Radium

Radium
88 Ra
Ba ↑ Ra ↓ UBN Tableau p??riodique francium ← → radium actinium
Apparence
m??tallique blanc argent??
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	radium, Ra, 88
Prononciation	/ r eɪ r?? Je ə m / RAY -dee-əm
??l??ment Cat??gorie	m??tal alcalino-terreux
Groupe, p??riode, bloc	2 (m??taux alcalino-terreux) , 7, s
Poids atomique standard	(226)
Configuration ??lectronique	[ Rn ] 7s 2 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
Histoire
D??couverte	Pierre Curie et Marie Curie (1898)
Premier isolement	Marie Curie (1902)
Propri??t??s physiques
Phase	solide
Densit?? (?? proximit?? rt)	5,5 g ?? cm -3
Point de fusion	973 K , 700 ?? C, 1292 ?? F
Point d'??bullition	2010 K, 1737 ?? C, 3158,6 ?? F
La chaleur de fusion	8,5 kJ ?? mol -1
Chaleur de vaporisation	113 kJ ?? mol -1
La pression de vapeur
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ?? T (K) 819 906 1037 1209 1446 1799
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	2 (fortement oxyde de base)
??lectron??gativit??	0,9 (??chelle de Pauling)
??nergies d'ionisation	1er: 509,3 kJ ?? mol -1
	2??me: 979,0 kJ ?? mol -1
Rayon covalente	221 ?? 14 heures
Rayon de Van der Waals	283 h
Miscellan??es
Crystal structure	cubique centr??
Ordre magn??tique	amagn??tique
R??sistivit?? ??lectrique	(20 ?? C) 1 μΩ ?? m
Conductivit?? thermique	18,6 W ?? m -1 ?? K -1
Num??ro de registre CAS	7440-14-4
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Isotopes de radium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 223 Ra trace 11,43 d α 5,99 219 Rn 224 Ra trace 3,6319 d α 5,789 220 Rn 226 Ra trace 1601 y α 4,871 222 Rn 228 Ra trace 5,75 y β - 0,046 228 Ac

Le radium est un ??l??ment chimique avec le symbole Ra et de num??ro atomique 88. Radium est un presque blanc pur m??tal alcalino-terreux , mais il facilement oxyde sur l'exposition ?? l'air, devenant de couleur noire. Tous les isotopes de radium sont tr??s radioactifs, avec le plus stable isotope ??tant radium-226, qui a une demi-vie de 1601 ann??es et se d??sint??gre en radon gaz. En raison de cette instabilit??, le radium est luminescent, rougeoyante un l??ger bleu.

Radium, sous la forme de chlorure de radium, ??tait d??couvert par Marie Curie et Pierre Curie en 1898. Ils ont extrait le compos?? de radium ?? partir de uraninite et publi?? la d??couverte ?? la Acad??mie fran??aise des Sciences cinq jours plus tard. Radium a ??t?? isol?? dans son m??tallique Etat par Marie Curie et Andr??-Louis Debierne par la ??lectrolyse du chlorure de radium en 1910. Depuis sa d??couverte, il a donn?? des noms comme Un radium et radium C ₂ ?? plusieurs isotopes d'autres ??l??ments qui sont produits de d??sint??gration du radium-226.

Dans la nature, le radium se trouve dans uranium minerais en quantit??s infimes aussi petit que septi??me d'un gramme par tonne de uraninite. Radium ne est pas n??cessaire pour les organismes vivants, et les effets n??fastes sur la sant?? sont susceptibles quand il est incorpor?? dans les processus biochimiques en raison de sa radioactivit?? et la r??activit?? chimique.

Caract??ristiques

Caract??ristiques physiques

Bien que le radium ne est pas aussi bien ??tudi?? que son ??curie l??ger un homologue de baryum , les deux ??l??ments ont des propri??t??s tr??s similaires. Leurs deux premi??res ??nergies ionisation sont tr??s similaires: 509,3 et 979,0 kJ ?? mol ^-1 pour le radium et de 502,9 et 965,2 kJ ?? mol ^-1 pour le baryum. Ces chiffres faible rendement grande r??activit?? les deux ??l??ments de la formation et de la tr??s stable Ra ²⁺ et Ba ²⁺ similaire.

