Radio
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| Radio | |||||||||||||||||||||||||||||||
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88 Ra | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Apariencia | |||||||||||||||||||||||||||||||
metálico blanco plateado  | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades generales | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombre, símbolo, número | radio, Ra, 88 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Pronunciación | / r eɪ d yo ə m / RAY-dee əm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Categoría Elemento | metal alcalinotérreo | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloque | 2 (metales alcalinotérreos) , 7, s | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Peso atómico estándar | (226) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [ Rn ] 7s 2 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2  | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Historia | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Descubrimiento | Pierre Curie y Marie Curie (1898) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Primer aislamiento | Marie Curie (1902) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Fase | sólido | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad (cerca rt) | 5,5 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusion | 973 K , 700 ° C, 1292 ° F | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullicion | 2010 K, 1737 ° C, 3158,6 ° F | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor de fusión | 8.5 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| El calor de vaporización | 113 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Presión del vapor | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Propiedades atómicas | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Estados de oxidación | 2 (fuertemente óxido básico) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 0,9 (escala de Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Energías de ionización | Primero: 509.3 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Segundo: 979.0 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio covalente | 221 ± 14:00 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals radio | 283 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Miscelánea | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | centrada en el cuerpo cúbico  | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ordenamiento magnético | no magnético | ||||||||||||||||||||||||||||||
| La resistividad eléctrica | (20 ° C) 1 μΩ · m | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 18.6 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Número de registro del CAS | 7440-14-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| La mayoría de los isótopos estables | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Artículo principal: Los isótopos de radio | |||||||||||||||||||||||||||||||
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El radio es un elemento químico con el símbolo de Ra y número atómico 88. Radium es un casi blanco puro metal alcalinotérreo , pero fácilmente oxida en la exposición al aire, convirtiéndose en negro en color. Todos los isótopos de radio son muy radiactivo, con la más estable isótopo siendo radio-226, que tiene una vida media de 1.601 años y decae en radón gas. Debido a esta inestabilidad, el radio es luminiscente, brilla intensamente de un azul tenue.
Radium, en la forma de cloruro de radio, fue descubierto por Marie Sklodowska-Curie y Pierre Curie en 1898. Extrajeron el compuesto radio de uraninita y publicó el descubrimiento en el Academia de Ciencias francés cinco días después. Radium se aisló en su metálica estado de Marie Curie y André-Louis Debierne a través de la electrólisis de cloruro de radio en 1910. Desde su descubrimiento, se ha dado nombres como el radio A y radium C 2 a varios isótopos de otros elementos que son productos de desintegración del radio-226.
En la naturaleza, el radio se encuentra en uranio minerales en cantidades traza tan pequeño como séptimo de un gramo por tonelada de uraninita. Radium no es necesario para los seres vivos, y los efectos adversos para la salud son probables cuando se incorpora a los procesos bioquímicos debido a su radiactividad y reactividad química.
Características
Características físicas
Aunque el radio no está tan bien estudiada como su establo más ligero homólogo de bario , los dos elementos tienen propiedades muy similares. Sus dos primeras energías de ionización son muy similares: 509,3 y 979,0 kJ · mol -1 para el radio y el 502,9 y 965,2 kJ · mol -1 para el bario. Estas bajas cifras arrojan una alta reactividad ambos elementos "y la formación de la Ra muy estable 2 + ion y Ba 2+ similares.
Radio puro es un metal sólido de color blanco plateado, que funde a 700 ° C (1292 ° F) y de ebullición a 1737 ° C (3159 ° F), similar al de bario. Radium tiene una densidad de 5,5 g / cm 3; la relación de densidad-radio de bario es comparable a la relación de masa atómica-radio de bario, ya que estos elementos tienen estructuras cúbicas muy similares centradas en el cuerpo.
