Открытие этого элемента связано со знаменитыми работами супругов Марии Склодовской-Кюри и Пьера Кюри.
В июле 1898 г. Мария Кюри после двухлетнего непрерывного труда получила небольшое количество нового вещества, похожего на никель. Оказалось, что это вещество в 300 раз радиоактивнее урана. Подвергнув новое вещество различным испытаниям, Кюри убедилась, что открыла новый, еще неизвестный элемент. В честь своей родины она назвала его полонием от латинского названия Польши.
Полоний относится к наименее распространенным в природе элементам. Содержание полония в земной коре не превышает такой доли процента, в которой первая значащая цифра находится на пятнадцатом месте после запятой. В свободном состоянии полоний был выделен электролизом растворимой соли. Температура его плавления 254°С, плотность 9,4.
За 28 лет до открытия Кюри-Склодовской существование полония в природе было предсказано на основе периодического закона Д. И. Менделеевым.
Ныне промышленными "месторождениями" полония стали атомные реакторы, в которых путем нейтронного облучения висмута получают полоний в значительных количествах. Особый интерес представляет полоний как источник альфа-частиц. Изотоп полония с массовым числом 210 излучает только альфа-частицы, причем в четыре с лишним тысячи раз интенсивнее, чем радий.
Известно, что альфа-частицы вызывают ионизацию воздуха, а ионизированный воздух обладает более высокой химической активностью. Советский изобретатель А. Г. Пресняков предложил оригинальный вариант использования ионизирующей способности полония. Его проект состоит в том, что пластинку, покрытую полонием-210, необходимо помещать в воздухопроводе перед мартеновской или доменной печью. Ионизированный воздух будет способствовать полноте и интенсивности горения топлива. Полоний-210 хотя и является самым бурным из естественных радиоактивных веществ, но пластинка со слоем изотопа может работать как ионизатор много месяцев.
Установлено, что полоний образует огромное количество комплексных соединений, является сильнейшим коллоидообразователем, прочно адсорбируясь на стенках химической посуды и фильтрах.
Поло́ний (лат. Polonium; обозначается символом Po) — химический элемент с атомным номером 84 в периодической системе, радиоактивный полуметалл серебристо-белого цвета. Не имеет стабильных изотопов.
История и происхождение названия
Элемент открыт в 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в смоляной обманке. Элемент был назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши (лат. Polonia).
В 1902 году немецкий учёный Вильгельм Марквальд открыл новый элемент. Он назвал его радиотеллур. Кюри, прочтя заметку об открытии, сообщила, что это элемент полоний, открытый ими четырьмя годами ранее. Марквальд не согласился с такой оценкой, заявив, что полоний и радиотеллур — разные элементы. После ряда экспериментов с элементом супруги Кюри доказали, что полоний и радиотеллур обладают одним и тем же периодом полураспада. Марквальд был вынужден отступить.
Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 г.
Свойства
Полоний — мягкий серебристо-белый радиоактивный металл.
Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (РоО2)х и монооксид полония РоО. С галогенами образует тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро2+ розового цвета:
Ро + 2HCl → PoCl2 + Н2↑.
При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводород:
Ро + Mg + 2HCl → MgCl2 + H2Po,
который при комнатной температуре находится в жидком состоянии (от −36,1 до 35,3 °C)
В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония РоО3 и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты К2РоО4. Известен также диоксид полония PoO2. Образует галогениды состава PoX2, PoX4 и PoX6. Подобно теллуру полоний способен с рядом металлов образовывать химические соединения — полониды.
Полоний является единственным химическим элементом, который при низкой температуре образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решётку.
Получение
На практике в граммовых количествах нуклид полония 210Ро синтезируют искусственно, облучая металлический 209Bi нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210Bi за счет β-распада превращается в 210Po. При облучении того же изотопа висмута протонами по реакции
209Bi + p → 209Po + n
образуется самый долгоживущий изотоп полония 209Po.
Микроколичества полония извлекают из отходов переработки урановых руд. Выделяют полоний экстракцией, ионным обменом, хроматографией и возгонкой.
