Полоний

ПОЛОНИЙ (от лат. Polonia-Польша, родина М. Скло-довской-Кюри; лат. Polonium) Po, радиоактивный хим. элемент VI гр. периодич. системы, ат. н. 84, ат. м. 208,9824. Стабильных изотопов не имеет. Известно 27 изотопов с мас. ч. 192-218. Наиб. долгоживущие изотопы: ²⁰⁹Ро(T_1/2102 года), ²⁰⁸Ро (Т_1/2 2,9 года) и ²¹⁰Ро (Т_1/2 138,3 сут) - a-излучатели. Изотопы с маc. ч. 210-218 входят в прир. радиоактивные ряды. Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 5s²5p⁶5d¹⁰6s²6p⁴; степени окисления — 2, +2, +4 (наиб. устойчивая) и +6; электроотрицательность по Полингу 1,76; атомный радиус 0,153 нм, ионные радиусы (расчетные) для Ро⁶⁺ 0,067 нм, Ро⁴⁺ 0,104 нм. Содержание в земной коре ок. 2·10 ^-14% по массе.

Свойства. П. - мягкий серебристо-белый металл. Известны две кристаллич. модификации П.: низкотемпературная a-форма с кубич. решеткой, а = 0,3359 нм; b-форма, устойчивая выше 36 °С, решетка ромбоэдрич., а = 0,3366 нм, а = 98,08°; т. пл. 254 °С, т. кип. 949 °С; вычисленная плотн. 9,136 г/см³;26,4 Дж/(моль·К);72,8 кДж/моль; 62,8 ДжДмоль • К); ур-ние температурной зависимости давления пара металлического П.: 1gp(атм) = 4,553-5778/Т. На воздухе окисляется; реагирует с р-рами к-т с образованием ионов Ро(П) (розового цвета), к-рые быстро окисляются до Po(IV) (желтого цвета); с Н₂ дает летучий гидрид РоН₂. Известны полониды металлов, к-рые получают нагреванием соответствующих металлов с парами П. при 400-1000°С. Характеристики нек-рых полонидов приведены в таблице.

Диоксид РоО₂ существует в двух кристаллич. модификациях: ниже 54°С-в желтой форме с гранецентрир. кубич. решеткой (а = 0,5638 нм); при более высокой т-ре-в красной форме с тетрагон, решеткой (а = 0,545 нм, с = = 0,836 нм); разлагается при 500 °С в вакууме, восстанавливается до металла водородом или HN₃ при 250 °С; получают нагреванием металла в атмосфере О₂ при 250 °С дегидратацией гидроксида П. при той же т-ре и нагреванием сульфатов или селенатов П. выше 550 °С. Известен монооксид РоО-твердое в-во черного цвета, образуется при самопроизвольном разложении PoSO₃ или PoSeO₃. Термин, разложением соответствующих галогенидов Po(IV) при 200 °С в вакууме или их восстановлением водородом при 200°С, SO₂ и H₂S при 25°С получают дихлорид РоС1₂ (темные рубиново-красные кристаллы с ромбич. решеткой, а = 0,366 нм, b = 0,434 нм, с = 0,449 нм), дибромид РоВr₂ (пурпурно-коричневые кристаллы).

Тетрахлорид РоС1₄-ярко-желтые кристаллы с моноклинной решеткой; т. пл. 300 °С, т. кип. 390°С. Тетрабромид РоВr₄-ярко-красные кристаллы; т. пл. 330 °С, т. кип. 360°С/200 ммрт.ст. Тетраиодид РоI₄-летучее в-во черного цвета. Тетрагалогениды П. раств. в этаноле, ацетоне. Синтезируют тетрагалогениды взаимод. металлического П. соотв. с сухим С1₂ при 200 °С, парами Вr₂ при 250 °С, действием сухого I₂ на РоО₂ при 200 °С. Упариванием р-ров РоС1₄ с соответствующим галогенидом одновалентного металла или нагреванием РоС1₄ с галогенидом аммония получены гексахлорополонаты: Cs₂[PoCl₆]-кристаллы с гранецентрир. кубич. решеткой (a=1,059нм), (NH₄)₂[PoCL] с кубич. решеткой (а = 1,033 нм) и [(CH₃)₄N]₂[PoCl₆]-c кубич. решеткой.

В кислых водных р-рах стандартные электродные потенциалы для пары Po(II)/Po(IV) 0,798 В, для Po(II)/Po(VI) 1,16 В, для Po(IV)/Po(VI) 1,524 В.

Получение. ¹⁰Ро в граммовых кол-вах получают облучением металлич. ²⁰⁹Вi нейтронами в ядерных реакторах, а микроколичества П.-из отходов переработки урановых руд. ²⁰⁹Ро образуется при облучении ²⁰⁹Bi протонами в циклотроне. Выделяют П. экстракцией, ионным обменом, электроосаждением и возгонкой. Металлический П. получают разложением в вакууме PoS или РоО₂ при 500 °С.

Применение. ²¹⁰Ро-источник энергии в атомных батареях (1 см^{3 210}Ро выделяет 1210 Вт тепловой энергии), к-рые используют в космич. аппаратах, а также в переносных устройствах; в смеси с Be и В П. применяют для изготовления ампульных источников нейтронов.

П. высокотоксичен. ПДК в открытых водоемах и воздухе рабочих помещений соотв. 1,11·10^-3 и 7,4·10 ^-3 Бк/л. Миним. значимая активность 3,7·10³ Бк (категория 4).

Впервые П. выделен из урановой смоляной руды П. Кюри и М. Склодовской-Кюри в 1898.

Лит. Бэгнал К , Химия редких радиоактивных элементов, пер. с англ., М., 1960; Bagnall К W., "Radiochimica Acta", 1983, v 32, № 1-3, p. 153 61

Б. Ф Мясоедов