Características químicas y combinaciones
El radio es la más pesada conocida de metal alcalinotérreo ; sus propiedades químicas mayoría asemejan a los de bario . Cuando se expone al aire, el radio reacciona violentamente con él, formando nitruro de radio, lo que provoca el ennegrecimiento de este metal blanco. Se muestra sólo el estado de oxidación +2 en solución. Radium iones no forman complejos fácilmente, debido a la fuerte carácter básico de los iones. La mayoría de los compuestos de radio coprecipitan con toda bario, estroncio más, y la mayoría de los compuestos de plomo, y son sales iónicas. El ion radio es incoloro, haciendo sales de radio blanco cuando está recién preparado, se tornan amarillas y finalmente oscuro con la edad debido a la auto-descomposición de la radiación alfa. Los compuestos de la llama radio rojo-púrpura y dan una característica espectro. Al igual que otros metales de tierras alcalinas , radio reacciona violentamente con el agua para formar hidróxido de radio y es un poco más volátil que el bario . Debido a su geológicamente breve vida media e intensa radiactividad, compuestos de radio son muy raros, que se producen casi exclusivamente en minerales de uranio.
Cloruro de radio, bromuro de radio, hidróxido de radio y el nitrato de radio son solubles en agua, con solubilidades ligeramente inferiores a los de los análogos de bario para bromuro y cloruro, y superior para el nitrato. Hidróxido de Radium es más soluble que los hidróxidos de otros metales alcalinotérreos, actinio, torio y, y más básico que el hidróxido de bario. Se puede separarse de estos elementos por su precipitación con amoniaco . Compuestos insolubles de radio incluyen sulfato de radio, cromato de radio, radio yodato, carbonato de radio y tetrafluoroberyllate radio; el sulfato de radio es el sulfato conocido más insoluble. Óxido de Radium permanece sin caracterizar, a pesar del hecho de que los óxidos son compuestos comunes para otros metales alcalino-térreos.
Isótopos
Radium tiene 25 conocidos diferentes isótopos , cuatro de los cuales se encuentran en la naturaleza, con 226 Ra es la más común. 223 Ra, Ra 224, 226 y 228 Ra Ra son todos generados de forma natural en la decadencia de cualquiera de uranio (U) o torio ( Th.) 226 Ra es un producto de 238 U decadencia, y es el isótopo más longevo del radio con una vida media de 1.601 años; al lado más largo es de 228 Ra, un producto de descomposición 232 Th, con una vida media de 5,75 años.
Radium no tiene isótopos estables; Sin embargo, cuatro isótopos de radio están presentes en cadenas de desintegración, todos los cuales están presentes en cantidades traza. El más abundante y la más larga de vida es radio-226, con una vida media de 1.601 años. Hasta la fecha, 34 isótopos de radio se han sintetizado, que varían en número de masa 202-234.
Al menos 12 isómeros nucleares han sido reportados; el más estable de ellos es el radio-205m, con una vida media de entre 130 y 230 milisegundos. Todos los estados fundamentales de los isótopos de radio-205 hasta el radio-214, y del radio-221 para el radio-234, tienen los más largos.
Otros tres radioisótopos naturales habían recibido nombres históricos a principios del siglo XX: el radio-223 era conocido como el actinio X, el radio-224 como el torio y el radio X-228 como mesotorio I Radio-226 ha dado nombres históricos a sus productos de desintegración después de la. elemento de conjunto, como el radio A para el polonio-218.
Radioactividad
El radio es de tres millones de veces más radiactivo que la misma masa de uranio. Su decadencia se produce en al menos siete etapas; los principales productos sucesivos se han estudiado y se han llamado emanación de radio o exradio (ahora identificado como el radón), el radio A ( polonio ), el radio B ( plomo ), el radio C ( bismuto ), etc. El radón es un gas pesado, y la tarde productos son sólidos. Estos productos son a su vez elementos radiactivos, cada uno con un peso atómico de un poco más bajo que su predecesor.
Radium pierde alrededor de 1% de su actividad en 25 años, siendo transformada en elementos de peso atómico inferior, con ventaja de ser el producto final de la desintegración.
