Hlavní Věda

Radonový chemický prvek

Radonový chemický prvek
Radonový chemický prvek

Video: 8. třída (Ch, 19) - Periodická soustava prvků 2024, Červen

Video: 8. třída (Ch, 19) - Periodická soustava prvků 2024, Červen
Anonim

Radon (Rn), chemický prvek, těžký radioaktivní plyn ze skupiny 18 (vzácné plyny) periodické tabulky, generovaný radioaktivním rozpadem radia. (Radon byl původně nazýván vyzařováním radia.) Radon je bezbarvý plyn, 7,5krát těžší než vzduch a více než 100krát těžší než vodík. Plyn zkapalní při -61,8 ° C (-79,2 ° F) a zamrzne při -71 ° C (-96 ° F). Při dalším ochlazování svítí pevný radon měkkým žlutým světlem, které se při teplotě kapalného vzduchu změní na oranžovo-červené (-195 ° C [-319 ° F]).

Radon je v přírodě vzácný, protože jeho izotopy jsou krátkodobé a protože jeho zdroj, radium, je vzácným prvkem. Atmosféra obsahuje stopy radonu blízko země v důsledku prosakování z půdy a hornin, které obsahují malá množství radia. (Radium se vyskytuje jako přirozený produkt rozpadu uranu přítomného v různých typech hornin.)

Koncem 80. let se přirozeně se vyskytující radonový plyn stal uznávaným jako potenciálně závažné zdravotní riziko. Radioaktivní rozpad uranu v minerálech, zejména žulových, vytváří radonový plyn, který se může rozptylovat půdou a horninami a vstupovat do budov skrze suterény (radon má vyšší hustotu než vzduch) a prostřednictvím dodávek vody z vrtů (radon má významnou rozpustnost ve vodě). Plyn se může hromadit ve vzduchu špatně větraných domů. Rozpadem radonu vznikají radioaktivní „dcery“ (polonium, vizmut a olověné izotopy), které lze požít ze studní vody nebo je absorbovat do prachových částic a poté vdechnout do plic. Vystavení vysokým koncentracím tohoto radonu a jeho dcer v průběhu mnoha let může výrazně zvýšit riziko vzniku rakoviny plic. Ve skutečnosti je radon nyní považován za největší příčinu rakoviny plic mezi nekuřáky ve Spojených státech. Hladiny radonu jsou nejvyšší v domech postavených na geologických formacích, které obsahují ložiska uranových minerálů.

Koncentrované vzorky radonu se připravují synteticky pro lékařské a výzkumné účely. Typicky se přívod radia udržuje ve skleněné nádobě ve vodném roztoku nebo ve formě porézní pevné látky, ze které může radon snadno vytékat. Každých několik dní se nahromaděný radon odčerpává, čistí a komprimuje do malé zkumavky, která se poté uzavře a odstraní. Trubka plynu je zdrojem pronikajících paprsků gama, které pocházejí hlavně z jednoho z produktů rozkladu radonu, vizmutu-214. Tyto zkumavky radonu byly použity pro radiační terapii a radiografii.

Přírodní radon se skládá ze tří izotopů, jednoho z každé ze tří přírodních radioaktivních dezintegračních řad (série uranu, thoria a aktinia). Série uranu objevil v roce 1900 německý chemik Friedrich E. Dorn, radon-222 (3,823 denního poločasu), izotop s nejdelší životností. Pro tento izotop je někdy vyhrazen název radon, který jej odlišuje od ostatních dvou přírodních izotopů, které se nazývají thoron a aktinon, protože pocházejí z řady thorium a aktinium.

Radon-220 (thoron; 51,5 sekundový poločas) byl poprvé pozorován v roce 1899 britskými vědci Robertem B. Owensem a Ernestem Rutherfordem, kteří si všimli, že část radioaktivity sloučenin thoria by mohla být v laboratoři odfouknuta. Radon-219 (aktinon; 3,92 sekundového poločasu), který je spojen s aktiniem, byl nezávisle nalezen v roce 1904 německým chemikem Friedrichem O. Gieselem a francouzským fyzikem André-Louisem Debiernem. Byly identifikovány radioaktivní izotopy s hmotností pohybující se v rozmezí od 204 do 224, přičemž nejdelší z nich byl radon-222, který má poločas 3,82 dne. Všechny izotopy se rozkládají na stabilní konečné produkty hélia a izotopy těžkých kovů, obvykle olova.

Atomy radonu mají obzvláště stabilní elektronickou konfiguraci osmi elektronů ve vnějším obalu, což odpovídá charakteristické chemické nečinnosti prvku. Radon však není chemicky inertní. Například existence sloučeniny radon difluoridu, která je zřejmě chemicky stabilnější než sloučeniny jiných reaktivních ušlechtilých plynů, kryptonu a xenonu, byla založena v roce 1962. Radonova krátká životnost a jeho vysoká energetická radioaktivita způsobují potíže při experimentálním výzkumu radonových sloučenin.

Když se směs stopových množství radonu-222 a plynného fluoru zahřeje na přibližně 400 ° C (752 ° F), vytvoří se netěkavý fluorid radonu. Intenzivní a-záření radicurie a curie množství radonu poskytuje dostatečnou energii, aby radon v takových množstvích mohl spontánně reagovat s plynným fluorem při pokojové teplotě as kapalným fluorem při -196 ° C (-321 ° F). Radon se také oxiduje fluoridy halogenů, jako je CLF 3, Rámec 3, Rámec 5, IF 7, a [NIF 6] 2 v HF roztoku, čímž se získá stabilní roztoky radonu fluoridu. Produkty těchto fluoračních reakcí nebyly podrobně analyzovány z důvodu jejich malých hmot a intenzivní radioaktivity. Nicméně, na základě porovnání reakce radonu s těmi, krypton a xenon bylo možné odvodit, že radon tvoří difluoridu RNF 2, a deriváty difluoridu. Studie ukazují, že iontová radonu je přítomen v mnoha z těchto řešení, a předpokládá se, že bude Rn 2+, RNF + a RNF 3 -. Chemické chování radonu je podobné chování fluoridu kovu a odpovídá jeho poloze v periodické tabulce jako metaloidního prvku.

Vlastnosti prvku

protonové číslo 86
nejstabilnější izotop (222)
bod tání -71 ° C (-96 ° F)
bod varu -62 ° C (-80 ° F)
hustota (1 atm, 0 ° C [32 ° F])) 9,73 g / litr (0,13 unce / galon)
oxidační stavy 0, +2
elektronová konfigurace. (Xe) 4f 14 5d 10 6S 2 6p 6