шоколаде. Пищевые продукты, содержащие радий, такие как шоколадный батончик Radium Schokolade, производимый Burk & Braun, и хлебопекарня Radium Bread, которая использовала для своих нужд радий, были популярны за рубежом до тех пор, пока в 1936 году их не запретили.
- В игрушках. Radiumscope, игрушка, продаваемая в 1942 году, позволяла увидеть радий в действии.Она светилась ночью и говорили, что это незаменима вещь, для детей, боящихся темноты.
- В косметике. Человек по имени Альфред Кюри (он не был связан с учеными, открывшими элемент) использовал радий в косметике и зубной пасте. Такая линия называлась Tho-Radia.
- Для лечения импотенции. Еще до изобретения Виагры были придуманы восковые свечи с содержанием радия, которые мужчины должны были вводить в уретру для повышения потенции.
- В часах. Между 1917 и 1926 годами, в разгар расцвета популярности элемента, американская Радиевая Корпорация наняла более ста рабочих (практически все женщины) для окраски часов и циферблатов своей запатентованной светящейся краской Undark. Более 70 женщин были наняты для смешивания краски Undark, состоящей из клея, воды и порошка радия.
18/08/201928/08/2019TanyaVU 3111 Добавить комментарий Отменить ответ Комментарий <текстареа id="comment" name="comment" cols="45" rows="8" maxlength="65525" required="required">
Имя
Топы и подборки
текстареа>
ТОП5 сайтов знакомств с удобным и понятным интерфейсом
ТОП5 оригинальных подводных ресторанов мира
- https://vtopetop.ru/prochee/chto-takoe-radij-i-pochemu-ego-ispolzovali-v-ede.html
- http://himsnab-spb.ru/article/ps/ra/
- https://jgems.ru/metally/radij
- https://ChemicalStudy.ru/radiy-svoystva-atoma-himicheskie-i-fizicheskie-svoystva/
- https://chem.ru/radij.html