La unidad SI de la radiactividad es el becquerel (Bq), que equivale a una desintegración por segundo. La curie es una unidad no-SI define como la cantidad de material radiactivo que tiene la misma velocidad de desintegración como 1 gramo de radio-226 (3,7 x 10 10 desintegraciones por segundo, o 37 GBq).
Radium de metal se mantiene a una mayor temperatura que sus alrededores debido a la radiación que emite - partículas alfa, partículas beta, y rayos gamma. Más específicamente, las partículas alfa son producidos por la desintegración del radio, mientras que las partículas beta y rayos gamma son producidos por elementos relativamente de vida media corto al final de la cadena de desintegración.
Aparición
Todo el radio que se producen hoy se produce por la desintegración de elementos más pesados, estando presente en cadenas de desintegración. Debido a este tipo de vida media corta de sus isótopos, el radio no es primordial pero rastro. No se puede producir en grandes cantidades debido tanto al hecho de que los isótopos de radio tienen una vida media corta y que los nucleidos padres tienen los muy largos. Radium se encuentra en pequeñas cantidades en el mineral de uranio uraninita y varios otros uranio minerales , y en cantidades aún más pequeñas en los minerales de torio.
Radium-226 es una Por lo tanto, producto de desintegración del uranio y se encuentra en todo el cojinete de uranio minerales. (Uno tonelada de pechblenda general produce una séptima parte de un gramo de radio).
Producción
El uranio no tenía aplicación a gran escala en el siglo 18 y por lo tanto no existía minas de uranio de gran tamaño. En principio la única fuente más grande de mineral de uranio fueron los de plata en minas Joachimsthal (ahora Jáchymov) en el Imperio austríaco. El mineral de uranio sólo era un subproducto de las actividades mineras. Después de que el aislamiento del radio por Marie y Pierre Curie de mineral de uranio de Joachimsthal varios científicos comenzaron a aislar el radio en pequeñas cantidades. Más tarde, las pequeñas empresas han comprado relaves mineros de las minas de Joachimsthal y comenzaron a aislar el radio. En 1904 el gobierno austriaco se hizo cargo de la propiedad de las minas y dejó de exportar mineral en bruto. Desde hace algún tiempo la disponibilidad radio fue baja.
La formación de un monopolio de Austria y el fuerte impulso de otros países para tener acceso a la radio llevó a una búsqueda mundial de minerales de uranio. Los Estados Unidos asumió el control como el primer productor a principios de los años 1910. La Arenas carnotita en Colorado proporcionar algunos de los elementos, pero los minerales más ricos se encuentran en el Congo y el área de la Gran Lago del Oso y el Gran Lago del Esclavo en el noroeste de Canadá . Radium también puede ser extraído de los residuos de reactores nucleares. Los grandes depósitos de uranio que contengan radio-se encuentran en Rusia , Canadá (el Territorios del Noroeste), los Estados Unidos ( Nuevo Mexico, Utah y Colorado, por ejemplo) y Australia . Ninguno de los depósitos minerales se explota para el radio, pero el contenido de uranio hace minería rentable.
Las cantidades producidas fueron escapadas relativamente pequeña; Por ejemplo, en 1918 se produjeron 13,6 g de radio en los Estados Unidos. A partir de 1954, el suministro total mundial de radio purificado ascendió a cerca de 5 libras (2,3 kg).
Historia
Radium ( América radio, rayos) fue descubierto por Marie Sklodowska-Curie y su esposo Pierre el 21 de diciembre de 1898 en un muestra uraninita. Mientras estudiaba el mineral, los Curie retira uranio de ella y se encontró que el material restante seguía siendo radiactivo. Luego separan una mezcla radiactiva que consiste principalmente de compuestos de bario que dieron un color de la llama verde brillante y carmín carmesí líneas espectrales que nunca se había documentado antes. Los Curie anunciaron su descubrimiento a la Academia francés de Ciencias el 26 de diciembre de 1898. El nombramiento de fechas de radio a alrededor de 1899, de la radio palabra francesa, formada en América moderna de radio (rayo), llamado por su potencia de emisión de energía en forma de rayos.