Металлический Po получают термическим разложением в вакууме сульфида PoS или диоксида (PoO2)х при 500 °C.
98 % мирового производства полония приходится на Россию.
Источник: Википедия
Долгое время сообщения о том, что элемент с порядковым номером 85 обнаружен в природе (ему давали название - алабамий, гельвеций, англо-гельвеций и др.), не подтверждались. Обнаруженный только в 1940 г., он, подобно хлору, дает с серебром нерастворимое астатинистое серебро. По этому и многим другим признакам можно считать астат подобным галогенам. Сейчас астат, подобно галогенам, имеет и короткое ударное название, а еще недавно его называли астатий, или астатин. Первые исследования химических свойств астата проводились с растворами, в которых концентрация элемента была очень мала и не превышала одного атома на 500 млрд. молекул растворителя. Чтобы пересчитать такое количество молекул, отсчитывая каждую секунду по 5 штук, потребовалось бы более трех тысяч лет.
растворами, в которых концентрация элемента была очень мала и не превышала одного атома на 500 млрд. молекул растворителя. Чтобы пересчитать такое количество молекул, отсчитывая каждую секунду по 5 штук, потребовалось бы более трех тысяч лет.
Астат действительно подобен йоду, но во многом, однако, совершенно не похож на него. Главное отличие астата от йода - радиоактивность. Больше половины астата, полученного утром, к вечеру исчезнет, период его полураспада всего 7,5 часа. Вот откуда произошло название астата: "астатос" по-гречески значит "неустойчивый", "нестабильный". Именно по этой причине в земном поверхностном слое (1,6 км), как показали расчеты, содержится всего 69 мг астата-218. Чудовищно мало!
У астата много изотопов (19), но все они "астатосы" - неустойчивые, нестабильные. Один из них (астат-211) обладает способностью, известной в радиохимии под названием "разветвленного распада". Сущность явления состоит в том, что некоторые из атомов этого изотопа подвергаются одному типу распада, а другие - другому, причем в конечном результате этих распадов выделяются альфа-частицы. Подобно йоду, астат возгоняется (сублимируется) при комнатной температуре, растворим в органических растворителях, концентрируется в щитовидной железе.
Как чистый металл астат ведет себя удивительно: возгоняется в молекулярной форме из водных растворов. Такой способностью не обладает ни один из известных элементов.
Этот элемент был получен искусственно ученым Э. Сегре и его сотрудниками путем "бомбардировки" атомов висмута альфа-частицами, ускоренными на циклотроне.
Астат под названием экаиода был предсказан Д. И. Менделеевым.
Аста́т (от др.-греч. ἄστατος — «неустойчивый») — элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы), шестого периода, с атомным номером 85. Обозначается символом At (лат. Astatium). Радиоактивен. Простое вещество астат (CAS-номер: 7440-68-8) при нормальных условиях — нестабильные кристаллы чёрно-синего цвета. Молекула астата, по всей видимости, двухатомна (формула At2).
История
Предсказан (как «эка-иод») Д. И. Менделеевым. В 1931 Ф. Аллисон с сотрудниками (Алабамский политехнический институт) сообщили об открытии этого элемента в природе и предложили для него название «алабамин» (Ab), однако этот результат не подтвердился. Впервые астат был получен искусственно в 1940 Д. Корсоном, К. Р. Маккензи и Э. Сегре (Калифорнийский университет в Беркли). Для синтеза изотопа 211At они облучали висмут альфа-частицами.
В 1943—1946 годах изотопы астата были обнаружены в составе природных радиоактивных рядов.
В русской терминологии элемент до 1962 года назывался «астатин».
Также предлагались названия «гельветин» (в честь Гельвеции — древнего названия Швейцарии) и «лептин» (от греч. «слабый, шаткий»).
Получение
Астат получают только искусственно. В основном изотопы астата получают облучением металлических висмута или тория α-частицами высокой энергии с последующим отделением астата соосаждением, экстракцией, хроматографией или дистилляцией.
Физические свойства
Ввиду малого количества доступного для изучения вещества, физические свойства этого элемента плохо изучены и, как правило, построены на аналогиях с более доступными элементами.
