Radon

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Radon,  86Rn
Tính chất chung
Tên, ký hiệu Radon, Rn
Phiên âm /ˈrdɒn/ RAY-don
Hình dạng Khí không màu, phát sáng trong bóng tối
Radon trong bảng tuần hoàn
  Cubic-face-centered.svg
 
86
Rn
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Số nguyên tử 86
Khối lượng nguyên tử chuẩn (222)
Phân loại Khí hiếm
Nhóm, phân lớp 18p
Chu kỳ Chu kỳ 6
Cấu hình electron [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6
mỗi lớp 2, 8, 18, 32, 18, 8
Tính chất vật lý
Màu sắc Không màu
Trạng thái vật chất Chất khí
Nhiệt độ nóng chảy 202,0 K ​(−71,15 °C, ​−96,07 °F)
Nhiệt độ sôi 211,3 K ​(−61,85 °C, ​−79,1 °F)
Mật độ 9,73 g/L (at 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏng ở nhiệt độ sôi: 4,4 g·cm−3
Điểm tới hạn 377 K, 6,28 MPa
Nhiệt lượng nóng chảy 3,247 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi 18,10 kJ·mol−1
Nhiệt dung 5R/2 = 20,786 J·mol−1·K−1

Áp suất hơi

P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 110 121 134 152 176 211
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxi hóa 2
Độ âm điện 2,2 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa Thứ nhất: 1037 kJ·mol−1
Độ dài liên kết cộng hóa trị 150 pm
Bán kính Van der Waals 220 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể Lập phương tâm mặt
Độ dẫn nhiệt 3,61 m W·m−1·K−1
Tính chất từ Không nhiễm từ
Số đăng ký CAS 10043-92-2
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Radon
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
210Rn Tổng hợp 2,4 giờ α 6.404 206Po
211Rn syn 14.6 h ε 2.892 211At
α 5.965 207Po
222Rn Tổng hợp 3,8235 ngày α 5.590 218Po
224Rn syn 1.8 h β 0.8 224Fr

Radon là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm khí trơ trong bảng tuần hoànký hiệu Rn và có số nguyên tử là 86. Radon là khí hiếm phóng xạ không màu, không mùi, là sản phẩm phân rã của radium. Nó là một trong những chất đặc nhất tồn tại ở dạng khí trong các điều kiện bình thường và được xem là có hại cho sức khỏe do tính phóng xạ của nó. Đồng vị bền nhất của nó là 222Rn, có chu kỳ bán rã 3,8 ngày. Do cường độ phóng xạ của nó cao nên nó chưa được nghiên cứu nhiều, chỉ có vài hợp chất được biết đến.

Radon được tạo ra trong chuỗi phân rã phóng xạ bình thường của urani. Urani đã có trên Trái Đất từ lúc Trái Đất được hình thành và các đồng vị của urani có chu kỳ bán rã rất lâu (4,5 tỷ năm). Urani, radi, và radon sẽ tiếp tục có mặt trong vài triệu năm nữa với cùng nồng độ so với hiện tại.[1]

Khí radon có nguồn gốc tự nhiên có thể tích tụ trong các tòa nhà, đặc biệt trong các khu vực như gác xép và tầng hầm. Nó cũng có thể được tìm thấy trong một số suối nước nóng.[2] Bằng chứng dịch tể học cho thấy mối quan hệ rõ ràng giữa hít thở nồng độ radon cao với tỷ lệ mắc ung thư phổi. Do đó, radon được xem là chất gây ô nhiễm đáng kể ảnh hưởng đến chất lượng không khí trong nhà trên toàn cầu. Theo EPA, radon là chất gây ung thư phổi đứng thứ 2 sau tác hại của thuốc lá, đã gây nên 21.000 ca tử vong do ung thư phổ hàng năm ở Hoa Kỳ.[3]

Tính chất[sửa | sửa mã nguồn]

Tính chất vật lý[sửa | sửa mã nguồn]

Radon là khí không màu, không mùi và không vị, và do đó không thể phát hiện chỉ bằng giác quan con người. Ở điều kiện tiêu chuẩn, radon ở dạng khí đơn nguyên tử với mật độ 9,73 kg/m3,[4] cao khoảng 8 lần mật độ của khí quyển Trái Đất trên bề mặt đất, 1,217 kg/m3,[5] và là một trong những khí nặng nhất ở nhiệt độ phòng và là khí hiếm nặng nhất, kể cả ununocti. Ở điều kiện tiêu chuẩn, radon là chất khí không màu nhưng khi nó bị làm lạnh bên dưới điểm đông của nó 202 K (−71 °C; −96 °F), nó là chất lân quang sáng và từ từ chuyển sang màu vàng khi nhiệt độ xuống thấp hơn nữa, và chuyển sang màu đỏ-cam khi hóa lỏng ở nhiệt độ dưới 93 K (−180,1 °C; −292,3 °F).[6] Ở trạng thái ngưng tụ, radon cũng sôi do các bức xạ cao mà nó tạo ra.[7]

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

An electron shell diagram for radon. Note the eight electrons in the outer shell.

Radon là nguyên tố hóa trị-0 thuộc nhóm khí hiếm, nên nó trơ với hầu hết các phản ứng hóa học như cháy, do lớp ngoài cùng chứa đủ 8 electron. Đặc điểm này làm cho nó có năng lượng ổn định, tối thiểu mà theo đó các electron ngoài cùng liên kết với nhau một cách chặt chẽ.[8] Cần hơn 248 kcal/mol để tách một electronn ra khỏi lớp ngoài cùng (hay còn gọi là năng lượng ion hóa cấp 1).[9] Tuy nhiên, do xu hướng tuần hoàn, radon có ái lực electron thấp hơn các nguyên tố cùng nhóm trước nó, xenon, và do đó phản ứng mạnh hơn. Radon ít hòa tan trong nước, nhưng hòa tan nhiều hơn trong các khí hiếm nhẹ hơn. Radon hòa tan nhiều trong các dung môi hữu cơ hơn trong nước. Các nghiên cứu trước đây kết luận rằng khả năng ổn định của hydrat radon có thể giống như các hydrat của clo (Cl2) hoặc sulfur dioxide (SO2), và cao hơn đáng kể so với khả năng ổn định của hydrat hiđrô sunfua (H2S).[10]

Do giá cả và tính phóng xạ của nó nên có ít thí nghiệm hóa học được tiến hành với radon, và do vậy có ít các hợp chất của radon được công bố, ở dạng florua hay ôxit. Radon có thể bị ôxy hóa bởi các chất ôxy hóa mạnh như F2, và tạo thành radon florua.[11][12] Nó phân hủy lại thành các nguyên tố ở nhiệt độ hơn 250 °C. Hợp chất này có tính dễ bay hơi và được cho là RnF2. Như do có thời gian tồn tại của radon ngắn và tính phóng xạ của các hợp chất của nó, nó không thể được nghiên cứu chi tiết ở dạng hợp chất. Các nghiên cứu lý thuyết về phân tử này dự đoán rằng khoảng cách liên kết Rn-F là 2,08 Ǻ, và hợp chất này ổn định nhiệt động lực và bay hơi hơn các hợp chất của các chất trong nhóm trước nó XeF2.[13] Phân tử tám mặt RnF6 được dự đoán là có enthalpy tạo thành thấp hơn điflorua.[14] Ion [RnF]+ được cho là tào thành từ phản ứng:[15]

Rn (r) + 2 [O2]+[SbF6]- (r) → [RnF]+[Sb2F11]- (r) + 2 O2 (k)

Các ôxit radon cũng được đề cập trong một số báo cáo.[16] Radon carbonyl RnCO được dự đoán là bền và có hình học phân tử tuyến tính.[17] Các phân tử Rn2 và RnXe được phát hiện là ổn định đáng kể bởi liên kết quỹ đạo spin.[18] Radon được lồng bên trong fullerene đã được đề xuất làm một loại thuốc chống các khối u.[19]

Đồng vị[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chi tiết: Đồng vị của radon

Radon không có các đồng vị bền, dù vậy đã có 36 đồng vị phóng xạ được nhận dạng, với khối lượng nguyên tử từ 193 đến 228.[20] Đồng bị bền nhất là 222Rn, là sản phẩm phân rã của 226Ra, từ 238U.[21]. Các hạt nhân con phân rã từ 222Rn cũng có đồng vị không ổn định cao218Rn.

Có 3 đồng vị radon khác có chu kỳ bán rã hơn 1 giờ: 211Rn, 210Rn và 224Rn. Đồng vị 220Rn là sản phẩm phân rã tự nhiên của đồng vị thori bền nhất (232Th), và thường được gọi là thoron. Nó có chu kỳ bán rã 55,6 giây và cũng phát xạ tia anpha. Tương tự, 219Rn được sinh ra từ đồng vị bền nhất của actini (227Ac)— được đặt tên "actinon"— và là nguồn phát ra tia anpha với chu kỳ bán rã 3,96 giây.[20] Không có đồng vị radon này nằm trong chuỗi phân rã của neptuni(237Np).

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Toxological profile for radon, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, U.S. Public Health Service, In collaboration with U.S. Environmental Protection Agency, December 1990.
  2. ^ “Facts about Radon”. Facts about. Truy cập ngày 7 tháng 9 năm 2008. 
  3. ^ “A Citizen's Guide to Radon”. U.S. Environmental Protection Agency. Tháng 1 năm 2009. Truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2008. 
  4. ^ “Radon”. All Measures. 2004. Truy cập ngày 12 tháng 2 năm 2008. 
  5. ^ Williams, David R. (19 tháng 4 năm 2007). “Earth Fact Sheet”. NASA. Truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2008. 
  6. ^ “Radon”. Jefferson Lab. Truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2008. 
  7. ^ Thomas, Jens (2002). Noble Gases. Marshall Cavendish. ISBN 9780761414629. 
  8. ^ Bader, Richard F.W. “An Introduction to the Electronic Structure of Atoms and Molecules”. McMaster University. Truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2008. 
  9. ^ David R. Lide (2003). “Section 10, Atomic, Molecular, and Optical Physics; Ionization Potentials of Atoms and Atomic Ions”. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th Edition. Boca Raton, Florida: CRC Press. 
  10. ^ Avrorin, V V; Krasikova, R N; Nefedov, V D; Toropova, M A (1982). “The Chemistry of Radon”. Russian Chemical Reviews 51: 12. doi:10.1070/RC1982v051n01ABEH002787. 
  11. ^ Stein, L. (1970). “Ionic Radon Solution”. Science 168 (3929): 362. doi:10.1126/science.168.3929.362. PMID 17809133. 
  12. ^ Pitzer, Kenneth S. (1975). “Fluorides of radon and element 118”. J. Chem. Soc., Chem. Commun.: 760–1. doi:10.1039/C3975000760b. 
  13. ^ Meng- Sheng Liao; Qian- Er Zhang (1998). “Chemical Bonding in XeF2, XeF4, KrF2, KrF4, RnF2, XeCl2, and XeBr2: From the Gas Phase to the Solid State”. The Journal of Physical Chemistry A 102: 10647. doi:10.1021/jp9825516. 
  14. ^ Filatov, Michael; Cremer, Dieter (2003). “Bonding in radon hexafluoride: An unusual relativistic problem?”. Physical Chemistry Chemical Physics 5: 1103. doi:10.1039/b212460m. 
  15. ^ Holloway, J (1986). “Noble-gas fluorides”. Journal of Fluorine Chemistry 33: 149. doi:10.1016/S0022-1139(00)85275-6. 
  16. ^ Avrorin, V. V.; Krasikova, R. N.; Nefedov, V. D.; Toropova, M. A. (1982). “The Chemistry of Radon”. Russ. Chem. Review 51: 12. doi:10.1070/RC1982v051n01ABEH002787. 
  17. ^ Malli, Gulzari L. (2002). “Prediction of the existence of radon carbonyl: RnCO”. International Journal of Quantum Chemistry 90: 611. doi:10.1002/qua.963. 
  18. ^ Runeberg, Nino; Pyykk, Pekka (1998). “Relativistic pseudopotential calculations on Xe2, RnXe, and Rn2: The van der Waals properties of radon”. International Journal of Quantum Chemistry 66: 131. doi:10.1002/(SICI)1097-461X(1998)66:2<131::AID-QUA4>3.0.CO;2-W. 
  19. ^ Browne, Malcolm W. (5 tháng 3 năm 1993). “Chemists Find Way to Make An 'Impossible' Compound - New York Times”. Query.nytimes.com. Truy cập ngày 30 tháng 1 năm 2009. 
  20. ^ a ă Sonzogni, Alejandro. “Interactive Chart of Nuclides”. National Nuclear Data Center: Brookhaven National Laboratory. Truy cập ngày 6 tháng 6 năm 2008. 
  21. ^ “Principal Decay Scheme of the Uranium Series”. Gulflink.osd.mil. Truy cập ngày 12 tháng 9 năm 2008. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]