رادیوم

Radium

 

عمومی نام, علامت اختصاری, شماره Radium, Ra, 88 گروه شیمیایی قلیائی خاکیها گروه, تناوب, بلوک 2(IIA), 7 , s جرم حجمی, سختی 5000 kg/m3, no data رنگ سفید نقره ای براق

خواص  اتمی   وزن اتمی (226.0254) amu شعاع اتمی 215 pm شعاع کووالانسی no data شعاع واندروالس no data ساختار الکترونی [Rn]7s2 -e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 درجه اکسیداسیون (اکسید) 2 ( باز قوی) ساختار کریستالی بدنه مکعب مرکزی

خواص  فیزیکی       حالت ماده جامد (غیر مغناطیسی) نقطه ذوب 973 K (1292 °F) نقطه جوش 2010 K (3159 °F) حجم مولی  ש»10-6 * 41.09««متر مکعب بر مول گرمای تبخیر no data گرمای هم جوشی 37 kJ/mol فشار بخار 327 Pa at 973 K سرعت صوت no data

متفرقه       الکترونگاتیویته 0.9 (درجه پاولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 94 J/(kg*K) رسانائی الکتریکی no data رسانائی گرمایی 18.6 W/(m*K) 1st پتانسیل یونیزاسیون 509.3 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 979.0 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون no data

پایدارترین  ایزوتوپها   iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP 226Ra trace 1602 y alpha 4.871 222Rn 228Ra {syn.} 6.7 y beta- 0.046 228Ac واحدهای SI & STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

رادیوم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Ra و عدد اتمی آن 88 می باشد. ظاهرش تقریباً کاملاً سفید می باشد که در مجاورت با هوا سیاه می شود. رادیوم از خاک فلز قلیایی بوده و در معادل اورانیوم یافت می شود. این عنصر به شدت رادیو اکتیو بوده و ایزوتوپ پایدار آن Ra226 با نیمه عمر 1602 سال می باشد که به گاز کشنده رادون تبدیل می شود.

خصوصیات  قابل توجه

رادیوم که سنگین ترین فلز خاکهای قلیایی می باشد بسیار رادیو اکتیو بوده و از نظر شمیایی به فلز باریم شباهت دارد. این فلز به صورت ترکیبی و در مقادیر بسیار کم در معادل اورانیوم یافت می شود. آماده سازی رادیوم برای نگهداری آن در دماهای بالاتر از دمای محیط با توجه به تششعات آلفا بتا و گامای رادیوم بسیار قابل توجه می باشد. همچنین رادیوم اگر در مجاورت برلیوم قرار بگیرد نیوترون تولید می کند. فلز رادیوم به صورت خالص به رنگ سفید براق می باشد. که در مجاورت هوا به رنگ سیاه تغییر می یابد. (احتمالاً این عمل به دلیل وجود ساختارهای نیتریدی آن رخ می دهد) رادیوم فلزی درخشان بوده و رنگ آبی کمرنگ از خود ساتع می کند. همچنین در آب تجزیه شده و هیدرواکسید رادیوم را می سازد که مقداری از باریوم فرار تر است.

 

کاربردها

موارد استفاده عملی از رادیوم به خواص رادیواکتیوی آن برمی گردد. البته برخی از ایزوتوپهای رادیو اکتیوی که اخیراً کشف شده اند مانند کبالت 8 و سزیم 137 جایگزین رادیوم شده اند چرا که بیشتر آنها قدرتمندتر بوده و کار کردن با آنها ساده تر و ایمن تر است. یک گرم رادیوم روزانه به مقدار 0.0001 میلی گرم گاز رادون از خود ساتع می کند که در درمان سرطانها موثر است. رادیوم قبلاً به صورت شبنما در ساعتها و ابزارهای شماره گیر استفاده می شد البته امروزه این کاربرد به دلیل زیاد شدن تاثیرات منفی که به خاصیت رادیواکتیوی آنها برمی گردد منسوخ شده است. رادیوم به عنوان یک منبع نیوترونی با انرژی زیاد در مطالعات فیزیکی کاربرد دارد. رادیوم (معمولاً به صورت کلرید رادیوم) برای تولید گاز رادون که در درمان سرطانها موثر است در پزشکی کاربرد دارد. کوری که واحد SI برای اندازگیری خاصیت رادیو اکتیوی می باشد بر اساس رادیوم 226 قرار داده شده است. رادیوم که از بزرگترین عناصر می باشد همچنین در منابع نیوترونی به صورت ترکیبی با Francium به کار برده می شود.

 

