אלמנט כימי של ראדון

ראדון (Rn), יסוד כימי, גז רדיואקטיבי כבד מקבוצה 18 (גזים אצילים) של הטבלה המחזורית, שנוצר כתוצאה מהתפרקות רדיואקטיבית של רדיום. (רדון נקרא במקור נפילת רדיום.) רדון הוא גז חסר צבע, כפול פי 7.5 מאוויר ויותר ממאה כבד ממימן. נוזלי הגז נוזלים בטמפרטורה של -61.8 מעלות צלזיוס (-79.2 מעלות צלזיוס) וקופאים ב- 71 מעלות צלזיוס. בקירור נוסף, רדון מוצק זוהר עם אור צהוב ורך שהופך לאדום כתום בטמפרטורת האוויר הנוזלי (−195 ° C [−319 ° F]).

ראדון נדיר באופיו מכיוון שהאיזוטופים שלו כולם קצרי מועד ומכיוון שמקורו, רדיום, הוא יסוד נדיר. האטמוספרה מכילה שרידי ראדון בקרקע האדמה כתוצאה מחלחול מהאדמה והסלעים, שניהם מכילים כמויות דקות של רדיום. (רדיום מתרחש כתוצר טבעי להתפרקות של אורניום שנמצא בסוגים שונים של סלעים.)

בסוף שנות השמונים של המאה הקודמת, גז רדון שהתרחש באופן טבעי הוכר כמפגע בריאותי שעלול להיות חמור. ריקבון רדיואקטיבי של אורניום במינרלים, בעיקר גרניט, מייצר גז רדון שיכול להתפזר דרך אדמה וסלע ולהיכנס לבניינים דרך מרתפים (לרדון צפיפות גבוהה יותר מאוויר) ובאמצעות אספקת מים המופקת מבארות (לרדון יש מסיסות משמעותית במים). הגז יכול להצטבר באוויר של בתים מאווררים רע. ריקבון הראדון מייצר "בנות" רדיואקטיביות (פולוניום, ביסמוט ואיזוטופים עופרת) הניתנות לבלוע ממי באר או להיספג בחלקיקי אבק ואז לנשום לריאות. חשיפה לריכוזים גבוהים של ראדון זה ובנותיו לאורך שנים רבות יכולה להגדיל מאוד את הסיכון להתפתחות סרטן ריאות. אכן, רדון נחשב כיום כגורם הגדול ביותר לסרטן הריאות בקרב מעשנים לא מבוטלים בארצות הברית. רמות הראדון הינן הגבוהות ביותר בבתים הבנויים מעל תצורות גאולוגיות המכילות מרבצי מינרלים אורניום.

דגימות מרוכזות של ראדון מוכנות באופן סינטטי למטרות רפואיות ומחקריות. בדרך כלל, אספקת רדיום נשמרת בכלי זכוכית בתמיסה מימית או בצורה של מוצק נקבובי שממנו הרדון יכול לזרום בקלות. כל כמה ימים, הרדון המצטבר נשאב, מטוהר ודוחס לצינור קטן, שאטום ואז מוסר. צינור הגז הוא מקור לקרני גאמה חודרות, המגיעות בעיקר מאחד ממוצרי הריקבון של רדון, ביסמוט -214. צינורות ראדון כאלה שימשו לטיפול בהקרנות וברדיוגרפיה.

רדון טבעי מורכב משלושה איזוטופים, אחד מכל אחת משלוש סדרות ההתפוררות הרדיואקטיביות הטבעיות (סדרת האורניום, התוריום והאקטיניום). סדרת האורניום התגלה בשנת 1900 על ידי הכימאי הגרמני פרידריך א 'דורן. רדון -222 (חיי מחצית חיים 3.823 יום), האיזוטופ הארוך ביותר. השם ראדון שמור לעיתים לאיזוטופ זה כדי להבדיל אותו משני האיזוטופים הטבעיים האחרים, המכונים ת'ורון ואקטינון, מכיוון שמקורם בסדרת התוריום ובסדרת האקטיניום, בהתאמה.

