Structure radio, propriétés, utilisations, obtention

Il radio Il s'agit d'un élément métallique appartenant au groupe 2 du tableau périodique, les métaux alcalinotherres, dont le symbole chimique est RA. Il s'agit du dernier membre de ce groupe, situé sous le baryum, et précédant des éléments radioactifs tels que le thorium et l'uranium; Cependant, le rayon est environ un million de fois plus radioactif et, par conséquent, plus dangereux que l'uranium lui-même.

C'est un élément entouré d'histoires incroyables et malheureuses, tout en raison de l'ignorance de ses effets négatifs sur la santé. The bluish brightness of their salts and aqueous solutions captivated scientists Pierre and Marie Curie, who discovered it in the year of 1898 analyzing an inexplicable and strong radiation from samples of the Pechblenda ore, to which their uranium and uranium content had removed their uranium content and polonium.

Illustration de Marie Curie, découvreur de la radio

A éliminé l'uranium et le polonium, le Curie et a conclu qu'il y avait un autre élément présent dans les pechblenda, responsable du fort rayonnement, qui pourrait ingénieusement quantifier. Ce nouvel élément était chimiquement très similaire au baryum; Cependant, contrairement à ses lignes vertes spectrales, celles de cela étaient de couleur carmine.

Ainsi, après traitement, purification et analyse des tonnes de pechblenda, ils ont obtenu 0.1 mg de RACL₂. À ce moment-là, en 1902, ils avaient déjà déterminé la masse atomique de la radio, dont le nom dérivé du mot latin «rayon», qui signifie «rayon». La radio est littéralement un élément rayonnant.

Huit plus tard, en 1910, Marie Curie avec le chimiste français André Louis Debierne, a réussi à isoler le rayon de leur forme métallique par l'électrolyse RACL₂ Utiliser du mercure. La fièvre de la recherche est née, qui est devenue plus tard une sensation commerciale, culturelle et médicinale alarmante.

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Structure

La radio est un métal dont les atomes sont très volumineux. Une conséquence de cela est que leurs cristaux sont peu denses (bien que légèrement plus que ceux de Bario) et adoptent une structure cubique centrée sur le corps (BCC). Hors de cette structure, aucune autre alotrope n'est signalée à d'autres températures ou pressions.

Configuration électronique

La configuration électronique de la radio est la suivante:

[RN] 7s²

Il s'oxyde avec une énorme facilité pour devenir le cation ra²⁺, qui est isoléctronique au radon noble à gaz. Par conséquent, tous les composés de rayon contiennent le cation ra²⁺, établir des interactions principalement ioniques; Cependant, il est estimé qu'il est possible que, en raison d'effets relativistes, il peut former des liens avec un caractère covalent remarquable (RA-X).

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Propriétés radio

Échantillon de composé radio

Apparence physique

La radio est un métal blanc argenté, qui teint immédiatement jaune et s'assombrit lorsqu'il réagit avec l'azote de l'air pour former son nitruro, RA₃N₂. Pour être si difficile à manipuler, il y a peu de caractéristiques physiques du rayon qui ont été déterminées directement.

Numéro atomique

88

Masse molaire

226.03 g / mol

Point de fusion

Vers 700 ºC. Cette ampleur n'a pas pu être déterminée exactement.

Point d'ébullition

La radio bouillonne entre 1100 et 1700 ºC. Cette grande marge d'inexactitude reflète, encore une fois, les complications de manipuler un métal aussi instable.

Densité

5.5 g / cm³

Chaleur de fusion

8.5 kJ / mol

Chaleur de vaporisation

113 kJ / mol

État d'oxydation

La radio a un seul état d'oxydation de +2.

Électronégativité

0.9. Cette valeur correspond fidèlement au fort caractère électropositif du rayon.

Énergies d'ionisation

Premièrement: 509.3 kJ / mol

Deuxième: 979 kJ / mol

Radioactivité

Le rayon dérive des baisses radioactives des éléments plus lourds et plus instables, comme avec l'isotope d'uranium-238. Source: utilisateur: Tosaka, CC par 3.0, via Wikimedia Commons

Le rayon est environ un million de fois plus radioactif que l'uranium. Cela est principalement dû au fait que d'autres isotopes en sont produits, comme ²²²RN (image supérieure), qui à son tour se désintègre en émettant des particules α pour se transformer en isotope ²¹⁸Pote. Un échantillon radio émet donc de grandes quantités de particules α et β^-, ainsi que les rayons γ.

Par exemple, un gramme de radio, souffre 3.7 · 10^dix Désintégration par seconde, mesure qui a servi à définir l'unité CI, appelée Curie. Cette énergie est suffisante pour chauffer un échantillon de 25 grammes d'eau 1 ° C par heure.

Si la chaîne de décroissance est observée, on verra que l'isotope initial, le ²³⁸U, tu as un t_1/2 de 4.5 ans Giga (milliards d'années); tandis qu'au lieu de cela, le ²²⁶RA a un t_1/2 1600 ans, qui produit également des isotopes avec t_1/2 de quelques jours, minutes et secondes.

La radioactivité de la radio et de ses composés est ionisante, donc des substances fluorescentes, même les atomes environnants, s'allument pendant la nuit, devenant capables de déclencher des réactions explosives. Cette propriété est connue sous le nom de radioluminescence.

Composés et réactivité

Lorsque les sels ou les composés radio sont chauffés dans un briquet, ils tirent une flamme carmine. Ces solides sont généralement blancs ou incolores, mais ils sont teintes en jaune et s'assombrissent enfin en raison de la radioactivité des atomes radio. S'ils ont des impuretés de baryum, ils peuvent montrer des tons roses.

