Властивості радію

РАДІЙ. (Radium; від лат. Radius – промінь ;, Rа – радіоактивний хім. Елемент II групи періодичної системи елементів; ат. Н.188, ат. М. 226,0254. Сріблясто-білий метал. У з’єднаннях виявляє ступінь окислення +2. Відомі 14 природних і штучних ізотопів Р., з масовими числами 213 і від 218 до 230. Найбільш довго живуть є ізотопи 226Ra, 228Ra, 225Ra, 223Ra і 224 Ra з періодами напіврозпаду відповідно 1 620 років; 6,7 року; 14,8; 11,68 і 3,64 доби. Найбільше практичне значення має природний радіоактивний ізотоп 226Ra – елемент радіоактивного ряду Урана, що зустрічається у всіх уранових мінералах і мн. природних водах. Уранова смоляна руда та ін. уранові руди – головні джерела отримання Р. (на 1 г урану в pудe доводиться 3,4.10-7 г радію). Вміст Р. в земній корі 1.10-10% Існування Р. передбачив тисячі вісімсот сімдесят одна російський хімік Д. І.Менделеев.

З’єднання Р. вперше виділили в 1898 у Франції М. Склодовська – Кюрі і П. Кюрі при при дослідженні радіоактивних св-в урану. Металевий радій вперше отримали (1910) М. Склодовська-Кюрі і франц. хімік А. Дебьерн електролізом водного розчину хлориду з ртутним катодом і платіноірідіевого анодом з подальшою перегонкою амальгами Р. під вакуумом в середовищі водню. Щільність Р. 5,0 г / см3; tпл 960 ° С; tкип 1140 ° С. На відміну від барію він володіє слабкими парамагнітними св-вами. Питома магнітна сприйнятливість Р. 1,05-10-6. Він більш летючий, ніж барій. У хім. щодо Р. активний елемент. На повітрі швидко темніє внаслідок утворення на поверхні нітриду Ra3N2. З водою взаємодіє енергійно, перетворюючись в розчинну у воді гідроокис Ra (ОН) 2. Найменш розчинними солями Р. є сульфат RaS04 і карбонат RaC03.

Галогеніди та нітрат Р. добре розчинні. Солі Р.- білого кольору, проте під дією власної інтенсивного випромінювання поступово розкладаються, забарвлюючись в жовтий колір. Всі з’єднання Р. здатні до автолюмінесценціі – світінню в темряві внаслідок власного випромінювання. 1 г радію в результаті радіоактивного розпаду виділяє щогодини 132,26 кал тепла, тому т-ра Р. і його солей завжди приблизно на 1,5 ° С вище т-ри навколишнього середовища. Для отримання Р. до уранової смоляний руді додають сполуки барію, обробляючи пуду сірчаної к-тій. При цьому Р. і ба-ий залишаються в осаді у вигляді сульфатів к-які переводять у карбонати тривалим кип’ятінням з концентрованим розчином карбонату нат-рия. Утворилися карбонати ба-рія і Р. розчиняють у концентрує-ванной соляної к-ті. Відділення Р. від барію пов’язано з певними труднощами, оскільки обидва елементи дуже близькі за хім. св-вам. Відокремлюють їх гл. обр. дробової кристалізацією абодробовим осадженням, при яких брало використовують розходження в розчинності солей цих двох елементів, особливо їх хлоридів, хроматів і сульфатів. Кожна ступінь виділення солей з розчину призводить до збагачення кристалів концентрату радієм.
Для остаточного відділення Р. від барію вдаються до методу іонного у обміну. З цією метою розчин концентрату пропускають через колонку, заповнену су-льфостірольним катионитом. Елюі-вання (вимивання) здійснюють розчином уксусно- або лімоннокіслого амонію. Барій вимивається з колонки при менших концентраціях елюента. Р. використовують як джерело отримання радону: 1 г радію виділяє його про добу близько 1 мм3. Крім того, Р. застосовують для приготування радійберілліевих джерел нейтронів. Сульфід цинку ZnS при наявності солей Р. світиться, на чому засновано застосування Р. для виготовлення світних фарб. Іноді Р. використовують для дефектоскопії лиття, зварних швів, для зняття електростатичних зарядів.

Радій найважчий і самий нестійкий елемент підгрупи IIА відноситься до лужноземельних металів, по через свою радіоактивності займає особливе місце.
По-перше, радій і всі його сполуки мають здатність світитися в темряві за рахунок власного випромінювання (автолюмінесценція). По-друге, температура солей радію завжди вище навколишньої температури, так як при радіоактивному розпаді радію виділяється значна кількість енергії. По-третє, на прикладі а-розпаду радію можна бачити «чудо» перетворення металу і газ (радон).

22688Ra → 22286Rn + 42He

Радіоактивність радію і пов’язані з нею особливості перешкоджають точному визначенню ряду його фізико-хімічних параметрів. Його щільність за даними різних джерел знаходиться десь між 5 і 6 г / см, tпл ~ 700 ° С, tкип = 1140 ° С. За хіміческімсвойствам радій ще більш активний метал, ніж барій. Аналіз його спектру підтверджує справедливість його віднесення до лужноземельних металів, оскільки конфігурація його валентних електронів 7s². Він легко здатний переходити в іонну стан, віддаючи два електрони, тому що і перший і другий потенціали іонізації невеликі і дорівнюють 5,28 і 10,15 еВ.
Властивості простої речовини і з’єднань. Радій – блискучий сріблястий метал, більш летючий, ніж барій, тому їх можна розділити перегонкою. Радій – найактивніший і самий електропозитивний з усіх лужноземельних. На повітрі радій покривати не плівкою оксидів, а чорною плівкою нітриду Ra3N2.
Пари радію діють на кварц:

Ra + SiO2 = RaO2 + Si

Енергійно розкладає воду з утворенням гідроксиду Ra (OH) 2 і водню Н2. Гідроксид радію – підстава більш сильне, ніж Ва (ОН) 2. Більшість з’єднань радію розчинні, проте дещо гірше, ніж такі ж з’єднання барію. Найменш розчинні сульфат і карбонат барію. У іоні Ra²⁺ відсутні можливі енергетичні переходи в оптичній області спектру, тому всі з’єднання радію безбарвні. Леткі сполуки забарвлюють полум’я в карміново-червоний колір.

Отримання і використання. Радіі власних мінералів не має і виділяється при переробці уранових руд. Металевий радій отримують електролізом галогенідів. Радій та його солі в даний час мають досить обмежене застосування. Його використовують у якості еталонного джерела α- і γ- випромінювань і радону.
У медицині використовується як у-джерело при лікуванні злоякісних пухлин, шкірних захворювань і в деяких інших випадках, де потрібна невелика доза радіоактивного випромінювання. Цікаво відзначити, що малі концентрації радію підсилюють ферментативне утворення сахарози в листках.

Посилання на основну публікацію