Radium pur est un blanc, argent, m??tal solide fondant ?? 700 ?? C (1292 ?? F) et d'??bullition ?? 1737 ?? C (3159 ?? F), proche de baryum. Radium a une densit?? de 5,5 g / cm ^3; le rapport de densit?? radium-baryum est comparable au ratio de masse atomique du radium baryum, ??tant donn?? que ces ??l??ments ont des structures cubique centr?? tr??s similaires.

Caract??ristiques chimiques et compos??s chimiques

Radium est le plus lourd connu m??tal alcalino-terreux ; ses propri??t??s chimiques ressemblent surtout ceux de baryum . Lorsqu'il est expos?? ?? l'air, le radium r??agit violemment avec elle, formant nitrure de radium, ce qui provoque le noircissement de ce m??tal blanc. Il pr??sente seulement l'??tat d'oxydation +2 en solution. des ions radium ne forment pas facilement des complexes, en raison de caract??re fortement basique des ions. La plupart des compos??s de radium copr??cipit?? avec tout le baryum, le strontium plus, et la plupart des compos??s de plomb, et sont des sels ioniques. L'ion de radium est incolore, faisant sels de radium blanc lorsqu'il est fra??chement pr??par??e, virant au jaune et finalement sombre avec l'??ge en raison de l'auto-d??composition du rayonnement alpha. compos??s de radium flamme rouge-violet et de donner une caract??ristique spectre. Comme les autres m??taux alcalino-terreux , le radium r??agit violemment avec l'eau pour former de l'hydroxyde de radium et est l??g??rement plus volatile que le baryum . En raison de sa g??ologiquement courte demi-vie et la radioactivit?? intense, compos??s de radium sont assez rares, se produisant presque exclusivement dans les minerais d'uranium.

chlorure de radium, le bromure de radium, le radium hydroxyde et le nitrate de radium sont solubles dans l'eau, avec des solubilit??s l??g??rement inf??rieurs ?? ceux des analogues de baryum et le chlorure de bromure, et plus ??lev??e pour les nitrates. l'hydroxyde de radium est plus soluble que les autres hydroxydes de m??taux alcalino-terreux, l'actinium, le thorium et, en plus de l'hydroxyde de baryum basique. Il peut ??tre s??par??e de ces ??l??ments par leur pr??cipitation avec de l'ammoniac . Compos??s de radium insolubles comprennent le sulfate de radium, le radium chromate, le radium iodate, le carbonate de radium et le radium tetrafluoroberyllate; le sulfate de radium est le sulfate connue la plus insoluble. l'oxyde de radium reste non caract??ris??, en d??pit du fait que les oxydes sont des compos??s courants pour les autres m??taux alcalino-terreux.

Isotopes

Radium a 25 connus diff??rents isotopes , dont quatre se trouvent dans la nature, avec ²²⁶ Ra ??tant le plus commun. ²²³ Ra, Ra ^{224, 226} et ²²⁸ Ra Ra sont tous g??n??r??s naturellement dans la d??sint??gration de soit l'uranium (U) ou du thorium ( Th.) ²²⁶ Ra est un produit de ²³⁸ U d??croissance, et est l'isotope plus longue dur??e de radium avec une demi-vie de 1601 ann??es; prochaine plus longue est ^{de 228} Ra, un produit de ventilation ²³² Th, avec une demi-vie de 5,75 ans.

Radium n'a pas isotopes stables; Cependant, quatre isotopes du radium sont pr??sents dans les cha??nes de d??sint??gration, qui sont tous pr??sents sous forme de traces. Le plus abondant et une plus longue vie est radium-226, avec une demi-vie de 1601 ann??es. ?? ce jour, 34 isotopes de radium ont ??t?? synth??tis??s, allant dans nombre de masse de 202 ?? 234.

