Rad (pierwiastek)
Rad (Ra, łac. radium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali ziem alkalicznych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa radius oznaczającego promień.
| frans ← rad → aktyn | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| srebrzystobiały | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Widmo emisyjne radu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nazwa, symbol, l.a. |
rad, Ra, 88 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grupa, okres, blok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stopień utlenienia |
II | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości metaliczne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości tlenków |
silnie zasadowe | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atomowa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stan skupienia |
stały | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gęstość | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura topnienia |
696 °C[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Charakterystyka
edytujCzysty rad jest srebrzystym, lśniącym i miękkim metalem. Jego własności chemiczne są zbliżone do baru. Reaguje stosunkowo powoli z tlenem atmosferycznym, tworząc tlenek RaO i dość gwałtownie z wodą, tworząc wodorotlenek Ra(OH)
2[5].
Kationy Ra2+
należą do IV grupy analitycznej[6]. Sole radu barwią płomień na kolor karmazynowy.
Występowanie
edytujRad występuje naturalnie w rudach uranu, w formie tlenku RaO i wodorotlenku Ra(OH)
2. W skorupie ziemskiej występuje w ilości ok. 6×10−7 ppm.
Izotopy i radioaktywność
edytujRad ma 33 izotopy, wszystkie są radioaktywne. Najtrwalszym z nich jest izotop 226, którego czas połowicznego rozpadu wynosi 1599 lat[3]. 226
Ra rozpada się trojako; energia promieniowania α, β i γ wynosi odpowiednio 4,8, 0,0036 i 0,0067 MeV[7]. 226
Ra uważany jest za najniebezpieczniejszy izotop promieniotwórczy, a praca z nim wymaga stosowania hermetycznej komory rękawicowej wyposażonej w zabezpieczenia przeciwko uwolnieniu się na zewnątrz radonu-222, powstającego z rozpadu tego jądra[8].
Izotopy radu występujące w szeregu promieniotwórczym aktynu i toru noszą nazwy zwyczajowe:
- 223
Ra: aktyn X, AcX (powstaje z 227
Ac po rozpadzie α i β; szereg uranowo-aktynowy); - 224
Ra: tor X, ThX (powstaje z 228
Th po rozpadzie α; szereg torowy); - 228
Ra: mezotor I, MsThI lub MsTh
1 (powstaje z 232
Th po rozpadzie α; szereg torowy)[9].
Odkrycie
edytujRad został odkryty przez Marię Skłodowską-Curie i jej męża Pierre’a Curie w tym samym roku co polon. Jako datę tego odkrycia, zgodnie z zeszytem laboratoryjnym Marii, przyjmuje się rok 1898. Notatka o istnieniu nowego pierwiastka została umieszczona w sprawozdaniu Francuskiej Akademii Nauk z dnia 26 grudnia 1898[10].
Zastosowanie
edytujNajważniejsze związki radu to sole Ra2+
(chlorek i węglan). Izotopy 223
Ra[11][12] i 226
Ra[8] są stosowane w terapii nowotworów. Znaczenie medyczne izotopu 226 jednak spadło na rzecz 60Co oraz 241
Am–Be[8]. Szczególnym zastosowaniem izotopu 223 (w formie 223
RaCl
2) jest terapia dokostnych przerzutów rakowych (często występujących przy raku prostaty[11]) i łagodzenie bólu związanego z nowotworami[12].
Związki radu stosowane są też do produkcji luminoforów.
Rad 223
Ra o czystości medycznej i badawczej uzyskiwany był pierwotnie z blendy uranowej. Współcześnie otrzymuje się go z 227
Ac i 227
Th, izolowanych z materiałów zawierających 221
Pa. Podjęte zostały też badania nad uzyskaniem 223
Ra o wysokiej czystości z 227
Ac będącego produktem ubocznym powstającym w cyklotronach podczas produkcji 225
Ac[11].
Znaczenie biologiczne
edytujŚrednia zawartość radu w organizmie człowieka o wadze 70 kg wynosi 3,1×10−11 g[13]. Rad pośrednio zwiększa szybkość mutagenezy organizmów, szczególnie żyjących w jaskiniach. Działanie mutacyjne radu w środowisku jaskiniowym spotęgowane jest przez radon, który powstaje z radu i przenika do izolowanej atmosfery jaskini. Obecność radu w dzisiejszym środowisku naturalnym człowieka jest związana m.in. z kopalinami wchodzącymi w skład betonu. Rad dostający się do organizmu drogą oddechową jest 10 razy bardziej kancerogenny niż spożyty[7].
Uwagi
edytuj- ↑ Wartość w nawiasach klamrowych jest liczbą masową najtrwalszego izotopu tego pierwiastka, z uwagi na to, że nie posiada on trwałych izotopów, a tym samym niemożliwe jest wyznaczenie dla niego standardowej względnej masy atomowej. Bezwzględna masa atomowa tego izotopu wynosi: 226,02541 u (226
Ra). Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
Przypisy
edytuj- ↑ a b Haynes 2014 ↓, s. 4-84.
- ↑ Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
- ↑ a b c d e Haynes 2014 ↓, s. 11-150.
- ↑ Haynes 2014 ↓, s. 11-151.
- ↑ The Radiochemistry of Radium. Los Alamos National Laboratory. [dostęp 2012-05-01].
- ↑ Jerzy Minczewski, Zygmunt Marczenko, Chemia analityczna. Część=1. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001, ISBN 83-01-13499-2.
- ↑ a b EVS Human Health Fact Sheet. Argonne National Laboratory, 2005-08.
- ↑ a b c Heribert Luig i inni, Radionuclides, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, 2005, s. 24, DOI: 1010.1002/14356007.a22_499 (ang.).
- ↑ Włodzimierz Trzebiatowski, Chemia nieorganiczna, wyd. VIII, Warszawa: PWN, 1978, s. 402, 614–615.
- ↑ Jan Pluta, Fakty, daty i ludzie na drodze zastosowań promieniotwórczości w nauce i technice [online] [dostęp 2018-12-24].
- ↑ a b c Diane S. Abou i inni, A Radium-223 microgenerator from cyclotron-produced trace Actinium-227, „Applied Radiation and Isotopes”, 119, 2017, s. 36–42, DOI: 10.1016/j.apradiso.2016.10.015, PMID: 27835737, PMCID: PMC5136344 [dostęp 2022-09-09] (ang.).
- ↑ a b Roy H. Larsen, Gjermund Henriksen, Øyvind S. Bruland, Preparation and use of radium-223 to _target calcified tissues for pain palliation, bone cancer therapy, and bone surface conditioning, patent US 6635234, 21 października 2003.
- ↑ Haynes 2014 ↓, s. 7-51.
Bibliografia
edytuj- CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 95, Boca Raton: CRC Press, 2014, ISBN 978-1-4822-0867-2 (ang.).