Астат — твёрдое вещество сине-чёрного цвета, по внешнему виду похожее на иод. Для него характерно сочетание свойств неметаллов (галогенов) и металлов (полоний, свинец и другие). Как и иод, астат хорошо растворяется в органических растворителях и легко ими экстрагируется. По летучести немного уступает иоду, но также может легко возгоняться.
Температура плавления 302 °C, кипения (возгонки) 337 °C.
Химические свойства
Галоген. В положительных степенях окисления астат образует кислородсодержащую форму, которую условно обозначают как Atτ+ (астат-тау-плюс).
При действии на водный раствор астата водородом в момент реакции образуется газообразный астатоводород HAt. Астат в водном растворе восстанавливается SO2 и окисляется Br2. Астат, как металлы, осаждается из солянокислых растворов сероводородом (H2S). Вытесняется из раствора цинком (свойства металла).
Известны и межгалогенные соединения астата — иодид астата AtI и бромид астата AtBr. Астатоводород HAt также был получен.
Однако ввиду одинаковой электроотрицательности водорода и астата астатоводород крайне неустойчив, а в водных растворах существуют не только протоны, но и ионы At+, чего нет у всех других галогеноводородных кислот.
С металлами астат образует соединения, в которых проявляет степень окисления −1, как и все остальные галогены (NaAt, к примеру, называется астатид натрия). Подобно другим галогенам, астат может замещать водород в молекуле метана до получения тетраастатметана CAt4. При этом образуются сперва астатметан, диастатметан, астатоформ.
Источник: Википедия
Радон светится в темноте, без нагревания испускает тепло, со временем образует новые элементы: один из них - газообразный, другой - твердое вещество. Он в 110 раз тяжелее водорода, в 55 раз тяжелее гелия, в 7 с лишним раз тяжелее воздуха. Один литр этого газа весит почти 10 г (точнее 9,9 г).
После открытия радия, когда ученые с большим увлечением познавали тайны радиоактивности, было установлено, что твердые вещества, находившиеся в близком соседстве с солями радия, становились радиоактивными. Однако спустя несколько дней радиоактивность этих веществ исчезла бесследно. В 1902г. Дорн, изучавший это явление, пришел к выводу, что радий непрерывно испускает радиоактивное вещество, невесомые количества которого оседают на близлежащих предметах. Это вещество оказалось радиоактивным газом, который Резерфордом был назван эманацией радия. Слово "эманация" было заимствовано из латинского языка и означало "истечение".
За способность светиться в темноте и сообщать особенно красивое сияние минералу виллемиту (силикат цинка) эманация в 1908 г. Рамзаем была названа нитоном от латинского слова "нитенс", что значит "светящийся". Пятнадцать лет спустя постановлением международной комиссии по радиоактивности нитон был переименован в радон. Так прибавлением к основе слова, которым называется радиоактивный элемент, окончания "он" условились образовывать названия газообразных продуктов радиоактивного распада этих элементов (торон для тория, актинон для актиния). Торон и актинон - изотопы самого радона.
Радон - бесцветный газ, химически совершенно инертный. Радон лучше других инертных газов растворяется в воде (в 100 объемах воды растворяется до 50 объемов радона). При охлаждении до минус 62°С радон сгущается в жидкость, которая в 7 раз тяжелее воды (удельный вес жидкого радона почти равен удельному весу цинка). При минус 71°С радон "замерзает".
Количество радона, выделяемое солями радия, очень мало, и чтобы получить 1 л радона, нужно иметь более 500 кг радия, в то время как на всем земном шаре в 1950 г. его было получено не более 700 г.
Радон - радиоактивный элемент. Испуская альфа-лучи, он превращается в гелий и твердый, тоже радиоактивный элемента который является одним из промежуточных продуктов в цепи радиоактивных превращений радия.
Радон в ничтожных количествах находится в растворенном состоянии в водах минеральных источников, озер и лечебных грязях. Он находится в воздухе, наполняющем пещеры, гроты, глубокие узкие долины. В атмосферном воздухе количество радона измеряется величинами порядка 5·10-18 % - 5·10-21 % по объему.
