Радий

РАДИЙ (от лат. radius-луч; лат. Radium) Ra, радиоактивный хим. элемент II гр. периодич. системы, ат. н. 88; относится к щелочноземельным элементам. Известны изотопы с маc. ч. 206-230. Наиб. долгоживуший-²²⁶Rа (T_1/2 ~ 1600 лет, a-излучатель), ат. м. к-рого 226,0254; входит в состав прир. радиоактивного ряда ²³⁸U. Кроме того, в природе как члены радиоактивных рядов ²³²Th и ²³⁵U встречаются также ²²³Ra (историч. название актиний-икс, символ АсХ, T_1/2 11,43 сут), ²²⁴Ra (торий-икс, ThX, T_1/2 3,66 сут), ²²⁸Ra (мезоторий-1, MsTh₁, T_1/2 5,75 года). Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 7s²; степень окисления +2; энергии ионизации Ra⁰ : Ra⁺ : Ra²⁺ : :Ra³⁺ равны соотв. 5,2790, 10,1472 и 34,3 эВ; электроотрицательность по Полингу 0,97; металлич. атомный радиус 0,235 нм, ионный радиус Ra²⁺ 0,162 нм (координац. число 8) и 0,184 нм (12).

Р.-чрезвычайно редкий _и рассеянный элемент. Содержание Р. в земной коре 1·10^-10% по массе, в горных породах 2·10^-11-5·10^-12 г/г, в донных осадках 5·10^-11 г/г. В урановых рудах, являющихся главным его источником, на 1 т урана приходится не более 0,34 г Р.; в очень малых концентрациях он обнаружен в самых разных объектах, в частности в прир. водах разл. источников.

В своб. виде Р.-серебристо-белый блестящий металл, быстро тускнеющий на воздухе; кристаллич. решетка кубич. объемноцентрированная, а = 0,5148 нм; т. пл. 969 °С (64,82 Па), т. кип. 1507°С; плотн. 5,5-6,0 г/см³; при давлении 64,82 Па и т-ре 969 °С: DH_пл 8 кДж/моль, DH_возг 157,9 кДж/моль, DH_исп 149,6 кДж/моль; 29,3 ДжДмоль·К); 69,1 ДжДмоль·К). Ядра ²²⁶Ra излучают a-частицы с энергией 4,777 МэВ; испускание a-частиц сопровождается g-излучением с энергией 0,188 МэВ. В результате самопоглощения a- и b-частиц, испускаемых при радиоактивном распаде ²²⁶Ra и его дочерних продуктов, 1 г ²²⁶Ra выделяет ок. 550 Дж/ч тепла. Продукт распада Р.-радон (ок. 1 мм³ Rn из 1 г ²²⁶Ra в сут).

По хим. св-вам Р. похож на Ва. Практически все соединения Р. изоморфны соответствующим соед. Ва. На воздухе металлический Р. быстро покрывается темной пленкой, представляющей собой смесь нитрида и оксида Р. Металлический Р. бурно реагирует с водой с образованием р-римого в воде гидроксида Ra(OH)₂ и выделением Н₂. Электродный потенциал выделения Р. из водных р-ров —1,718В (по отношению к нормальному каломельному электроду).

Соединения Р. обладают св-вом автолюминесценции-свечения в темноте благодаря собств. излучению. Мн. соли Р. бесцв., но при разложении под действ. собств. излучения приобретают желтую или коричневую окраску. Хорошо раств. в воде RaCl₂ (т. пл. 900 °С, плотн. 4,91 г/см³; см. также табл.), RaBr₂ (т. пл. 728 °С, плотн. 5,79 г/см³), RaI₂ и Ra(NO₃)₂. Лучше других раств. в воде RaBr₂ (70 г в 100 г при 20 °С). Хлорид и бромид Р. кристаллизуются из воды в виде кристаллогидратов с двумя или шестью молекулами Н₂О. Малорастворимые соед.-сульфат RaSO₄ (ок. 2·10^-4 г в 100 г воды при 20°С), иодат Ra(IO₃)₂, фторид RaF₂, хромат RaCrO₄, карбонат RaCO₃ и оксалат RaC₂O₄. Известны комплексы Р. с лимонной, винной, яблочной, молочной, этилендиаминтетрауксусной к-тами и др. лигандами. По сравнению с др. щел.-зем. металлами Р. обладает более слабой склонностью к комплексообразованию.

Выделяют Р. в виде RaCl₂ или др. солей как побочный продукт переработки урановых руд (после извлечения из них U), используя методы осаждения, дробной кристаллизации, ионного обмена; металлич. Р. получают электролизом р-ра RaCl₂ на ртутном катоде, восстановлением RaO алюминием при нагр. в вакууме.

Определяют Р. радиометрич. методами.

Изучение Р. сыграло огромную роль в развитии научного познания, т. к. позволило выяснить мн. вопросы, связанные с явлением радиоактивности. Длит. время Р. был единств. элементом, радиоактивные св-ва к-рого находили практич. применение в медицине, для приготовления люминофоров постоянного свечения и др. Добыча Р. в 30-е гг. достигала более 350 г в год. Однако в 50-е гг. Р. почти повсеместно был вытеснен другими, более дешевыми искусственно получаемыми радионуклидами. Р. сохранил нек-рое значение в медицине как источник Rn для приготовления радоновых ванн. В небольших кол-вах Р. в смеси с Be используют в ампульных источниках нейтронов.

В геологии ²²⁸Ra и др. изотопы применяют для определения возраста океанич. осадочных пород и минералов, в геохимии ²²⁶Ra и ²²⁸Ra используют как индикаторы смешения и циркуляции вод океанов.

Р. сильно токсичен. Допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (категория A) ²²³Ra 4,1·10^-3, ²²⁴Ra 1,2·10^-2, ²²⁶Ra 9,2·10^-4 и ²²⁸Ra 6,2·10^-4 Бк/л, в атмосферном воздухе (категория Б) соотв. 1,4·10^-4, 4·10^-4, 3,1·10^-5 и 2,1·10^-5 Бк/л, в воде (Б) соотв. 13,44, 1,99 и 3,26 Бк/л.

Об открытии Р. сообщили в 1898 П. Кюри и М. Склодов-ская-Кюри совместно с Г. Бемоном. Переработав ок. 1 т заводских отходов, оставшихся после извлечения из руды урана, супруги Кюри выделили 90 мг чистого RaCl₂. В СССР первые препараты Р. получены в 1921 В. Г. Хлопи-ным и И. Я. Башиловым.

Лит.: Вдовенко В. М., Дубасов Ю. В., Аналитическая химия радия, Л., 1973; Погодин С.А., Либман Э. П., Как добыли советский радий, 2 изд., М., 1977. С. С. Бердоносов.