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La chimie radio est très similaire à celle de Bario, comme s'ils étaient deux frères inséparables, RA-BA. Les deux forment les mêmes sels, insolubles dans l'eau, avec la différence que ceux du rayon sont un peu plus insolubles. Par exemple, radio sulfate, satin₄, Il est plus insoluble que le sulfate de baryum, Baso₄; En fait, c'est le sulfate le plus insoluble jamais connu: 2.1 mg de celui-ci se dissolve juste dans 1 litre d'eau.

D'un autre côté, Radio Hydroxyde, RA (OH)₂, C'est le plus soluble et le plus basique de tous les hydroxydes de leurs pairs.

En solution, ra cations²⁺, Au lieu de se comporter comme des acides Lewis, ils sont basiques, car leur grande taille le rend impossible pour les molécules.

L'analogie chimique entre la radio et le baryum revient à ce métal difficile à séparer, car ses sels copricitent avec ceux du baryum.

Utilisations / applications de la radio

Montres lumineuses

Les montres lumineuses et phosphorescentes étaient très souhaitées au XIXe siècle, pour leur attractivité visuelle et pour contenir la radio acclamée dans leurs peintures. Source: arme95, cc by-sa 3.0, via Wikimedia Commons

L'utilisation la plus populaire et la plus controversée du rayon a été d'être utilisée comme additif pour les peintures des montres. Ses atomes ont été incorporés dans les formulations pâteuses de sulfure de zinc, ZNS, qui a absorbé les émissions radioactives pour libérer une lumière verte et phosphorescente. La peinture a été appliquée aux mains de l'horloge (image supérieure).

Le problème de cette utilisation était dans l'exposition radioactive continue qui a affecté les utilisateurs de ces montres; Ou pire, aux travailleurs qui les ont peintes dans les usines.

En 1924, plusieurs employés qui travaillaient dans une industrie de la peinture, plus tard connue sous le nom de Radio Girls (Radium Girls), ont commencé à souffrir d'un cancer des os, des déformations de leurs mâchoires et des pertes de dents, car elles ont dû lécher la pointe de vos pinceaux pour être capable d'appliquer la peinture radioactive sur les horloges.

Ceci, plus l'ignorance du rayon, et le peu d'éthique de n'imposant pas de mesures de protection qui garantissent la sécurité des travailleurs, s'est terminée par un scandale juridique qui a révolutionné les lois sur la sécurité professionnelle.

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Les peintures radio ont cessé de fabriquer en 1960; Bien qu'aujourd'hui, il existe plusieurs spécimens de collection qui l'ont sur leurs surfaces.

Radithor

Bouteille Radithor exposée au Musée national des sciences nucléaires et de l'histoire du Nouveau-Mexique. Source: Sam Larussa des États-Unis d'Amérique, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons

Le radithor était l'un des nombreux produits pharmaceutiques et cosmétiques qui ont proclamé l'efficacité radio pour combattre mille et un mal. Il contenait une quantité radio-quantité micrométrique qui devrait guérir toutes les maladies digestives et endocriniennes. Cependant, en 1932, après la mort d'Eden Byers, l'un de ses consommateurs les plus ferventes, le Radithor a quitté le marché.

Radiothérapie

Toutes les utilisations de la radio n'étaient pas sensationnalistes, pseudoscientifiques et sans scrupules (ou criminels). Il y avait aussi vraiment bénéfique pour la santé, au moins jusqu'à un certain temps. Salts radio, RACL₂ et Rab₂, Ils sont utilisés dans le traitement du cancer, en particulier le cancer des os.

L'isotope ²²³La PR, lorsqu'elle est confuse par les ions calcium dans le métabolisme, finit par détruire les cellules cancéreuses situées dans l'os.

Cependant, de nombreuses utilisations thérapeutiques du rayon ont été remplacées par des isotopes plus sûrs, économiques et efficaces, comme le ⁶⁰CO et ¹³⁷CS.

Obtention

La radio est l'un des éléments dont la production est rare: environ 100 grammes par an dans le monde. Des tonnes d'orange d'uranium, comme le minerai de pechblenda (ou uraninite) sont traitées après la méthode Curie, qui consiste à traiter les échantillons avec de l'hydroxyde de sodium, de l'acide chlorhydrique et du carbonate de sodium, de sorte qu'un mélange de radio et de sulfates de baryum, de satin₄-Baso₄.

Le mélange satiné₄-Baso₄ Il a été transformé en leurs chlorures respectifs, RACL₂-Bacl₂, séparer les cations RA²⁺ par cristallisations fractionnaires et enfin purifier les techniques de chromatographie ionique. Le racl₂ Il est réduit par l'électrolyse ou le réduisant avec de l'aluminium métallique à 1200 ºC.

Isotopes

Toutes les isotopes radio sont radioactives. Quatre d'entre eux existent dans la nature en tant que produits de la décadence radioactive des atomes de ²³²E, ²³⁵U et ²³⁸OU.

Ces quatre isotopes sont: ²²³Ra (t_1/2= 11.4 jours), ²²⁴Ra (t_1/2= 3.64 jours), ²²⁶Ra (t_1/2= 1600 ans) et ²²⁸RA (5.75 ans). De toute évidence, presque tous les atomes de radio sont constitués de mélanges isotopes ²²⁶Ra et ²²⁸Ra, parce que les autres se désintégrent rapidement.

Il ²²⁶RA est la plus stable de tous les isotopes de la radio, tous les autres étant trop instables, avec t_1/2 moins de deux heures.

Les références

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