רדון -220 (ת'ורון; מחצית חיים של 51.5 שניות) נצפתה לראשונה בשנת 1899 על ידי המדענים הבריטים רוברט ב. אוונס וארנסט רות'רפורד, שהבחינו כי חלק מהרדיואקטיביות של תרכובות תוריום ניתן לפוצץ על ידי בריזות במעבדה. Radon-219 (actinon; מחצית חיים ממושכת של 3.92 שניות), הקשורה לאקטיניום, נמצא באופן עצמאי בשנת 1904 על ידי הכימאי הגרמני פרידריך או.גייזל והפיזיקאי הצרפתי אנדרה-לואי דביארן. זוהו איזוטופים רדיואקטיביים בעלי מסות שנעים בין 204 עד 224, כאשר החיים הארוכים ביותר בהם הם ראדון -222, אשר אורך החיים שלהם הוא 3.82 יום. כל האיזוטופים מתפרקים למוצרי קצה יציבים של הליום ואיזוטופים של מתכות כבדות, בדרך כלל עופרת.

אטומי רדון הם בעלי תצורה אלקטרונית יציבה במיוחד של שמונה אלקטרונים במעטפת החיצונית, המהווה את חוסר הפעילות הכימית האופיינית של היסוד. עם זאת, ראדון אינו אינרטי מבחינה כימית. לדוגמא, קיומו של המתחם ראדון דיפלואוריד, שהוא ככל הנראה יציב יותר מבחינה כימית מאשר תרכובות של גזי האציל התגוביים האחרים, קריפטון וקסנון, הוקם בשנת 1962. חייו הקצרים של רדון והרדיואקטיביות האנרגטית הגבוהה שלו גורמים קשיים לחקירת הניסוי. של תרכובות ראדון.

כאשר תערובת של כמויות עקבות של ראדון -222 וגז פלואור מחוממת לכ- 400 מעלות צלזיוס (752 מעלות צלזיוס), נוצר רדון פלואוריד לא-נדיף. קרינת α האינטנסיבית של כמויות מיליקורי וקארי של ראדון מספקת אנרגיה מספקת בכדי לאפשר לרדון בכמויות כאלה להגיב באופן ספונטני עם פלואור גזי בטמפרטורת החדר ועם פלואור נוזלי בטמפרטורה של –196 מעלות צלזיוס. ראדון מתחמצן גם על ידי פלואורידים הלוגן כמו ClF ₃, BrF ₃, BrF ₅, IF ₇ ו- [NiF ₆] ^{2 -} בפתרונות HF בכדי לתת פתרונות יציבים של פלואוריד ראדון. תוצרי תגובות ההפלרה הללו לא נותחו בפירוט בגלל ההמונים הקטנים שלהם והרדיואקטיביות העזה. עם זאת, על ידי השוואת תגובות של ראדון לאלה של קריפטון וקסנון ניתן היה להסיק כי הרדון מהווה דיפלואוריד, RnF ₂, ונגזרות של הדיפלואוריד. מחקרים מראים כי ראדון יוני קיים ברבים מהפתרונות הללו ועל פי ההערכה הוא Rn ²⁺, RnF ⁺ ו- RnF ₃ ^-. ההתנהגות הכימית של ראדון דומה לזו של פלואוריד מתכת והיא עולה בקנה אחד עם מיקומה בטבלה המחזורית כאלמנט מתכתי.

מאפייני אלמנט

מספר אטומי	86
איזוטופ stablest	(222)
נקודת המסה	-71 ° C (-96 ° F)
נקודת רתיחה	-62 ° C (-80 ° F)
צפיפות (1 אטמוספירה, 0 ° C [32 ° F])	9.73 גרם לליטר (0.13 גרם / ליטר)
מצבי חמצון	0, +2
תצורת אלקטרונים.	(Xe) 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6