تاریخچه

رادیوم در سال 1898 در Bitchblende در شمال Bohemia توسط Marie Curie و شوهرش Pierre کشف شد. آنها در طی مطالعاتشان بر روی اورانیت با حذف کردن اورانیوم به ماده ای برخوردند که هنوز خاصیت رادیو اکتیوی داشت. آنها با این عمل یک مخلوط رادیو اکتیو جدا کردند که بیشتر آن را باریوم که شعله ای قرمز رنگ و درخشان داشت و هرگز قبلاً ثبت نشده بود تشکیل می داد. رادیوم خالص در سال 1902 به وسیله عمل الکترولیز محلول کلرید رادیوم با الکترود جیوه و تقطیر گاز هیدروژن توسط Curie و Andre Debierne به دست آمد. محصولات تجزیه ای رادیوم که به صورت رادیوم A, B, C, .. شناخته شده می باشند در واقع ایزوتوپ عناصر دیگر هستند : Radium emanation - radon-222 Radium A - polonium-228 Radium B - lead-214 Radium C - bismuth-214 Radium C1 - polonium-214 Radium C2 - thallium-210 Radium D - lead-210 Radium E - bismuth-210 Radium F - polonium 210 در چهارم فبریه 1936 رادیوم E به عنوان اولین عنصر رادیو اکتیو مصنوعی به دست آمد. در طی دهه 1930 کارگرانی که با شبنما ها کار می کردند و در معرض رادیوم قرار می گرفتند دچار مشکلات جدی مانند زخم کمخونی و سرطان استخوان می شدند. به همین دلیل استفاده از رادیوم به سرعت متوقف شد کار با رادیوم با عنوان دلیلی برای مرگ زودرس Marie Curie در نظر گرفته شد.

 

پیدایش

از آنجا که رادیوم یکی از محصولات تجزیه ای اورانیوم می باشد در معادن اورانیوم یافت می شود. رادیوم بیشتر از معدن اورانیت در Joachimsthal Bohemia به دست می آید. تقریباً در هر 7 تن اورانیت یک گرم رادیوم وجود دارد. خاکهای Carnotite در Colorado حاوی مقداری رادیوم می باشند اما معادن عنی تر در جمهوری دموکراتیک کونگو و Greate Lake کانادا قرار دارد. این عنصر را می توان از ضایعات اورانیوم نیز به دست آورد. معادن بزرگ اورانیوم در Ontario, new mexico, Utah, Autralia قرار دارند.

 

ترکیبات

ترکیبات آن به رنگ قرمز عمیق (قرمز پر رنگ (crimson carmine) با سایه ای از بنفش) بوده و طیف مشخصی را ایجاد می کنند . ترکیبات رادیوم به علت نیمه عمر کوتاه و رادیو اکتیویته شدید بسیار کمیاب بوده و به حالت جدا در سنگ معدن اورانیوم وجود دارد . فلوریدها رادیوم «II» فلوراید (RaF2)   کلریدها: رادیوم «II» کلرید (RaCl2)   برومیدها: رادیوم «II» برومید (RaBr2)   یدیدها: رادیوم «II» یدید (RaI2)   هیدریدها : اطلاعاتی در دست نیست   اکسیدها: رادیوم «II» اکسید (RaO)   سولفیدها: اطلاعاتی در دست نیست سلیندها: اطلاعاتی در دست نیست تلوریدها: اطلاعاتی در دست نیست نیتریدها: اطلاعاتی در دست نیست

 

ایزوتوپها

رادیوم 25 ایزوتوپ گوناگون دارند که چهار تا از آنها در طبیعت یافت می شوند که رادیوم 226 بیشترین و پایدارترین آنها می باشد. Ra223, Ra224, Ra226 و Ra228 همه از تجزیه عنصر (U) یا (Th) به وجود می آیند. Ra226 محصول تجزیه عنصر U238 بوده که طولانی ترین عمر ایزوتوپی رادیوم با نیمه عمر 1602 سال را داراست. بعد از آن طولانی ترین عمر ایزوتوپی متعلق به Ra228 که با نیمه عمر 6.7 سال می باشد که حاصل تجزیه عنصر Th232 است.

 

خاصیت  رادیواکتیوی

رادیوم حدوداً 1 میلیون برابر اورانیوم خاصیت رادیواکتیوی دارد. تجزیه رادیوم در شش مرحله انجام می گیرد. محصولات اصلی و متوالی رادیوم که مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند Emanation یا Exradio نام دارند: Radium A, B, C, … (emanation یک گاز سنگین است و محصولات دیگر آن جامد می باشند) این عناصر که وزن اتمی آنها مقداری کمتر از وزن عناصر دیگر می باشد عناصری ناپایدار هستند. رادیوم در هر 25 سال 1% از فعالیت خود را از دست می دهد چراکه به عناصری با وزن اتمی کمتر تبدیل می شود. سرب آخرین محصول تجزیه رادیوم می باشد. کوری واحد اندازگیری خاصیت رادیو اکتیوی می باشد که میزان تجزیه آن برابر با تجزیه یک گرم رادیوم 226 می باشد.

 

هشدارها

رادیوم سمی می باشد. رادیوم به شدت رادیواکتیو بوده و محصول تجزیه آن رادون برای ریه و شش بسیار کشنده است از آنجا که رادیوم با کلسیم در ارتباط است می تواند صدمات جدی را به دلیل جایگزینی در استخوان به وجود آورد استنشاق_ تزریق و یا تماس بدنی با رادیوم می تواند موجب سرطان شده و مشکلات جسمی دیگری را به وجود آورد. رادیوم ذخیره شده باید به هوا داده شود تا از جمع شدن و انباشتگی رادون جلوگیری به عمل آید. انرژی ساتع شده از رادیوم گازها را به یون تبدیل می کند بر روی صفحات عکاسی تاثیر می گذارد باعث بوجود آمدن زخم بر روی پوست می شود و تاثیرات مهیج دیگری را نیز بر جای می گذارد. میزان این تاثیرات به مقدار رادیوم موجود بستگی دارد نه نحوه ترکیب شیمیایی آن.