Известно 16 изотопов радона, из которых наиболее распространенным является радон с массовым числом 222 с периодом полураспада в 3,825 суток. Содержание радона-222 в верхних слоях земной коры толщиною до двух километров составляет по приблизительным подсчетам 115 т.
Благотворное действие минеральных вод, а также лечебных грязей при лечении различных заболеваний некоторыми учеными объясняется действием ничтожных количеств радона, растворимого в воде и грязях. Воды с повышенным количеством радона - радоновые ванны - пользуются в медицине большой популярностью. Помимо медицины радон используется в научных исследованиях, связанных с явлениями радиоактивности. Новыми "месторождениями" радона явились атомные реакторы, в которых радон образуется как продукт ядерных реакций.
Радо́н — элемент главной подгруппы восьмой группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 86. Обозначается символом Rn (Radon). Простое вещество радон (CAS-номер: 10043-92-2) в нормальных условиях — бесцветный инертный газ; радиоактивен, может представлять опасность для здоровья и жизни. При комнатной температуре является одним из самых тяжелых газов. Наиболее стабильный изотоп (222Rn) имеет период полураспада 3,8 суток.
История открытия и происхождение названия
Английский ученый Э. Резерфорд в 1899 году отметил, что препараты тория испускают, кроме α-частиц, и некое неизвестное ранее вещество, так что воздух вокруг препаратов тория постепенно становится радиоактивным. Это вещество он предложил назвать эмана́цией (от латинского emanatio — истечение) тория и дать ему символ Em. Последующие наблюдения показали, что и препараты радия также испускают некую эманацию, которая обладает радиоактивными свойствами и ведет себя как инертный газ.
Первоначально эманацию тория называли торо́ном, а эманацию радия — радо́ном. Было доказано, что все эманации на самом деле представляют собой радионуклиды нового элемента — инертного газа, которому отвечает атомный номер 86. Впервые его выделили в чистом виде Рамзай и Грей в 1908 году, они же предложили назвать газ нитон (от лат. nitens, светящийся). В 1923 году газ получил окончательное название радон и символ Em был сменен на Rn.
Получение
Для получения радона через водный раствор любой соли радия продувают воздух, который уносит с собой образующийся при радиоактивном распаде радия радон. Далее воздух тщательно фильтруют для отделения микрокапель раствора, содержащего соль радия, которые могут быть захвачены током воздуха. Для получения собственно радона из смеси газов удаляют химически активные вещества (кислород, водород, водяные пары и т. д.), остаток конденсируют жидким азотом, затем из конденсата отгоняют азот и другие инертные газы (аргон, неон и т.д).
Физические свойства
Радон — радиоактивный одноатомный газ без цвета и запаха. Растворимость в воде 460 мл/л; в органических растворителях, в жировой ткани человека растворимость радона в десятки раз выше, чем в воде. Газ хорошо просачивается сквозь полимерные плёнки. Легко адсорбируется активированным углем и силикагелем.
Собственная радиоактивность радона вызывает его флюоресценцию. Газообразный и жидкий радон флюоресцирует голубым светом, у твёрдого радона при охлаждении до азотных температур цвет флюоресценции становится сперва жёлтым, затем красно-оранжевым.
Цвет свечения в газовом разряде у радона - синий, так как в видимой части спектра радона особо выделяются 8 линий, отвечающих длинам волн от 3982 до 5085 А и лежащих главным образом в синей части спектра, однако из-за отсутствия стабильных изотопов применение его в газосветных приборах невозможно.
Химические свойства
«Благородный газ». Однако радон является наиболее активным благородным газом в химическом отношении, так как его валентные электроны находятся на максимальном удалении от ядра. Радон образует клатраты, которые, хотя и имеют постоянный состав, химических связей с участием атомов радона в них нет. С фтором радон при высоких температурах образует соединения состава RnFn, где n = 4, 6, 2. Так, дифторид радона RnF2 является белым нелетучим кристаллическим веществом. Фториды радона могут быть получены также под действием фторирующих агентов (например, фторидов галогенов). При гидролизе тетрафторида RnF4 и гексафторида RnF6 образуется оксид радона RnO3. Получены также соединения с катионом RnF+.
