Полоний

Полоний (Po)

Атомный номер

84

Внешний вид

серебристо-серый металл

Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)

208,9824 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома

176 пм

Энергия ионизации
(первый электрон)

813,1 (8,43) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация

[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4

Химические свойства
Ковалентный радиус

146 пм

Радиус иона

(+6e) 67 пм

Электроотрицательность
(по Полингу)

2,0

Электродный потенциал

Po ← Po3+ 0,56 В
Po ← Po2+ 0,65 В

Степени окисления

–2, +2, +4, +6

Термодинамические свойства
Плотность

9,32 г/см³

Удельная теплоёмкость

0,125 Дж/(K·моль)

Теплопроводность

n/a Вт/(м·K)

Температура плавления

527 K

Теплота плавления

(10) кДж/моль

Температура кипения

1,235 K

Теплота испарения

(102,9) кДж/моль

Молярный объём

22,7 см³/моль

Кристаллическая решётка
Структура решётки

кубическая

Период решётки

3,350 Å

Отношение c/a

n/a

Температура Дебая

n/a K

Полонийхимический элемент с атомным номером 84 в периодической системе, обозначается символом Po (лат. Polonium), радиоактивный полуметалл серебристо-белого цвета. Не имеет стабильных изотопов.

Содержание

История и происхождение названия

Элемент открыт в 1898 супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в смоляной обманке — урановой руде. Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 г.

Элемент назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши (лат. Polonia).

Свойства

Полоний — мягкий серебристо-белый радиоактивный металл.

Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (РоО2)x и монооксид полония РоО. С галогенами образует тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро2+ розового цвета:
Ро + 2НСl → РоСl2 + Н2.

При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводород:
Ро + Mg + 2HCl → MgCl2 + H2Po.

В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония РоО3 и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты К2РоО4.

Нахождение в природе

Радионуклиды полония входят в состав естественных радиоактивных рядов:

210Po (Т1/2 = 138,376 суток), 218Po (Т1/2 = 3,10 мин) и 214Po (Т1/2 = 1,643·10−4 с) — в ряд 238U;

216Po (Т1/2 = 0,145 с) и 212Po (Т1/2 = 2.99·10−7 с) — в ряд Th;

215Po (Т1/2 = 1,781·10−3 с) и 211Po(Т1/2 = 0,516 с) — в ряд 235U.

Поэтому полоний всегда присутствует в урановых и ториевых минералах. Равновесное содержание полония в земной коре 2·10-14% по массе.

Получение

На практике в граммовых количествах наиболее долгоживущий нуклид полония 210Ро синтезируют искусственно, облучая металлический 209Bi нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210Bi за счет β-распада превращается в 210Po. А если тот же изотоп висмута поместить в циклотрон и там обстрелять потоками протонов, то 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)x при 500°C.

Применение

Полоний-210 в сплавах с бериллием применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но, к сожалению, короткоживущих, ввиду малого времени жизни 210Po: Т1/2 = 138,376 суток). Альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия в (α, n)-реакции. Полоний также применяется в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжени возникновения искры.

Отдельной областью применения полония является его использование в виде сплавов с свинцом или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. И хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность (150 вт/см3), тем не менее более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает альфа-частицы, проникающая способность и длина пробега которых минимальны. Например у советского лунохода для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель.

Отдельной строкой надо указать, что полоний-210 может послужить в сплаве с легким изотопом лития (6Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Поэтому полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного тероризма.

Биологическая роль

Полоний токсичен. Его соединения саморазогреваются и переходят в аэрозольное состояние. ПДК в водоемах и в воздухе рабочих помещений 11,1·10−3 Бк/л и 7,41·10−3 Бк/м3.

Изотопы полония

На начало 2006 года известны 33 изотопа полония в диапазоне массовых чисел от 188 до 220. Кроме того, известны 10 метастабильных возбуждённых состояний изотопов полония. Наиболее долгоживущий изотоп, 209Po, имеет период полураспада 102 года. Некоторые изотопы полония, входящие в радиоактивные ряды урана и тория, имеют собственные наименования, которые сейчас в основном рассматриваются как устаревшие:

Изотоп Название Обозначение
210Po Радий F RaF
211Po Актиний C' AcC'
212Po Торий C' ThC'
214Po Радий C' RaC'
215Po Актиний A AcA
216Po Торий A ThA
218Po Радий A RaA

Ссылки


Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home