En 1910, el radio se aisló como un puro de metal por Curie y André-Louis Debierne a través de la electrólisis de un radio puro solución de cloruro mediante el uso de un mercurio cátodo y destilación en una atmósfera de hidrógeno gas. El mismo año, E. Eoler produjo radio calentando su azida, Ra (N 3) 2. Nuevo elemento de los Curie fue la primera producida industrialmente en el comienzo del siglo 20 por Biraco, una empresa subsidiaria de Unión Minera del Alto Katanga (UMHK) en su Planta de Olen en Bélgica. UMHK ofreció a Marie Curie su primer gramo de radio. Se dio nombres históricos a los productos de desintegración de radio, tales como el radio A, B, C, etc., ahora se sabe que los isótopos de otros elementos.
El 4 de febrero de 1936, el radio E (de bismuto-210) se convirtió en el primer elemento radiactivo que ser hecho de manera sintética en los Estados Unidos. Dr. John Jacob Livingood, en el laboratorio de radiación en Universidad de California, Berkeley, bombardeaba varios elementos con 5 MeV deuterones. Señaló que el bismuto irradiado emite electrones rápidos con una vida media de 5 días, que se correspondía con la conducta del radio E.
La unidad histórica común para la radiactividad, la curie, se basa en la radiactividad de 226 Ra.
Aplicaciones históricas
Algunos de los pocos usos prácticos de la radio se derivan de sus propiedades radiactivas. Más recientemente descubierto radioisótopos, tales como 60 Co y 137 Cs, están reemplazando radio, incluso en estos usos limitados debido a que varios de estos isótopos son emisores más potentes, más seguro de manejar, y está disponible en forma más concentrada.
Pintura luminiscente
Radium fue utilizado antes en pinturas auto-luminosos para relojes, paneles nucleares, interruptores de aviones, relojes y cuadro de instrumentos. Un reloj con luz propia típico que utiliza pintura de radio contiene alrededor de 1 microgramo de radio. A mediados de la década de 1920, se presentó una demanda en contra de la Estados Unidos Radium Corporación por cinco morir " Radium Girl "marcar pintores que habían pintado a base de radio pintura luminosa en los diales de relojes. Los pintores de esferas lamieron rutinariamente sus pinceles para darles un punto fino, la ingestión de esta manera el radio. Su exposición a radio causado efectos graves para la salud que incluyen úlceras, anemia , y cáncer de hueso. Esto es porque el radio se trata como de calcio por el cuerpo, y depositado en los huesos, donde se degrada radiactividad ósea y pueden mutar células óseas.
Durante el litigio, se determinó que los científicos y la gestión de la compañía habían tomado precauciones considerables para protegerse de los efectos de la radiación, aún no habían tenido a bien proteger a sus empleados. Peor aún, desde hace varios años las empresas habían intentado encubrir los efectos y evitar la responsabilidad, insistiendo en que las niñas fueron Radium vez sufriendo de sífilis. Este total desprecio por el bienestar de los empleados tuvo un impacto significativo en la formulación de enfermedad profesional derecho laboral.
Como resultado de la demanda, los efectos adversos de la radiactividad se hicieron ampliamente conocida, y pintores radio-marcado fueron instruidos en medidas de seguridad apropiadas y provistos de equipos de protección. En particular, marque pintores ya lamido pinceles que no a darles forma (que causó cierta ingestión de sales de radio). Radium todavía se usaba en esferas como finales de la década de 1960, pero no hubo más lesiones para marcar pintores. Esto puso de relieve que el daño a las niñas Radium podría haberse evitado fácilmente.
Desde la década de 1960 se suspendió el uso de pintura de radio. En muchos casos diales luminosos se llevaron a cabo con materiales fluorescentes no radiactivos excitado por la luz; tales dispositivos brillan en la oscuridad después de la exposición a la luz, pero se desvanece la incandescencia. Cuando se requirió la auto-luminosidad indefinida en la oscuridad, más seguro radiactivo prometio se utilizó inicialmente la pintura, más tarde reemplazado por botellas de tritio que se siguen utilizando hoy en día. Emite tritio radiación beta que no puede penetrar en la piel, en lugar de la radiación gamma penetrante de radio y es considerado como más seguro. Tiene una vida media de 12 años.