Источник: Википедия
| 87. Франций-Francium (Fr) |
Элемент с порядковым номером 87 был предсказан в 1870 г. Д. И. Менделеевым, но в течение еще 69 лет место в периодической системе с надписью "экацезий" было незаполненным. Правда, как было и в случаях других неоткрытых элементов, "заявки" об открытии элемента 87 делались неоднократно. От них даже остались названия - "Виргинии", "Молдавии", но это обычно были ошибки аналитических исследований, и ученые напрасно пытались химическими способами обнаружить "экацезий" в природе. Он оказался радиоактивным элементом, жизнь которого длится всего лишь два десятка минут. Если в девять часов получить один грамм "экацезия", в девять двадцать от него останется всего полграмма, в девять сорок - четверть грамма и т. д. К концу рабочего дня от него останутся невесомые количества, он попросту... исчезнет.
Непродолжительность "жизни" экацезия затрудняет изучение его свойств. "Год рождения" экацезия - 1939: в этом году он впервые был обнаружен французским ученым Маргаритой Пере. В честь своей родины она назвала новый элемент францием.
Получается Франции при альфа-распаде актиния. В природе Франции также возникает, но в ничтожнейших количествах при радиоактивном распаде урана (несколько атомов на миллиард миллиардов атомов урана).
Несмотря на малую продолжительность "жизни" Франция, в результате разработки способов его получения удалось показать, что по ряду свойств он подобен цезию. Это находился в полном соответствии с местом Франция в периодической системе элементов. Спустя 70 лет со времени ее создания открытие Франция вновь подтвердило величие гения Д. И. Менделеева.
Применение Франция пока еще ограничено; его используют для определения актиния в природных объектах. Франции, вероятно, может быть использован при диагностике рака. В пользу этого говорит характер радиоактивносоти.
В настоящее время известно 8 изотопов Франция. Наиболее "долговечным" является франций-223 с периодом полураспада В 22 минуты, наиболее коротко живущим - изотоп с массовым числом 218 с периодом полураспада в 0,005 секунды.
Фра́нций (эка-цезий) — элемент главной подгруппы первой группы седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 87. Обозначается символом Fr (лат. Francium). Простое вещество франций (CAS-номер: 7440-73-5) — радиоактивный щелочной металл, обладающий высокой химической активностью.
История
Этот элемент был предсказан Д. И. Менделеевым (как Эка-цезий), и был открыт (по его радиоактивности) в 1939 г. Маргаритой Пере, сотрудницей Института радия в Париже. Она же дала ему в 1964 г. название в честь своей родины — Франции.
Получение
Микроскопические количества франция-223 и франция-224 могут быть химически выделены из минералов урана и тория. Другие изотопы франция получают искусственным путём с помощью ядерных реакций.
Наиболее распространённый способ получения франция путём ядерной реакции: 197Au + 18O → 210Fr + 5n
Интересно, что в данной реакции используется золото. С помощью этой реакции могут быть синтезированы изотопы с массовыми числами 209, 210 и 211. Однако все эти изотопы распадаются быстро (период полураспада 210Fr и 211Fr - три минуты, а 209Fr - за 50 секунд).
Физические и химические свойства
Франций похож по свойствам на цезий. Всегда сокристаллизуется с его соединениями. Так как в распоряжении исследователей имеются лишь мельчайшие образцы, содержащие не более 10-7 г франция, то сведения о его свойствах известны с достаточно большой погрешностью, однако они все время уточняются. Согласно последним данным, плотность франция при комнатной температуре составляет 1,87 г/см³, температура плавления 27 °C, температура кипения 677 °C, удельная теплота плавления 9,385 кДж/кг.
Франций имеет самую низкую электроотрицательность из всех элементов, известных в настоящее время. Соответственно, франций является и самым химически активным щелочным металлом.
Источник: Википедия
|