Au moins 12 isom??res nucl??aires ont ??t?? signal??s; la plupart d'entre eux est stable radium-205m, avec une demi-vie comprise entre 130 et 230 millisecondes. Tous les ??tats fondamentaux des isotopes du radium-205 ?? radium 214 et du radium-221 au radium-234, ont les plus longues.

Trois autres radio-isotopes naturels avaient re??u des noms historiques dans le d??but du XXe si??cle: le radium-223 a ??t?? connu comme l'actinium X, le radium-224 que le thorium X et le radium-228 que m??sothorium je Radium-226 a donn?? des noms historiques ?? ses produits de d??sint??gration apr??s la. ??l??ment entier, comme le radium A pour le polonium-218.

Radioactivit??

Le radium est de trois millions de fois plus radioactif que la m??me masse d'uranium. Sa d??composition se produit dans au moins sept ??tapes; les produits principaux successifs ont ??t?? ??tudi??s et ont ??t?? appel?? ??manation de radium ou exradio (maintenant identifi?? comme le radon), le radium A ( polonium ), le radium B ( plomb ), le radium C ( bismuth ), etc. Le radon est un gaz lourd, et plus tard, les produits sont des solides. Ces produits sont eux-m??mes des ??l??ments radioactifs, chacun avec un poids atomique un peu plus bas que son pr??d??cesseur.

Radium perd environ 1% de son activit?? ?? 25 ans, se transforme en ??l??ments de poids atomique inf??rieur, avec du plomb qui est le produit final de la d??sint??gration.

L'unit?? de mesure de la radioactivit?? est le becquerel (Bq), ??gale ?? une d??sint??gration par seconde. Le curie est une unit?? non-SI d??finie comme la quantit?? de mati??re radioactive qui a le m??me taux de d??sint??gration que 1 gramme de radium-226 (3,7 ?? 10 ¹⁰ d??sint??grations par seconde, ou 37 GBq).

m??tal Radium se maintient ?? un niveau sup??rieur la temp??rature de ses environs en raison du rayonnement qu'il ??met - les particules alpha, particules b??ta, et les rayons gamma. Plus pr??cis??ment, les particules alpha sont produits par la d??composition du radium, alors que les particules b??ta et les rayons gamma sont produits par des ??l??ments relativement courte demi-vie plus bas dans la cha??ne de d??sint??gration.

Occurrence

Tout le radium en force aujourd'hui est produite par la d??sint??gration d'??l??ments plus lourds, ??tant pr??sent dans cha??nes de d??sint??gration. En raison de ces demi-vie courte de ses isotopes, le radium ne est pas primordiale, mais trace. Il ne peut pas se produire en grandes quantit??s ?? la fois en raison du fait que les isotopes de radium ont demi-vie courte et que les nucl??ides m??res ont tr??s longues. Radium se trouve en tr??s petites quantit??s dans le minerai d'uranium uraninite et divers autres uranium min??raux , et en quantit??s encore plus minuscules dans les min??raux de thorium.

Radium-226 est un produit d??sint??gration de l'uranium et se retrouve donc dans tous les uranif??re minerais. (One tonne de pechblende donne typiquement d'environ un septi??me d'une gramme de radium).

Production

Uranium ne avait aucune application ?? grande ??chelle dans la fin du 18e si??cle et donc pas de grandes mines d'uranium existait. Au d??but la seule grande source de minerai d'uranium ??tait les argent mines de Joachimsthal (maintenant J??chymov) dans le Empire autrichien. Le minerai d'uranium est seulement un sous-produit des activit??s d'extraction. Apr??s l'isolement du radium par Marie et Pierre Curie de minerai d'uranium de Joachimsthal plusieurs scientifiques ont commenc?? ?? isoler le radium en petites quantit??s. Plus tard, les petites entreprises achet??es r??sidus miniers de mines Joachimsthal et ont commenc?? ?? isoler le radium. En 1904, le gouvernement autrichien a repris la propri??t?? des mines et a cess?? d'exporter le minerai brut. Depuis quelque temps, la disponibilit?? de radium ??tait faible.

