№88 Радий

История открытия:

В конце 19 века во Франции А. Беккерель и супруги Пьер и Мария Кюри предположили, что в урановой руде кроме урана содержатся и другие радиоактивные элементы. В 1898 г работа супругов Кюри по извлечению привела к открытию двух элементов полония и радия. Чистый металлический радий был получен в 1910-м году. За работы по изучению радиоактивности супруги Кюри в 1903 получили Нобелевскую премию по физике, а М. Кюри в 1911 - Нобелевскую премию по химии. В России первый препарат радия был получен в 1921 В.Г. Хлопиным и И.Я. Башиловым.
Название "радий" связано с излучением ядер атомов Ra (от латинского radius - луч).

Получение:

Содержание радия в земной коре 1·10^-10% по массе. Радионуклиды Ra входят в состав природных радиоактивных рядов урана-238, урана-235 и тория-232 и постоянно образуются при их распаде. Период полураспада наиболее устойчивого изотопа, радия-226 составляет 1600 лет, кроме него в природе существует еще несколько изотопов, с периодом полураспада от нескольких дней до нескольких лет: ²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁸Ra. В ничтожных концентрациях радий может присутствовать в природных водах.
Радий выделяют из отходов переработки урановых руд осаждением, дробной перекристаллизацией. Металлический радий получают электролизом раствора RaCl₂ с использованием ртутного катода.

Физические свойства:

Радий - серебристо-белый металл, светится в темноте. Кристаллическая решетка металлического радия кубическая. Температура плавления - 969°C, температура кипения - 1507°C, плотность - 5,5-6,0 г/см³. Ядра Ra-226 испускают альфа-частицы с энергией 4,777МэВ и гамма-кванты с энергией 0,188 МэВ. За счет этого 1 г Ra выделяет 550 Дж/ч теплоты и металл быстро нагревается. В процессе распада радия образуется радиоактивный газ радон:
²²⁶Ra = ²²²Rn + ⁴He.

Химические свойства:

По химическим свойствам радий похож на барий, но более активен. На воздухе покрывается пленкой, состоящей из оксида, гидроксида, карбоната и нитрида радия. При сгорании его на воздухе или в кислороде образуется смесь оксида RaO и пероксида RaO₂. Энергично взаимодействует с галогенами, при нагревании реагирует с водородом.
Радий бурно реагирует с водой, образуя сильное основание: Ra + 2H₂O = Ra(OH)₂ + H₂
Он также легко реагирует с кислотами.

Важнейшие соединения:

Оксид радия, RaO - основной оксид, твердое вещество, энергично взаимодействует с водой, образуя гидроксид Ra(OH)₂.
Гидроксид радия, Ra(OH)₂ - белое кристаллическое вещество, мало растворимо в воде. Сильное основание.
Соли радия. Большинство солей радия хорошо растворимо в воде. Растворы содержат бесцветные ионы Ra²⁺, которые сообщают жидкости горький вкус. Вследствие высокой радиоактивности в растворах солей радия идет постепенное разложение воды на водород и кислород ("радиолиз").
Галоидные соли радия расплываются на воздухе и легкорастворимы в воде, выделяются из растворов в виде кристаллогидратов (напр. RaCl₂*6H₂O). При их нагревании происходит отщепление части галоидоводородной кислоты и образуются труднорастворимые в воде основные соли.
Исключением является RaF₂, растворимость которого весьма мала (0,08 г/л). Малорастворимы также сульфат и карбонат радия.
Гидрид радия, RaH₂ Сильный восстановитель, при нагревании плавится и разлагается, реагирует с водой, кислотами. Окисляется на воздухе.

Применение:

Соли радия используются в медицине как источник радона для приготовления радоновых ванн.
Соединения радия использовались как инициирующая добавка для приготовления постоянно светящихся составов (циферблаты приборов). В настоящее время радий иногда используют в компактных источниках нейтронов, для этого небольшие его количества сплавляются с бериллием. Под действием альфа-излучения радия протекает ядерная реакция: ⁹Be + ⁴He = ¹²C + ¹n.
Радий сильно токсичен. Около 80% поступившего в организм радия накапливается в костной ткани. Большие концентрации радия вызывают остеопороз, самопроизвольные переломы, злокачественные опухоли костей и кроветворной ткани.

А. Агафонова
ХФ ТюмГУ, 581 группа, 2011 г.