Relojes, relojes e instrumentos que datan de la primera mitad del siglo XX, a menudo en aplicaciones militares, pueden haber sido pintadas con pintura luminosa radiactivo. Por lo general son ya no luminosa; Sin embargo, esto no es debido a la desintegración radiactiva del radio (que tiene una vida media de 1.600 años) pero a la fluorescencia del medio fluorescente sulfuro de zinc siendo usado por la radiación de la radio. La aparición de una capa gruesa a menudo de pintura marrón o verde amarillento en los dispositivos de este período sugiere un peligro radiactivo. La dosis de radiación desde un dispositivo intacto no es relativamente baja y por lo general un riesgo agudo; pero la pintura es peligroso si se liberan y se inhala o se ingiere.
El uso recreativo
Radium fue una vez un aditivo en productos como pasta de dientes, cremas para el cabello, y los elementos, incluso los alimentos debido a sus supuestos poderes curativos. Estos productos pronto cayeron fuera de moda y fueron prohibidas por las autoridades en muchos países después de que fue descubierto que pudieran tener efectos adversos para la salud graves. (Véase, por ejemplo, Radithor o Tipos Revigator de "agua Radium" o "Solución Radium estándar para beber"). Spas que ofrecen agua el radio-ricos están todavía de vez promociona como beneficiosos, como los de Misasa, Tottori, Japón . En los EE.UU., la irradiación radio nasal también se administró a los niños para evitar problemas en el oído medio o agrandamiento de las amígdalas de finales del decenio de 1940 hasta principios de 1970.
El uso médico
Radium (generalmente en la forma de cloruro de radio) se utilizó en la medicina para producir gas radón que a su vez se utilizó como el cáncer de tratamiento; por ejemplo, varias de estas fuentes de radón se utilizaron en Canadá en los años 1920 y 1930. El isótopo 223 Ra (bajo el nombre comercial Alpharadin) está actualmente bajo investigación para su uso en la medicina como un cáncer de tratamiento de la médula metástasis.
Investigación
En 1909, el famoso Experimento Rutherford utiliza el radio como fuente de alfa para sondear la estructura atómica de oro . Este experimento llevó al modelo de Rutherford del átomo y revolucionó el campo de la física nuclear . Cuando se mezcla con berilio , es una fuente de neutrones. Este tipo de fuente de neutrones fuera por mucho tiempo la principal fuente de neutrones en la investigación.
Precauciones
El radio es altamente radiactivo y su producto de desintegración, el radón gas, también es radiactivo. Dado que el radio es químicamente similar al calcio , que tiene el potencial para causar un gran daño mediante la sustitución de calcio en huesos. La exposición a la radio puede causar cáncer y otros trastornos, porque el radio y su producto de desintegración del radón emiten partículas alfa sobre su decadencia, que matan y células mutan. En el momento de la Proyecto Manhattan en 1944, la "dosis de tolerancia" para los trabajadores se fijó en 0,1 microgramos de radio se ingiere.
Algunos de los efectos biológicos de radio fueron evidentes desde el principio. El primer caso de la llamada "radio-dermatitis" se informó en 1900, sólo 2 años después del descubrimiento del elemento. El físico francés Antoine Becquerel llevó a una pequeña ampolla de radio en el bolsillo del chaleco durante 6 horas y informó que su piel se volvió ulcerada. Marie Curie experimentó con una pequeña muestra que se mantiene en contacto con su piel durante 10 horas, y señaló que una úlcera apareció varios días después. Manejo del radio se ha culpado por la muerte de Curie (a la edad de 66), debido a anemia aplásica. Radio almacenados deben estar ventiladas para evitar la acumulación de radón. Energía emitida por la desintegración del radio también ioniza los gases, nieblas emulsiones fotográficas, y produce muchos otros efectos perjudiciales.