La formation d'un monopole autrichien et la forte envie des autres pays d'avoir acc??s au radium a conduit ?? une vaste recherche mondiale pour les minerais d'uranium. Les ??tats-Unis a pris la premier producteur au d??but des ann??es 1910. Le sables dans carnotite Colorado fournir une partie de l'??l??ment, mais les minerais les plus riches se trouvent dans le Congo et la r??gion de la Grand lac de l'Ours et de la Grand lac des Esclaves du nord-ouest du Canada . Radium peut ??galement ??tre extraite ?? partir des d??chets ?? partir de les r??acteurs nucl??aires. Les grands gisements d'uranium contenant du radium sont situ??s dans la Russie , le Canada (le Territoires du Nord-Ouest), les Etats-Unis ( Nouveau Mexique, Utah et Colorado, par exemple) et l'Australie . Ni des d??p??ts est exploit?? pour le radium, mais la teneur en uranium fait mini??re rentable.

Les quantit??s produites sont aways relativement faible; par exemple, en 1918, ont ??t?? produites 13,6 g de radium dans les ??tats-Unis. En 1954, l'offre mondiale totale de radium purifi?? se ??l??ve ?? environ 5 livres (2,3 kg).

Histoire

Marie et Pierre Curie ?? exp??rimenter avec le radium, un dessin de Andr?? Castaigne

Radium ( latine rayon, rayons) ??tait d??couvert par Marie Sklodowska-Curie et son mari Pierre le 21 D??cembre 1898 ?? une ??chantillon uraninite. Tout en ??tudiant le min??ral, les Curie retir?? l'uranium de lui et a constat?? que le mat??riel restant ??tait encore radioactive. Ils ont ensuite s??par??es un m??lange radioactifs principalement constitu?? de compos??s de baryum qui ont donn?? une couleur de flamme verte brillante et carmin pourpre raies spectrales qui ne avait jamais ??t?? document??s auparavant. Les Curies annonc?? leur d??couverte ?? la Acad??mie fran??aise des sciences le 26 D??cembre 1898. La d??signation des dates de radium ?? environ 1 899, du mot radium fran??ais, form?? en latin moderne de rayon (ray), a appel?? ?? son pouvoir d'??mettre de l'??nergie sous forme de rayons.

En 1910, le radium a ??t?? isol?? sous forme d'un pur m??tal par Curie et Andr??-Louis Debierne par la ??lectrolyse d'une radium pur une solution de chlorure en utilisant un mercure cathode et la distillation dans une atmosph??re de l'hydrog??ne gazeux. La m??me ann??e, E. Eoler produit radium en chauffant son azoture, Ra (N _{3) 2.} Nouvel ??l??ment de la Curie a ??t?? produit industriellement dans le d??but du 20e si??cle par Biraco, une filiale de Union Mini??re du Haut Katanga (UMHK) dans son Olen usine en Belgique. UMHK offert ?? Marie Curie son premier gramme de radium. Il donna des noms historiques pour les produits de d??sint??gration du radium, tels que le radium A, B, C, etc., maintenant connu pour ??tre isotopes d'autres ??l??ments.

Le 4 F??vrier 1936, radium E (bismuth-210) est le premier ??l??ment radioactif ?? faire synth??tiquement aux ??tats-Unis. Dr John Jacob Livingood, au laboratoire de rayonnement ?? Universit?? de Californie, Berkeley, bombardait plusieurs ??l??ments avec 5 MeV deut??rons. Il a not?? que le bismuth irradi?? ??met des ??lectrons rapides avec une demi-vie de 5 jours, qui correspondait le comportement du radium E.

L'unit?? historique commun de la radioactivit??, le Curie, est bas??e sur la radioactivit?? de ²²⁶ Ra.

Applications historiques

Certains des quelques utilisations pratiques de radium sont d??riv??es de ses propri??t??s radioactives. Plus r??cemment d??couvert des radio-isotopes, tels que 60 Co et 137 Cs, remplacent le radium, m??me dans ces utilisations limit??es parce que plusieurs de ces isotopes sont des ??metteurs plus puissants, plus s??r ?? manipuler, et disponible sous une forme plus concentr??e.

