Властивості полонію

Полоній (Polonium; від лат. Polonia- Польща), Ро – радіоактивний хім. елемент VI групи періодичної системи елементів; ат. н. 84, ат. м. найбільш долгоживущего ізотопу 209. М’який метал сірого кольору. Найбільш характерна ступінь окислення + 4; відомі також ступеня окислення – 2, + 2 і + 6. Стабільні ізотопи невідомі. З 27 радіоактивних ізотопів найбільш довгоживучі – ізотопи 209Ро, 208Ро і 210Ро з періодами напіврозпаду відповідно 42 роки, 2,9 року і 138,4 днів.

Ізотопи 209Ро і 208Ро практично не використовуються, оскільки утворюються в незначних кількостях при бомбардуванні вісмуту протонами або дейтронами. Найбільш доступний ізотоп 210Ро, що утворюється при розпаді радію, відкритий польським хіміком і фізиком М. Склодовської-Кюрі при вивченні радіоактивності уранових мінералів. Рівноважний вміст ізотопу 210Ро в радіі 0,02%. Зміст П. в земній корі 3-10 14%. П. існує у двох модифікаціях: низькотемпературної альфа-формі з простою кубічної гратами і бета-формі з простою ромбоедричної гратами. Фазове перетворення відбувається при т-рі близько 36 ° С.

Щільність металевого альфа-полонію (т-ра 20 ° С) 9,196 г / см3 tпл 254 ° С; tкип 962 ° С; температурний коеф. лінійного розширення (від -196 до + 30 ° С) 2,3 х 10-5 град-1; питомий електричний опір (т-ра 0 ° С) альфа-полонію 42 ± 10мком х см. З’єднання полонію з встановленим складом: трьох-, дво- та моноокись, тетра- і дігалогеніди, моносульфід, основні нітрат і сульфат, карбонат, хромат, йодат, фосфат та ін. П. сильно токсичний. Гранично допустимий вміст його в повітрі 4 х 10-11 мг / м3. Роботи з ним проводять у герметичних боксах зі спец. фільтраційної системою.

Кількостях міліграм П. отримують, опромінюючи вісмут нейтронами. Осн. методи відділення П. від вісмуту полягають у розчиненні опроміненого вісмуту в к-ті та відновленні П. до елементарного стану. Очищають П. вакуумної сублімацією. П. застосовують як джерело тепла в термоелектричних генераторах струму. Сплави П. з берилієм використовують для виготовлення нейтронних джерел з низькою гамма-активністю.

Характеристика елемента. Полоній володіє особливими якостями, зумовленими його радіоактивністю. Він утворюється внаслідок перетворень урану, радію і є їх дочірнім елементом. Найбільший інтерес представляє ізотоп ²¹ºРо, який легко може бути отриманий в чистому вигляді і має значний період напіврозпаду (Т½ = 138 дні). У полонію відсутні продукти розпаду, а радіоактивність його, хоча й інтенсивна, складається тільки з α -випромінювання.

Полоній – більш благородний метал, ніж срібло, тому він може бути витіснений сріблом з розчину. За хімічним поведінці Ро нагадує Bi і Ті. Аналогія між полонієм, телуром і вісмутом була встановлена ​​ще в 1903 р В. Марквальд занурив у солянокислий розчин, де знаходилися залишки від переробки уранової руди, чисту пластинку з вісмуту. На платівці виявилося якусь речовину. Воно було радіоактивним. Реакція цієї речовини були схожі на телур і Марквальд вирішив назвати його «радіотеллур». Однак, коли визначили період напіврозпаду (основну характеристику будь-якого радіоактивного елемента), то виявилося, що на платівці разом з вісмутом знаходився полоній. Першовідкривачі полонію П’єр і Марія Кюрі, природно, не знали про підступність цього виявленого ними елемента. Дотепер сторінки записника Марін Кюрі настільки радіоактивні, що засвічують фотоплівку, загорнуту в світлонепроникну папір.

Властивості простої речовини і з’єднань. Полоній – метал сріблясто-білого кольору, що існує в двох аллотропних модифікаціях, перехід з однієї в іншу відбувається при 36 ° С. Однак через власну радіоактивності полоній вже при кімнатній температурі знаходиться в високотемпературному режимі.
Температура металевого полонію завжди вище навколишнього середовища через теплоти, виділеної при гальмуванні α-випромінювання, в самій масі полонію. Шар повітря на металі світиться блакитним світлом, під дією його випромінювання світиться і ампула і сам метал. Вирізняється кількість теплоти таке велике, що зразок полонію здатний навіть розплавитися.

Фізичні якості полонію такі: по легкоплавкости він схожий на свинець і вісмут, поелектрохімічного поведінки – на благородні метали.
Досить добре вивчені численні з’єднання полонію від простого оксиду РоО2 до складних комплексних сполук. При нагріванні полоній утворює твердий, легко переганяється оксид РоО2. Він може бути окислювачем, відновлюючись до Ро, а при розчиненні у воді дає підставу:

Роозен + 2Н2О = Ро (ОН) 4

З галогенводородних кислотами дає сіль:

PoO2 + 4HCI = PоCI4 + Н2О

З кислотами, особливо окислюючими, полоній реагує як типовий метал:

Ро + 8HNO3 = Рo (NO3) 4 + 4NO2 + 4H2O

З’єднання полонію з воднем Н2Ро нестійка. На відміну від телуру полоній здатний входити до складу значного числа комплексних аніонів типу [PoI6] ² ˉ

Отримання і використання. Промисловими «родовищами» полонію є заводи з переробки уранової руди і атомні реактори. В останніх шляхом опромінення вісмуту можна отримати значні кількості ²¹ºРо. У лабораторії металевий полонії отримують, пропускаючи струм через водний розчин, що містить іони полонію. Він осідає на катоді, в якості якого краще взяти золоту фольгу, щоб легше було відокремити полоній. Справа в тому, що він сильно адсорбується, наприклад, щоб видалити його з платиновою фольги, треба її довго нагрівати при 1000 ° С. Так само важко видалити цей метал з хімічного посуду і приладів. Все це вимагає спеціальних застережних заходів і захисту, так як α-випромінювання полонії іонізує повітря, речовини до розчини.

Звернення з полонієм вимагає особливої ​​обережності, оскільки полоній здатний досить легко проникати крізь шкірні покриви. Працюють з полонієм лише в, герметичних боксах, оскільки, крім усього, він здатний переходити в аерозольний стан і повітря стає небезпечним.
Тепловиділення полонію знайшло застосування для створення атомних обігрівачів в системах космічних апаратів. Полоніевая атомна грубка радянського «Місяцеходу-2» підтримувала необхідну температуру в приладовому відсіку протягом декількох місяців, у той час як за бортом було -130 ° С.
Включення полонію в сплави для виготовлення свічок внутрішнього згоряння полегшує запалювання згоряння полегшує запалювання палива при запуску двигунів в холодному стані. За допомогою полонію створюються джерела нейтронного випромінювання. Для цього його сплавляють з елементом, здатним поглинати о-випромінювання, що випускається полонієм, а натомість створювати потік нейтронів. Таким елементом є, наприклад, берилій. Сам полоній використовується як α-випромінювач при вивченні дії цих променів на рідини і організми.

Посилання на основну публікацію