Кто и в каком году открыл радиоактивные свойства полония и радия
Анонимный вопрос
6 марта 2019 · 1,9 K
TutorOnline – одна из крупнейших онлайн-школ. Мы преподаем более 150 предметов. Наша цель… · tutoronline.ru
В 1896 г. Анри Беккерель открыл радиоактивность соединений урана, а в 1898—1902 гг. Пьер и Мария Кюри выделили из остатков руды после извлечения урана новый элемент—радий (Rа), радиоактивность которого оказалась в миллион раз выше радиоактивности урана. По химическим свойствам радий очень близок к барию. Попутно супруги Кюри выделили полоний (Ро).
Почему Айнштайна называют Эйнштейн?
канал https://zen.yandex.ru/id/5e514d4b4ae6635ac274813c; https://a-l-e-j-o.live…
Существуют сложившиеся традиции произношения. Поэтому то, что у немцев “ай” у нас передают как “эй”. Немецкого учёного по фамилии Рёнтген у нас знают как Рентгена. “Херр” заменяют на “герр”. Но есть случаи, которые выносят мозг и современным переводчикам. Есть такой тренер немецких лыжников – Гюнтер Хуяра. Он повергает работников наших СМИ в смущение и сумление. Притом, что настаивает на реальном произношении (фамилия-то польского происхождения).
О том, как перевирают китайские и корейские названия – можно целую книгу написать. Опять-таки – традиция. В некоторых случаях, из-за соображений цензуры. Например, гордый маленький народ хуй (вечный повод для нервов у китайских гидов) у нас стыдливо называют хуэйцами. А Пекин в Бейцзин просто в лом переименовывать.
Прочитать ещё 2 ответа
Кто был худшим правителем: Хрущев или Брежнев?
канал https://zen.yandex.ru/id/5e514d4b4ae6635ac274813c; https://a-l-e-j-o.live…
Тот замечательный случай, когда мы имеем практически чистую ничью. Один организовывал бурную кипучую деятельность; со своей заботой о деревне добился, что на деревне стало проблемой выпить молока, а в магазинах по стране, под занавес, уже не было хлеба. А другой ни хрена не делал. Что к процветанию страны почему-то тоже не привело. Сказать, что кто-то из них был лучший, а кто-то худший, это как сделать выбор: алкоголик или наркоман?
Прочитать ещё 1 ответ
Как с помощью радиоуглеродного анализа определяют возраст древностей?
Метод основан на том, что углерод на Земле встречается в трех видах – два стабильных изотопа C12 и C13, а так же нестабильный C14 с периодом полураспада примерно 5730 лет. Количество этого нестабильного изотопа и измеряют.
Идей в том, что природная концентрация разных изотопов в атмосфере практически одинакова во времени, так как нестабильный изотоп с постоянной скоростью образуется в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей. Соответственно во всех живых организмах, которые дышат, едят и вообще участвуют в обмене углеродом эта концентрация такая же. Но если организм умер, например дерево срубили и сделали из него что-то – обмен углеродом с внешней средой прекратился. И изотоп C14 постепенно распадается по экспоненциальному закону с известной скоростью. И если через тысячу лет измерить его концентрацию в образце, то можно узнать его возраст.
Кроме углеродного существуют и другие аналогичные методы, основанные на других элементах
Что изобрел Менделеев?
Образование высшее. Все свободное время провожу с семьей, люблю октивный отдых
У Менделеева было много изобретений м разработок. Так он открыл периодическую систему химических элементов. А к изобретениям можно отнести порох.
Прочитать ещё 1 ответ
Источник
Не следует путать с родием.
| Радий | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Франций | Актиний → | ||||
| ||||
| Серебристo-белый металл | ||||
| Название, символ, номер | Ра́дий / Radium (Ra), 88 | |||
| Атомная масса (молярная масса) | 226,0254 а. е. м. (г/моль) | |||
| Электронная конфигурация | [Rn] 7s2 | |||
| 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) | |||
| 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[1] Дж/(K·моль) | |||
| Молярный объём | 45,0 см³/моль | |||
| Структура решётки | кубическая объёмноцентрированая | |||
| Параметры решётки | 5,148[2] | |||
| Теплопроводность | (300 K) (18,6) Вт/(м·К) | |||
| Номер CAS | 7440-14-4 | |||
Ра́дий — элемент 2-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы второй группы), седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 88. Обозначается символом Ra (лат. Radium). Простое вещество радий — блестящий металл серебристо-белого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. Относится к щёлочноземельным металлам, обладает высокой химической активностью. Радиоактивен; наиболее устойчив нуклид 226Ra (период полураспада около 1600 лет).