Peinture luminescente

Peinture blanche auto-lumineux qui contient du radium sur le visage et la main d'une vieille horloge.

Radium mains sous une lumi??re ultraviolette

Radium ??tait autrefois utilis?? dans peintures auto-lumineux pour les montres, les panneaux nucl??aires, les commutateurs d'avions, des horloges, et cadrans. Une montre de type auto-lumineux qui utilise de la peinture de radium contient environ 1 microgramme de radium. Au milieu des ann??es 1920, une poursuite a ??t?? d??pos??e contre le ??tats-Unis Radium Corporation par cinq de mourir " Radium Fille "composer peintres qui avait peint ?? base de radium- peinture lumineuse sur les cadrans de montres et horloges. Les peintres de cadrans r??guli??rement l??cher leurs pinceaux pour leur donner une pointe fine, l'ingestion ainsi radium. Leur exposition au radium a caus?? des effets graves sur la sant?? qui comprenait des plaies, l'an??mie , et cancer des os. Ce est parce que le radium est trait?? comme du calcium par l'organisme, et d??pos?? dans les os, o?? se d??grade de radioactivit?? osseuse et peut muter les cellules osseuses.

Au cours de l'instance, il a ??t?? d??termin?? que les scientifiques et la direction de l'entreprise avaient pris des pr??cautions consid??rables pour se prot??ger contre les effets des rayonnements, mais ne avaient pas jug?? bon de prot??ger leurs employ??s. Pire, pendant plusieurs ann??es, les entreprises ont tent?? de dissimuler les effets et ??viter la responsabilit?? en insistant pour que les filles ont ??t?? Radium place souffrent de syphilis. Ce m??pris total pour le bien-??tre des employ??s a eu un impact significatif sur la formulation de maladie professionnelle droit du travail.

En raison de la poursuite, les effets n??fastes de la radioactivit?? est devenu largement connu, et le radium-peintres de cadrans ont ??t?? instruits dans pr??cautions de s??curit?? ad??quates et fournis avec ??quipement de protection. En particulier, composez peintres plus l??ch?? pinceaux pour les fa??onner (qui a caus?? une certaine ingestion de sels de radium). Le radium ??tait encore utilis?? dans cadrans comme fin des ann??es 1960, mais il n'y avait pas d'autres blessures ?? composer peintres. Cette soulign?? que le dommage inflig?? aux filles Radium aurait pu facilement ??tre ??vit??.

Depuis les ann??es 1960, l'utilisation de peinture au radium a ??t?? abandonn??e. Dans de nombreux cas cadrans lumineux ont ??t?? mises en ??uvre avec des mat??riaux fluorescents non radioactifs excit??s par la lumi??re; ces dispositifs brillent dans le noir apr??s l'exposition ?? la lumi??re, mais les fondus de pr??chauffage. O?? ind??termin??e auto-luminosit?? dans l'obscurit?? a ??t?? n??cessaire, plus s??r radioactifs promethium peinture a ??t?? initialement utilis??e, plus tard remplac?? par bouteilles de tritium qui continuent ?? ??tre utilis??s aujourd'hui. ??met de tritium rayonnement b??ta qui ne peuvent pas p??n??trer la peau, plut??t que le rayonnement gamma p??n??trant du radium et est consid??r?? comme plus s??r. Elle a une demi-vie de 12 ans.

Horloges, montres et instruments datant de la premi??re moiti?? du XXe si??cle, souvent dans les applications militaires, peuvent avoir ??t?? peints avec de la peinture lumineuse radioactifs. Ils sont g??n??ralement plus lumineux; cependant, ce ne est pas due ?? la d??croissance radioactive du radium (qui a une demi-vie de 1600 ans), mais ?? la fluorescence du milieu fluorescent de sulfure de zinc ??tant port?? par le rayonnement du radium. L'apparition d'une couche ??paisse de peinture souvent brun-vert ou jaun??tre dans les dispositifs de cette p??riode sugg??re un risque radioactif. La dose de rayonnement ?? partir d'un p??riph??rique intacte est relativement faible et g??n??ralement pas un risque aigu; mais la peinture est dangereux se il est lib??r?? et inhal?? ou ing??r??.

