радий

РАДИЙ (от лат. radius — луч; лат. Radium) Ra

радиоактивный хим. элемент II гр. периодической системы, ат. н. 88; относится к щелочноземельным элементам. Известны изотопы с мас. ч. 206–230. Наиб. долгоживуший-²²⁶Rа (T_1/2 ~ 1600 лет, α-излучатель), ат. м. которого 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 °C (64,82 Па), т. кип. 1507 °C; плотн. 5,5–6,0 г/см³; при давлении 64,82 Па и температуре 969 °C: ΔH_пл 8 кДж/моль, ΔH_возг 157,9 кДж/моль, ΔH_исп 149,6 кДж/моль; 29,3 Дж/(моль∙К); 69,1 Дж/(моль∙К). Ядра ²²⁶Ra излучают α-частицы с энергией 4,777 МэВ; испускание α-частиц сопровождается γ-излучением с энергией 0,188 МэВ. В результате самопоглощения α- и β-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 химическим свойствам 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 растворимого в воде гидроксида Ra(OH)₂ и выделением H₂. Электродный потенциал выделения Р. из водных растворов —1,718В (по отношению к нормальному каломельному электроду).

Соединения Р. обладают свойством 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 °C, плотн. 4,91 г/см³; см. также табл.), RaBr₂ (т. пл. 728 °C, плотн. 5,79 г/см³), RaI₂ и Ra(NO₃)₂. Лучше других раств. в воде RaBr₂ (70 г в 100 г при 20 °C). Хлорид и бромид Р. кристаллизуются из воды в виде кристаллогидратов с двумя или шестью молекулами H₂O. Малорастворимые соед. — сульфат RaSO₄ (ок. 2∙10⁻⁴ г в 100 г воды при 20 °C), иодат Ra(IO₃)₂, фторид RaF₂, хромат RaCrO₄, карбонат RaCO₃ и оксалат RaC₂O₄. Известны комплексы Р. с лимонной, винной, яблочной, молочной, этилендиаминтетрауксусной кислотами 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 раствора 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 свойства которого 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 некоторое значение в медицине как источник Rn для приготовления радоновых ванн. В небольших количествах 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}