История[править | править код]
Французские ученые Пьер и Мария Кюри обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды (урановая смолка, добывавшаяся в городе Иоахимсталь, Чехия), более радиоактивны, чем чистый уран. Из этих отходов супруги Кюри после нескольких лет интенсивной работы выделили два сильно радиоактивных элемента: полоний и радий. Первое сообщение об открытии радия (в виде смеси с барием) Кюри сделали 26 декабря 1898 года во Французской академии наук. В 1910 году Мария Кюри и Андре Дебьерн выделили чистый радий путём электролиза хлорида радия на ртутном катоде и последующей дистилляции в водороде. Выделенный элемент представлял собой, как сейчас известно, изотоп радий-226, продукт распада урана-238. За открытие радия и полония супруги Кюри получили Нобелевскую премию. Радий образуется через многие промежуточные стадии при радиоактивном распаде изотопа урана-238 и поэтому находится в небольших количествах в урановой руде.
В России радий впервые был получен в экспериментах известного советского радиохимика В. Г. Хлопина. В 1918 году на базе Государственного рентгеновского института было организовано Радиевое отделение, которое в 1922 году получило статус отдельного научного института. Одной из задач Радиевого института были исследования радиоактивных элементов, в первую очередь — радия. Директором нового института стал В. И. Вернадский, его заместителем — В. Г. Хлопин, физический отдел института возглавил Л. В. Мысовский[3].
Многие радионуклиды, возникающие при радиоактивном распаде радия, до того, как была выполнена их химическая идентификация, получили наименования вида радий А, радий B, радий C и т. д. Хотя сейчас известно, что они представляют собой изотопы других химических элементов, их исторически сложившиеся названия по традиции иногда используются:
Названная в честь супругов Кюри внесистемная единица активности радиоактивного источника «кюри» (Ки), равная 3,7⋅1010 распадов в секунду, или 37 ГБк, ранее была основана на активности 1 грамма радия-226. Но так как в результате уточнённых измерений было установлено, что активность 1 г радия-226 примерно на 1,3 % меньше, чем 1 Ки, в настоящее время эта единица определяется как 37 миллиардов распадов в секунду (точно).
Происхождение названия[править | править код]
Название «радий» связано с излучением ядер атомов Ra (лат. radius — луч).
Нахождение в природе[править | править код]
Радий довольно редок. За прошедшее с момента его открытия время — более столетия — во всём мире удалось добыть всего только 1,5 кг чистого радия. Одна тонна урановой смолки, из которой супруги Кюри получили радий, содержит лишь около 0,1 г радия-226. Весь природный радий является радиогенным — возникает при распаде урана-238, урана-235 или тория-232; из четырёх найденных в природе наиболее распространённым и долгоживущим изотопом (период полураспада 1602 года) является радий-226, входящий в радиоактивный ряд урана-238. В равновесии отношение содержания урана-238 и радия-226 в руде равно отношению их периодов полураспада: (4,468⋅109 лет)/(1602 года)=2,789⋅106. Таким образом, на каждые три миллиона атомов урана в природе приходится лишь один атом радия; кларковое число радия (содержание в земной коре) составляет ~1 мкг/т.
Все природные изотопы радия сведены в таблицу:
Геохимия радия во многом определяется особенностями миграции и концентрации урана, а также химическими свойствами самого радия — активного щёлочноземельного металла. Среди процессов, способствующих концентрированию радия, следует указать в первую очередь на формирование на небольших глубинах геохимических барьеров, в которых концентрируется радий. Такими барьерами могут быть, например, сульфатные барьеры в зоне окисления. Поднимающиеся снизу хлоридные сероводородные радийсодержащие воды в зоне окисления становятся сульфатными, сульфат радия соосаждается с BaSO4 и CaSО4, где он становится практически нерастворимым постоянным источником радона. Из-за высокой миграционной способности урана и способности его к концентрированию формируются многие типы урановых рудообразований в гидротермах, углях, битумах, углистых сланцах, песчаниках, торфяниках, фосфоритах, бурых железняках, глинах с костными остатками рыб (литофациями). При сжигании углей зола и шлаки обогащаются 226Ra. Также содержание радия повышено в фосфатных породах.
В результате распада урана и тория и выщелачивания из вмещающих пород в нефти постоянно образуются радионуклиды радия. В статическом состоянии нефть находится в природных ловушках, обмена радием между нефтью и подпирающими её водами нет (кроме зоны контакта вода—нефть) и в результате имеется избыток радия в нефти. При разработке месторождения пластовые и закачиваемые воды интенсивно поступают в нефтяные пласты, поверхность раздела вода—нефть резко увеличивается, и в результате радий уходит в поток фильтрующихся вод. При повышенном содержании сульфат-ионов растворенные в воде радий и барий осаждаются в виде радиобарита Ва(Ra)SО4, который выпадает на поверхности труб, арматуры, резервуаров. Типичная объёмная активность поступающей на поверхность водонефтяной смеси по 226Rа и 228Rа может быть порядка 10 Бк/л (соответствует жидким радиоактивным отходам).
Основная масса радия находится в рассеянном состоянии в горных породах. Радий — химический аналог щелочных и щёлочноземельных породообразующих элементов, из которых состоят полевые шпаты, составляющие половину массы земной коры. Калиевые полевые шпаты — главные породообразующие минералы кислых магматических пород — гранитов, сиенитов, гранодиоритов и др. Известно, что граниты обладают природной радиоактивностью несколько выше фоновой из-за содержащегося в них урана. Хотя кларк урана не превышает 3 г/т, но в гранитах его содержание составляет уже 25 г/т. Но если гораздо более распространённый химический аналог радия барий входит в состав довольно редких калий-бариевых полевых шпатов (гиалофанов), а «чистый» бариевый полевой шпат, минерал цельзиан BaAl2Si2O8 очень редок, то накопления радия с образованием радиевых полевых шпатов и минералов вообще не происходит из-за короткого периода полураспада радия. Радий распадается на радон, уносящийся по порам и микротрещинкам и вымывающийся с грунтовыми водами. В природе иногда встречаются молодые радиевые минералы, не содержащие уран, например, радиобарит и радиокальцит, при кристаллизации которых из растворов, обогащённых радием (в непосредственной близости от легкорастворимых вторичных урановых минералов), радий сокристаллизуется с барием и кальцием благодаря изоморфизму.
Изотопы[править | править код]
Известны 35 изотопов радия в диапазоне массовых чисел от 201 до 235[4]. Изотопы 223Ra, 224Ra, 226Ra, 228Ra встречаются в природе, являясь членами радиоактивных рядов урана-238, урана-235 и тория-232. Остальные изотопы могут быть получены искусственным путём. Большинство известных изотопов радия претерпевают альфа-распад в изотопы радона с массовым числом, на 4 меньшим, чем у материнского ядра. Нейтронодефицитные изотопы радия имеют также дополнительный канал бета-распада с эмиссией позитрона или захватом орбитального электрона; при этом образуется изотоп франция с тем же массовым числом, что и у материнского ядра. У нейтронно-избыточных изотопов радия (диапазон массовых чисел от 227 до 235) обнаружен только бета-минус-распад; он происходит с образованием ядер актиния с тем же массовым числом, что и у материнского ядра. Некоторые изотопы радия (221Ra, 222Ra, 223Ra, 224Ra, 226Ra) вблизи линии бета-стабильности обнаруживают, помимо альфа-распада, кластерную активность с испусканием ядра углерода-14 и образованием ядра свинца с массовым числом, на 14 меньшим, чем у материнского ядра (например, 222Ra → 208Pb+14C), хотя вероятность этого процесса составляет лишь 10−8…10−10% относительно альфа-распада. Радиоактивные свойства некоторых изотопов радия[4]:
| Массовое число | Период полураспада | Тип распада |
|---|---|---|
| 213 | 2,73(5) мин. | α (80±3%) |
| 219 | 10(3) мс | α |
| 220 | 17,9(14) мс | α |
| 221 | 28(2) с | α[5] |
| 222 | 33,6(4) с | α[6] |
| 223 (AcX) | 11,4377(22) суток | α[7] |
| 224 (ThX) | 3,6319(23) суток | α[8] |
| 225 | 14,9(2) суток | β− |
| 226 | 1600(7) лет | α[9] |
| 227 | 42,2(5) мин. | β− |
| 228 (MsTh1) | 5,75(3) года | β− |
| 230 | 93(2) мин. | β− |
Получение[править | править код]
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»[10].
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»[10].
Физические и химические свойства[править | править код]
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. Гидроксид радия Ra(OH)2 — сильное, коррозионное основание.
Ввиду сильной радиоактивности все соединения радия светятся голубоватым светом (радиохемилюминесценция), что хорошо заметно в темноте[11], а в водных растворах его солей происходит радиолиз.
Действие на организм[править | править код]
Радий, в зависимости от изотопного состава, обладает высокой и особо высокой радиотоксичностью[12]. В организме человека 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 Склодовской-Кюри произошла вследствие хронического отравления радием, так как в то время опасность облучения ещё не была осознана.
Применение[править | править код]
Реплики продуктов начала XX века, содержащих радий, на витрине в Музее Марии Кюри, Париж
В начале XX века радий считался полезным и включался в состав многих продуктов и бытовых предметов: хлеб, шоколад, питьевая вода, зубная паста, пудры и кремы для лица, средства для повышения тонуса и потенции[13][14].
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:
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.
До 1970-х годов радий часто использовался для изготовления светящихся красок постоянного свечения (для разметки циферблатов авиационных и морских приборов, специальных 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). Иногда часы с радиевым светосоставом выпускались и в гражданском исполнении, в том числе наручные. Также радиевую светомассу в быту можно встретить в некоторых старых ёлочных игрушках, тумблерах с подсветкой кончика рычажка, на шкалах некоторых старых радиоприёмников и прочее. Характерный признак светосостава постоянного действия советского производства — краска горчично-жёлтого цвета, хотя иногда цвет бывает и другим (белым, зеленоватым, тёмно-оранжевым и прочее). Опасность таких приборов состоит в том, что они не содержали предупреждающей маркировки, выявить их можно только дозиметрами. Люминофор под действие альфа-излучения деградирует, и краска к зачастую перестаёт светиться, что, разумеется, не делает её менее опасной, так как радий никуда не девается. Деградировавшая краска также может осыпаться, и её частица, попавшая внутрь организма с едой или при вдохе, способна причинить большой вред за счёт альфа-излучения.
Примечания[править | править код]
- ↑ Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 153—154. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—092—4.
- ↑ WebElements Periodic Table of the Elements | Radium | crystal structures
- ↑ Мещеряков М. Г., Перфилов Н. А. Памяти Льва Владимировича Мысовского (К семидесятипятилетию со дня рождения) // Выпуск УФН : Сборник УФН. — М., 1963. — Вып. Ноябрь.
- ↑ 1 2 Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode: 2017ChPhC..41c0001A.
- ↑ Обнаружен также очень редкий кластерный распад радия-221 с вылетом ядра углерода-14 (коэффициент ветвления (1,2±0,9)·10−10%).
- ↑ Обнаружен также очень редкий кластерный распад радия-222 с вылетом ядра углерода-14 (коэффициент ветвления (3,0±1,0)·10−8%).
- ↑ Обнаружен также очень редкий кластерный распад радия-223 с вылетом ядра углерода-14 (коэффициент ветвления (8,9±0,4)·10−8%).
- ↑ Обнаружен также очень редкий кластерный распад радия-224 с вылетом ядра углерода-14 (коэффициент ветвления (4,0±1,2)·10−9%).
- ↑ Обнаружен также очень редкий кластерный распад радия-226 с вылетом ядра углерода-14 (коэффициент ветвления (2,6±0,6)·10−9%).
- ↑ 1 2 Кичигин А. И., Таскаев А. И. «Водный промысел»: история производства радия в Республике Коми (1931—1956 гг.) // Вопросы истории естествознания и техники. — 2004. — № 4. — С. 3—30.
- ↑ Радий // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- ↑ Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества: Справ. изд. / В.А. Баженов, Л. А. Булдаков, И. Я. Василенко и др.; Под. ред. В. А. Филова и др.. — Л. : Химия, 1990. — С. 35, 106. — ISBN 5-7245-0216-X.
- ↑ ANR | Radium Face Cream, 1918
- ↑ 10 Radioactive Products That People Actually Used (недоступная ссылка). Дата обращения: 17 апреля 2011. Архивировано 4 апреля 2011 года.
Литература[править | править код]
- Погодин С. А., Либман Э. П. Как добыли советский радий / Под ред. чл.-корр. АН СССР В. М. Вдовенко. — М.: Атомиздат, 1971. — 232 с. — (Научно-популярная библиотека Атомиздата). — 25 000 экз. (обл.)
- Погодин С. А., Либман Э. П. Как добыли советский радий / Под ред. чл.-корр. АН СССР В. М. Вдовенко. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Атомиздат, 1977. — 248 с.
Ссылки[править | править код]
- Радий на Webelements
- Радий в Популярной библиотеке химических элементов
Источник