L'usage r??cr??atif

Radium ??tait une fois un additif dans des produits tels que le dentifrice, cr??mes pour les cheveux, et m??me des articles alimentaires en raison de ses vertus curatives suppos??es. Ces produits tomb??rent bient??t plus ?? la mode et ont ??t?? interdites par les autorit??s dans de nombreux pays apr??s qu'il a ??t?? d??couvert qu'ils pourraient avoir des effets n??fastes pour la sant??. (Voir, par exemple, Radithor ou Types de "l'eau de Radium?? ou ??Solution Radium standard pour Boire" Revigator.) Spas mettant en vedette l'eau de radium riches sont encore parfois pr??sent??es comme b??n??fiques, tels que ceux de Misasa, Tottori, Japon . Aux ??tats-Unis, l'irradiation de radium nasale a ??galement administr?? aux enfants pour pr??venir les probl??mes de l'oreille moyenne ou une hypertrophie des amygdales de la fin des ann??es 1940 jusqu'au d??but des ann??es 1970.

L'usage m??dical

Radium (g??n??ralement sous la forme de chlorure de radium) a ??t?? utilis?? dans la m??decine pour produire du gaz radon qui ?? son tour a ??t?? utilis?? comme un cancer de traitement; par exemple, plusieurs de ces sources de radon ont ??t?? utilis??es au Canada dans les ann??es 1920 et 1930. L'isotope 223 Ra (sous le nom commercial Alpharadin) est actuellement ?? l'??tude pour une utilisation dans la m??decine comme un cancer traitement de l'os m??tastases.

Recherche

En 1909, la c??l??bre Rutherford exp??rience radium utilis?? comme source d'alpha pour sonder la structure atomique de l' or . Cette exp??rience a conduit au mod??le Rutherford de l' atome et a r??volutionn?? le domaine de la physique nucl??aire . Lorsqu'il est m??lang?? avec le b??ryllium , ce est un source de neutrons. Ce type de source de neutrons ??taient depuis longtemps la principale source de neutrons dans la recherche.

Pr??cautions

Radium est hautement radioactif et son produit de d??sint??gration, le radon gaz, est ??galement radioactifs. Depuis le radium est chimiquement similaire au calcium , il a le potentiel de causer beaucoup de tort en rempla??ant calcium dans os. L'exposition au radium peut causer le cancer et d'autres troubles, parce radium et le radon de son produit de d??sint??gration ??mettent des particules alpha sur leur d??cadence, qui tuent et cellules muter. Au moment de la Projet Manhattan en 1944, la ??dose de tol??rance?? pour les travailleurs a ??t?? fix?? ?? 0,1 microgramme de radium ing??r??.

Certains des effets biologiques de radium ??taient apparente d??s le d??but. Le premier cas de soi-disant ??radium dermatite" a ??t?? signal?? en 1900, seulement deux ann??es apr??s la d??couverte de l'??l??ment. Le physicien fran??ais Antoine Becquerel effectu?? une petite ampoule de radium dans la poche de son gilet pendant 6 heures et a indiqu?? que sa peau est devenue ulc??r??e. Marie Curie a exp??riment?? avec un ??chantillon minuscule qu'elle gardait en contact avec sa peau pendant 10 heures, et a not?? que l'ulc??re est apparu quelques jours plus tard. Manipulation du radium a ??t?? bl??m?? pour la mort de Curie (?? l'??ge de 66) en raison de l'an??mie aplasique. Radium stock??e doit ??tre ventil?? pour ??viter l'accumulation de radon. L'??nergie ??mise par la d??sint??gration du radium ionise ??galement des gaz, brouillards ??mulsions photographiques, et produit de nombreux autres effets n??fastes.