Радий – полезные свойства, особенности и угроза металла

По названию этого химического элемента названо явление радиоактивности. Радий – самый радиоактивный металл на планете. Однако ему нашли применение ученые, геологи и врачи.

Радий

Что представляет собой

Радий – это химический элемент таблицы Д.И. Менделеева №88.

Металл цвета серебра – продукт многоступенчатого распада урана-238:

  • В темноте радий испускает голубоватый свет. По этой характеристике его легко отличить от других элементов.
  • В честь него назван феномен радиоактивности.

Радиоактивность измеряется в кюри (Ки). 1 Ки – это 37 миллиардов распадов ежесекундно.

  • Относится к щелочноземельным металлам.
  • Структура кристаллической решетки – объемно-центрированный куб.
  • Известно 35 природных и созданных изотопов элемента, все нестабильны. Самый устойчивый – 226 (период полураспада 1603 года). Некоторые «живут» доли секунды.

Международное обозначение и формула элемента – Radium (Ra).

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
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
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.

Физико-химические характеристики

Химические свойства этого щелочноземельного металла сходны с барием, но проявляются интенсивнее:

  • Реакция с водой сопровождается образованием водорода.
  • На воздухе радий тускнеет, покрываясь оксидно-нитридным слоем.
  • Образует самые прочные (из щелочноземельных металлов) соединения с органическими кислотами.

порошок радия

Главное свойство вещества – радиоактивность:

  • Радий беспрерывно продуцирует теплоту. Без «отдушины» нагревается до расплавления.
  • Радий испаряется: все изотопы (кроме 228-го) становятся радоном. Газ радиоактивен.
  • Радий, продукты его распада испускают лучи всех видов: альфа-, бета-, гамма-.

Благодаря радиоактивности радий, его соединения отсвечивают в темноте.

Свойства атома
Название, символ, номер Ра́дий / Radium (Ra), 88
Атомная масса
(молярная масса)
226,0254 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Rn] 7s2
Химические свойства
Радиус иона (+2e) 143 пм
Электроотрицательность 0,9 (шкала Полинга)
Электродный потенциал Ra←Ra2+ −2,916 В
Степени окисления 2
Энергия ионизации
(первый электрон)
 1-й 509,3 (5,2785) кДж/моль (эВ)
2-й 979,0 (10,147) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) (при к.т.) 5,5 г/см³
Температура плавления 1233 K
Температура кипения 2010 K
Уд. теплота плавления 8,5 кДж/моль
Уд. теплота испарения 113 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 29,3 Дж/(K·моль)
Молярный объём 45,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая объёмноцентрированая
Параметры решётки 5,148
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) (18,6) Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-14-4

Нахождение в природе

Радий – рассеянный элемент, микроконцентрации обнаружены в различных объектах.

Радиоактивный элемент Радия
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:

Изотоп Историческое название Семейство Период полураспада Тип распада Дочерний изотоп (историческое название)
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)

Технология получения

  1. Радий выделяют из урановой руды, получение металла базируется на электролизе. Рабочим материалом выступают растворенный хлорид радия и ртуть как катод.
  2. 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.

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
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.

Биологическое воздействие

Радий проникает в живые организмы:

  • В растительном мире его больше в стволах деревьев.
  • Организм животных и человека получает его с водой, пищей.
  • Четыре пятых поступившего радия оседает в костях.
  • Концентрация вещества определяется пищевым рационом и районом проживания.

По стандартам РФ, кубический метр воздуха не должен содержать более 0,000001 мкг радия.

Нанодозы вещества полезны, превышение чревато онкологией. Поэтому критически важно видеть барьер, после которого достоинства материала становятся недостатками.

Проверить совместимость мужчины и женщины по Знаку Зодиака

Знак Зодиака мужчины

♈ Овен
♉ Телец
♊ Близнецы
♋ Рак
♌ Лев
♍ Дева
♎ Весы
♏ Скорпион
♐ Стрелец
♑ Козерог
♒ Водолей
♓ Рыбы

Знак Зодиака женщины

♈ Овен
♉ Телец
♊ Близнецы
♋ Рак
♌ Лев
♍ Дева
♎ Весы
♏ Скорпион
♐ Стрелец
♑ Козерог
♒ Водолей
♓ Рыбы


Рейтинг автора
Автор статьи
Петрова Вероника Александровна
Мне 36 и я специалист в области минералогии. Сейчас я в декрете и всё свободное время посвящаю самоцветам. В этом блоге я делюсь информацией про камни и их свойства — присоединяйтесь, задавайте вопросы и пишите комментарии!
Написано статей
451
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: