Radi

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Radi,  88Ra
Radium226.jpg
Tính chất chung
Tên, ký hiệu Radi, Ra
Phiên âm /ˈrdiəm/
RAY-dee-əm
Hình dạng Ánh kim bạc trắng
Radi trong bảng tuần hoàn
Hiđrô (diatomic nonmetal)
Hêli (noble gas)
Liti (alkali metal)
Berili (alkaline earth metal)
Bo (metalloid)
Cacbon (polyatomic nonmetal)
Nitơ (diatomic nonmetal)
Ôxy (diatomic nonmetal)
Flo (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natri (alkali metal)
Magiê (alkaline earth metal)
Nhôm (post-transition metal)
Silic (metalloid)
Phốtpho (polyatomic nonmetal)
Lưu huỳnh (polyatomic nonmetal)
Clo (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kali (alkali metal)
Canxi (alkaline earth metal)
Scandi (transition metal)
Titan (transition metal)
Vanadi (transition metal)
Chrom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Sắt (transition metal)
Coban (transition metal)
Niken (transition metal)
Đồng (transition metal)
Kẽm (transition metal)
Gali (post-transition metal)
Gecmani (metalloid)
Asen (metalloid)
Selen (polyatomic nonmetal)
Brom (diatomic nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidi (alkali metal)
Stronti (alkaline earth metal)
Yttri (transition metal)
Zirconi (transition metal)
Niobi (transition metal)
Molypden (transition metal)
Tecneti (transition metal)
Rutheni (transition metal)
Rhodi (transition metal)
Paladi (transition metal)
Bạc (transition metal)
Cadimi (transition metal)
Indi (post-transition metal)
Thiếc (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telua (metalloid)
Iốt (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Xêsi (alkali metal)
Bari (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Xeri (lanthanide)
Praseodymi (lanthanide)
Neodymi (lanthanide)
Promethi (lanthanide)
Samari (lanthanide)
Europi (lanthanide)
Gadolini (lanthanide)
Terbi (lanthanide)
Dysprosi (lanthanide)
Holmi (lanthanide)
Erbi (lanthanide)
Thuli (lanthanide)
Ytterbi (lanthanide)
Luteti (lanthanide)
Hafni (transition metal)
Tantan (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Rheni (transition metal)
Osmi (transition metal)
Iridi (transition metal)
Platin (transition metal)
Vàng (transition metal)
Thuỷ ngân (transition metal)
Tali (post-transition metal)
Chì (post-transition metal)
Bitmut (post-transition metal)
Poloni (post-transition metal)
Astatin (metalloid)
Radon (noble gas)
Franxi (alkali metal)
Radi (alkaline earth metal)
Actini (actinide)
Thori (actinide)
Protactini (actinide)
Urani (actinide)
Neptuni (actinide)
Plutoni (actinide)
Americi (actinide)
Curi (actinide)
Berkeli (actinide)
Californi (actinide)
Einsteini (actinide)
Fermi (actinide)
Mendelevi (actinide)
Nobeli (actinide)
Lawrenci (actinide)
Rutherfordi (transition metal)
Dubni (transition metal)
Seaborgi (transition metal)
Bohri (transition metal)
Hassi (transition metal)
Meitneri (unknown chemical properties)
Darmstadti (unknown chemical properties)
Roentgeni (unknown chemical properties)
Copernixi (transition metal)
Nihoni (unknown chemical properties)
Flerovi (post-transition metal)
Moscovi (unknown chemical properties)
Livermori (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)
Ba

Ra

Ubn
FranxiRadiActini
Số nguyên tử (Z) 88
Khối lượng nguyên tử chuẩn (Ar) (226)
Phân loại   kim loại kiềm thổ
Nhóm, phân lớp 2s
Chu kỳ Chu kỳ 7
Cấu hình electron [Rn] 7s2
mỗi lớp
2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
Tính chất vật lý
Màu sắc Ánh kim bạc trắng
Trạng thái vật chất Chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy 973 K ​(700 °C, ​1292 °F)
Nhiệt độ sôi 2010 K ​(1737 °C, ​3159 °F)
Mật độ 5,5 g·cm−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Nhiệt lượng nóng chảy 8,5 kJ·mol−1
Nhiệt bay hơi 113 kJ·mol−1

Áp suất hơi

P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 819 906 1037 1209 1446 1799
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxy hóa Bazơ mạnh
Độ âm điện 0,9 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa Thứ nhất: 509,3 kJ·mol−1
Thứ hai: 979,0 kJ·mol−1
Bán kính liên kết cộng hóa trị 221±2 pm
Bán kính van der Waals 283 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể Lập phương tâm khối
Cấu trúc tinh thể Lập phương tâm khối của Radi
Độ dẫn nhiệt 18.6 W·m−1·K−1
Điện trở suất ở 20 °C: 1 µ Ω·m
Tính chất từ Không nhiễm từ
Số đăng ký CAS 7440-14-4
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Radi
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
223Ra Tổng hợp 11,43 ngày alpha 5.99 219Rn
224Ra Tổng hợp 3,6319 ngày alpha 5.789 220Rn
226Ra ~100% 1601 năm alpha 4.871 222Rn
228Ra Tổng hợp 5,75 năm beta 0.046 228Ac

Radi là một nguyên tố hóa học có tính phóng xạ, có kí hiệu là Rasố hiệu nguyên tử là 88 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Nó có màu trắng và dễ bị oxi hóa khi tiếp xúc với không khí sẽ chuyển sang màu đen. Radi là một kim loại kiềm thổ được tìm thấy ở dạng vết trong các quặng urani. Đồng vị bền nhất của Ra là Radi 226, có chu kỳ bán rã là 1602 năm và quá trình phân rã sẽ tạo ra khí radon.

Đặc điểm[sửa | sửa mã nguồn]

Ra là kim loại kiềm thổ nặng nhất có tính phóng xạ và tính chất hóa học khá giống với bari. Đây là kim loại được tìm thấy trong quặng urani và các kim loại urani khác. Các hạt phóng xạ từ radi giữ cho nhiệt độ của nó cao hơn môi trường xung quanh, thuộc ba loại: hạt alpha, hạt beta, và tia gamma.

Kim loại radi nguyên chất có màu trắng sáng nhưng khi tiếp xúc với không khí sẽ chuyển sang màu đen (có thể tạo ra nitrit). Radi có tính phát quang (tạo ra màu xanh dương), phản ứng mạnh với nướcdầu để tạo thành radi hidroxit và hơi mạnh hơn so với phản ứng của bari. Radi thường ở trạng thái rắn.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Các ứng dụng thực tiễn của radi được phân chia theo đặc tính phóng xạ của nó. Các đồng vị phóng xạ được phát hiện gần đây như Coban 60 và Xeri 137, đang thay thế dần radi thậm chí dẫn đến việc sử dụng hạn chế bởi vì một số đồng vị phát xạ rất mạnh không an toàn trong vận chuyển và các đồng vị mới này xuất hiện phổ biến hơn trong tự nhiên.

Khi trộn với beri nó là nguồn nơtron dùng trong các thí nghiệm vật lý.

Phân bố[sửa | sửa mã nguồn]

Radi là một sản phẩm phân rã của urani và cũng được tìm thấy trong tất cả các quặng chứa urani (một tấn quặng uraninit chứa 0,0001 gram radi). Radi đầu tiên được tìm thấy trong các quặng chứa urani ở Joachimsthal, Bohemia, Cộng hòa Sec. Cát carnotitColorado cũng cung cấp một số nguyên tố nhưng các quặng giàu hơn thì được tìm thấy ở Congo và khu vực Great Lakes, Canada, và cũng có thể được chiết tách từ chất thải urani. Các mỏ urani chứa lượng lớn radi được phát hiện ở Canada (Ontario), Hoa Kỳ (New Mexico, Utah, và Virginia), Australia, cũng như một số nơi khác.

Hợp chất[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chính thể loại: Hợp chất radi

Các hợp chất có màu ngọn lửa là crimson (đỏ hoặc crimson sắc tía) và mang đặc điểm của quang phổ điện từ. Do chu kỳ bán rã của nó ngắn và cường độ phóng xạ cao nên các hợp chất radi rất hiếm và hầu như chỉ gặp trong các quặng urani.

Các đồng vị[sửa | sửa mã nguồn]

Radi (Ra) có 25 đồng vị khác nhau đã được biết đến, 4 trong số đó được tìm thấy trong tự nhiên thì 226Ra phổ biến nhất.223Ra, 224Ra, 226Ra và 228Ra tất cả được tạo ra từ phân rã của Urani (U) hoặc Thori (Th).226Ra là sản phẩm phân rã từ 238U, và là đồng vị có chu kỳ bán rã dài nhất 1602 năm; tiếp sau là 228Ra phân rã từ 232Th có chu kỳ bán rã 5,75 năm.[1]

Tính phóng xạ[sửa | sửa mã nguồn]

Radi có tính phóng xạ cao hơn 1 triệu lần so với urani có cùng khối lượng. Phân rã diễn ra ít nhất là sáu giai đoạn; các sản phẩm chính của nó theo các kết quả nghiên cứu được gọi xạ khí radi (như radon) gồm radi A (poloni), radi B (chì), radi C (bitmut), vv.... Radon là một khí nặng và sản phẩm sau nó là chất rắn. Các sản phẩm này bản thân nó cũng là các nguyên tố phóng xạ, và tất nhiên những nguyên tố tạo ra sau sẽ có khối lượng nhẹ hơn các nguyên tố phóng xạ trước đó.

Radi giảm khoảng 1% độ hoạt động mỗi 25 năm để biến đổi thành các nguyên tố có khối lượng nguyên tử nhẹ hơn và chì là sản phẩm cuối cùng.

Độ phóng xạ theo đơn vị SI là becquerel (Bq), tương đương với một phân rã/giây. Đơn vị Curie (kí hiệu Ci) cũng được sử dụng nhưng không thuộc hệ SI: 1 Ci = 3.7 x 1010 Bq, xấp xỉ bằng độ phóng xạ của 1 gram Ra-226.

Phát hiện[sửa | sửa mã nguồn]

Marie và Pierre Curie thực hiện thí nghiệm trên radi, tranh vẽ của André Castaigne
Ốn thủy tinh radi clorua được lưu trữ tại Cục Tiêu chuẩn Hoa Kỳ, là tiêu chuẩn cơ bản về phóng xạ ở Hoa Kỳ năm 1927.

Radi được Marie Curie và chồng là Pierre Curie phát hiện ngày 21 tháng 12 năm 1898 trong một mẫu uraninit.[2] Trong lúc nghiên cứu khoáng vật học ban đầu, Curies đã tách urani từ khoáng vật này và phát hiện rằng vật liệu còn trong nó vẫn có tính phóng xạ. Họ đã tách ra một nguyên tố tương tự như bismuth từ pitchblende và tháng 7 năm 1898, sau này là poloni. Sau đó họ tách ra khỏi một hỗn hợp phóng xạ chứa hầu hết có 2 thành phần chính hồm: các hợp chất của bari, ngọn lửa cháy có màu lục sáng, và các hợp chất phóng xạ chưa biết tên có quang phổ vạch là mà carmine chưa được biết đến trước đó. Nhà Curies phát hiện các hợp chất có tính phóng xạ có đặc điểm rất giống với các hợp chất bari, trừ đặc điểm tính tan thấp hơn. Đây là đặc điểm để Curies có thể tách nó ra khỏi hợp chất phóng xạ và phát hiện ra nguyên tố mới trong hỗn hợp này. Nhà Curies đã thông báo phát hiện này đến Viện Hàn lâm Khoa học Pháp vào ngày 26 tháng 12 năm 1898.[3][4] Việc đặt tên radium vào khoảng năm 1899, mượn từ tiếng Pháp radium, gốc tiếng Latinh hiện đại là radius (tia): là do đặc điểm năng lượng phát xạ của radi ở dạng tia phóng xạ.[5][6][7]

Năm 1910, radi đã được tách ra ở dạng kim loại nguyên chất bởi Marie Curie và André-Louis Debierne bằng phương pháp điện phân dung dịch radi clorua nguyên chất (RaCl2) dùng điện cực là thủy ngân, tạo ra hỗn hống radi–thủy ngân. Hỗn hống này sau đó được nung trong môi trường khí hidro để loại bỏ thủy ngân, còn lại kim loại radi nguyên chất.[8] Cùng năm E. Eoler cũng đã cô lập radi bằng phương pháp nhiệt phân azua của nó, Ra(N3)2.[9] Radi kim loại lần đầu tiên được sản xuất công nghiệp từ đầu thế kỷ 20 bởi Biraco, một thành viên của Union Minière du Haut Katanga (UMHK) tại một nhà máy ở Olen, Bỉ.[10]

Lịch sử phóng xạ của nguyên tố này, nhà Curies chủ yếu dựa vào đồng vị 226Ra.[11]

Độ an toàn[sửa | sửa mã nguồn]

Do tiếp xúc nhiều với radi trong quá trình nghiên cứu mà Marie Curie chết là do nhiễm chất phóng xạ này.

  • Radi có tính phóng xạ rất cao kể cả các sản phẩm phân rã của nó, khí radon cũng có tính phóng xạ. Radi có đặc điểm hóa học giống với canxi, nó có thể gây tổn hại lớn khi đặt nó trong xương. Việc hít, tiêm, ăn hoặc tiếp xúc với radi có thể gây ung thư và các rối loại khác. Các kho lưu giữ radi cần được thông gió để tránh tích tụ khí radon.
  • Năng lượng phát xạ từ phân rã radi có thể ion hóa các chất khí, ảnh hưởng đến bản kẽm phim ảnh, hoặc làm đau rát trên da cũng như tạo ra một số ảnh hưởng bất lợi khác.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Chart Nuclides by the National Nuclear Data Center (NNDC)
  2. ^ Hammond, C. R. "Radium" in Haynes, William M. biên tập (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản 92). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 1439855110. 
  3. ^ Curie, Pierre; Curie, Marie & Bémont, Gustave (1898). “Sur une nouvelle substance fortement radio-active, contenue dans la pechblende (On a new, strongly radioactive substance contained in pitchblende)”. Comptes Rendus 127: 1215–1217. Truy cập ngày 1 tháng 8 năm 2009. 
  4. ^ Weeks, Mary Elvira (1933). “The discovery of the elements. XIX. The radioactive elements”. Journal of Chemical Education 10 (2): 79. Bibcode:1933JChEd..10...79W. doi:10.1021/ed010p79. 
  5. ^ Ball, David W. (1985). “Elemental etymology: What's in a name?” (PDF). Journal of Chemical Education 62: 787–788. doi:10.1021/ed062p787. 
  6. ^ Carvalho, Fernando P. (2011). “Marie Curie and the Discovery of Radium”. tr. 3–13. doi:10.1007/978-3-642-22122-4_1. 
  7. ^ Weeks, Mary Elvira (1933). “The discovery of the elements. XIX. The radioactive elements”. Journal of Chemical Education 10 (2): 79. Bibcode:1933JChEd..10...79W. doi:10.1021/ed010p79. 
  8. ^ Curie, Marie & Debierne, André (1910). “Sur le radium métallique" (On metallic radium)”. Comptes Rendus (bằng tiếng French) 151: 523–525. Truy cập ngày 1 tháng 8 năm 2009. 
  9. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên k3
  10. ^ Ronneau, C.; Bitchaeva, O. (1997). Biotechnology for waste management and site restoration: Technological, educational, business, political aspects. Scientific Affairs Division, North Atlantic Treaty Organization. tr. 206. ISBN 978-0-7923-4769-9. 
  11. ^ Frame, Paul W. “How the Curie Came to Be”. Truy cập ngày 30 tháng 4 năm 2008. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]