Этот химический элемент открыт случайно – при исследовании радиоактивного сырья. Полоний – один из самых токсичных, опасных химических веществ. Но ценим ядерщиками.
Что представляет собой
Полоний – это химический элемент №84 таблицы Менделеева, белый с серебристостью — мягкий металл.
Радиоактивен. По составу это конгломерат четырех десятков изотопов:
- Среди них стабильные единицы отсутствуют. Полоний – первый среди элементов таблицы Менделеева с таким свойством.
- Изотопы-«долгожители» – 208 и 209 (полураспадаются три и 102 года).
- Изотопам, завязанные на уране и тории, присвоены названия. На сегодня устаревшие.
Международное обозначение – Po (Polonium).
Как был открыт
Полоний как элемент получен супругами Кюри к 1898 году при исследовании урановой смолки:
- Ученые обнаружили, что отходы, оставшиеся после извлечения урана, «фонят» сильнее исходного материала. Так были открыты радий и полоний.
- Образец с 0,11 мг полония удалось выделить через 12 лет – после обработки вручную десятков тонн урановых руд.
- Название элемента предложила Мария Кюри, в девичестве Склодовска.
В историю науки элемент вошел как полоний, в честь Польши (Polonia) – родины Марии Кюри.
Супруги придумали единицу измерения для нового элемента – беккерель (Бк). Так они отдали дань уважения французскому коллеге, вдохновившему Марию на исследования.
Физико-химические характеристики
Для физика или химика это небанальный материал:
- Полоний в виде металла окисляется на воздухе, образуя моно- и диоксид. Искусственно получен триоксид.
- Формирует соединения с галогенами.
- Результат воздействия «дуэта» соляная кислота плюс магний – полоноводород. При температурах от минус 36 до плюс 35°C это жидкость.
- Взаимодействие с калием и кислородом дает полонаты.
- Еще один тип соединений – полониды – продукт взаимодействия с металлами.
| Свойства атома | |
|---|---|
| Название, символ, номер | Поло́ний / Polonium (Po), 84 |
| Атомная масса (молярная масса) |
208,9824 а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4 |
| Радиус атома | 176 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 146 пм |
| Радиус иона | (+6e) 67 пм |
| Электроотрицательность | 2,3 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | Po ← Po3+ 0,56 В Po ← Po2+ 0,65 В |
| Степени окисления | −2, +2, +4, +6 |
| Энергия ионизации (первый электрон) |
813,1 (8,43) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 9,196 г/см³ |
| Температура плавления | 527 K (254 °C) |
| Температура кипения | 1235 K (962 °C)] |
| Уд. теплота плавления | 10 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | 102,9 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 26,4 Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 22,7 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | кубическая |
| Параметры решётки | a = 3,35 Å |
| Номер CAS | 7440-08-6 |
Полоний – единственный химический элемент, кристалл которого формирует решетку-куб из одного атома при малых температурах.
Как представлен в природе
Тонна земной коры содержит 0,00002 мкг полония. Элемент извлекают из минералов тория и урана. Здесь его концентрация на три-четыре порядка выше.
Полониевый изотоп 210 замечен в табаке. Попытки избавить растительное сырье от данного элемента успехом не увенчались.
| Изотоп | Название | Обозначение | Радиоактивный ряд |
|---|---|---|---|
| 210Po | Радий F | RaF | 238U |
| 211Po | Актиний C’ | AcC’ | 235U |
| 212Po | Торий C’ | ThC’ | 232Th |
| 214Po | Радий C’ | RaC’ | 238U |
| 215Po | Актиний A | AcA | 235U |
| 216Po | Торий A | ThA | 232Th |
| 218Po | Радий A | RaA | 238U |
Технология получения
Источник радиоактивного элемента – урановые руды. Но концентрация ничтожна: на 100 триллионов частиц урана приходится одна частица полония.
Поэтому сегодня львиную долю вещества получают на ядерных реакторах:
- Металлический висмут бомбардируют нейтронами.
- Энергия бета-распада превращает изотоп висмута в полоний-210.
- Облучение его же протонами создает полониевый изотоп-долгожитель.
Металлическую форму вещества получают, разлагая сульфид либо диоксид полония (495°C в вакууме).
Микродозы элемента извлекают из уранового шлама. Применяют ионный обмен, хроматографию, другие методы.
Где используется
В научном, оборонном, гражданском секторе нашлось применение изотопу вещества-210:
- Полониево-боро-бериллиевый сплав приноситпользу как материал источников нейтронов. Выпускается в виде шайбочек из карбида бора либо бериллия, покрытых полонием. Отпускаются в запаянных емкостях. Продукт безопасен, надежен, портативен, легок.
- Элемент (соло либо со свинцом, иттрием) используют в производстве источников тепла для агрегатов, работающих автономно. Например, луно- или марсоходов.
- Компонент сплавов электродов свечей зажигания.
В дуэте с изотопом лития элемент становится ядерным детонатором, кратно понижая критическую массу заряда.
Полоний признают стратегическим сырьем и органы власти государств, и террористические группировки. Учитывается с пристрастием.
Влияние на человека
Данные о влиянии элемента на организм человека базируются на результатах опытов с животными (на людях вещество не тестировалось).
Фатальная для взрослого доза полония – 0,6-2 мкг при вдыхании. При попадании с пищей или водой – на порядок больше.
Полоний отнесен к веществам первого класса опасности: запредельная токсичность дополняется радиоактивностью.
Этим обусловлены правила работы с материалом:
- Манипуляции проводятся только в изолированных боксах.
- Брать запрещено даже надев перчатки: кожа и сопредельные внутренние области облучатся.
В организм человека вещество попадает с воздухом, пищей, водой, табачным дымом. Локализуется мозгом, печенью, селезенкой, почками.
Симптомы отравления схожи с таллием: выпадение волос, судороги, онкология.
Из организма выводится наполовину через месяц-два.
Конспирология
Свойства вещества создали ему репутацию идеального яда:
- Его не «видят» детекторы радиации в аэропортах, на таможне, других гражданских объектах.
- Можно перевозить кристаллы, порошок, бутылочку с растворенным веществом.
- Доза, достаточная для убийства человека, ничтожна. Поэтому не меняет цвета, запаха, вкуса напитка.
- Для обнаружения требуется время, специальное оборудование и опытные сотрудники.
Крупинка полония размером полмиллиметра способна убить 3,5 тысячи человек.
Однако «достоинства» перечеркиваются недостатками: полоний оставляет радиационную «метку» на всем, с чем соприкасался. Убийца тоже может погибнуть.
Тема вещества как яда актуализировалась в начале тысячелетия:
- В 2004 году ему приписали смерть лидера государства Палестина Ясира Арафата.
- Через два года – отравление экс-сотрудника спецслужб РФ Александра Литвиненко.
Для последнего случая «железобетонных» доказательств не нашлось.
Загрузка...
