რადიუმი

რადიუმი, ₈₈Ra
ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა	მოვერცხლისფრო-მოთეთრო ფერის ბზინვარე ლითონი
მასური რიცხვი	226
რადიუმი პერიოდულ სისტემაში
	ფრანციუმი ← რადიუმი → აქტინიუმი
ატომური ნომერი (Z)	88
ჯგუფი	2 ჯგუფი (ტუტემიწა ლითონები)
პერიოდი	7 პერიოდი
ბლოკი	s-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია	[Rn] 7s2
ელექტრონი გარსზე	2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
	ელემენტის ატომის სქემა;
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში	მყარი სხეული
დნობის; ტემპერატურა	700 °C (973 K, 1292 °F)
დუღილის; ტემპერატურა	1737 °C (2010 K, 3159 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.)	5.5 გ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო	8.5 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო	113 კჯ/მოლი
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი	+2
ელექტროდული პოტენციალი	−2.916 ვ;
ელექტროუარყოფითობა	პოლინგის სკალა: 0.9
იონიზაციის ენერგია	1: 509.3 კჯ/მოლ ; 2: 979.0 კჯ/მოლ ; ;
კოვალენტური რადიუსი (rcov)	221±2 პმ
იონური ; რადიუსი (rion)	(+2e) 143 პმ
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი	283 პმ
მოლური მოცულობა	45.0 სმ3/მოლი
	; რადიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება	დაშლის შედეგად
მესრის სტრუქტურა	კუბური მოცულობაცენტრირებული
მესრის პერიოდი	5.148 Å
ხვედრითი თბოტევადობა	29.3 ჯ/(K·მოლ)
თბოგამტარობა	18.6 ვტ/(მ·K)
მაგნეტიზმი	არამაგნეტიკი
CAS ნომერი	7440-14-4
ისტორია
აღმომჩენია	პიერ და მარი კიურებმა (1898)
პირველი მიმღებია	მარი კიური (1910)
რადიუმის მთავარი იზოტოპები
	რადიუმი ვიკისაწყობში •

რადიუმი

88Ra

[226]

7s²

რადიუმი^[1]^[2] (ლათ. Radium; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {Ra}}$ ) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეშვიდე პერიოდის, მეორე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, IIა) რადიოაქტიური ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია — 88, t_დნ — 700.0 °C, t_დუღ — 1737 °C, სიმკვრივე — 5.5 გ/სმ³, მოვერცხლისფრო-მოთეთრო ფერის ბზინვარე ლითონი. ცნობილია რადიუმის იზოტოპები, რომელთა მასური რიცხვებია: 213, 215, 219-230. ყველაზე დიდი სიცოცხლის ხანგრძლივობისაა α-რადიოაქტიური ${\ce {^{226}Ra}}$ (T_1/2≈1600 წ). ბუნებაში, როგორც ბუნებრივი რადიოაქტიური მწკრივის წევრები, გვხდება შემდეგი ელემენტები: ${\ce {^{213}Ra}}$ (იზოტოპის სპეციალური სახელწოდებაა აქტინიუმ-იქსი, სიმბოლო AcX), ${\ce {^{224}Ra}}$ (თორიუმ-იქსი, ThX), ${\ce {^{226}Ra}}$ და ${\ce {^{228}Ra}}$ (მეზოთორიუმი-I, MsThI). რადიუმი ტუტემიწა ლითონია, რომელიც ჰაერზე სწრაფად ფერმკრთალდება. ხასიათდება მაღალი ქიმიური აქტივობით.

ისტორია

ფრანგმა მეცნიერებმა პიერ და მარია კიურებმა აღმოაჩინეს, რომ ურანის მადნიდან (ნასტურანი) რომელსაც ჩეხეთის ქალაქ იახიმოვში მოიპოვებდნენ, ურანის გამოყოფის შემდეგ, ნარჩენები უფრო რადიოაქტიური იყო, ვიდრე სუფთა ურანი. ამ ნარჩენებიდან ცოლ-ქმარ კიურებმა რამდენიმე წლის ინტენსიური მუშაობის შემდეგ გამოჰყვეს ორი ძლიერ რადიოაქტიური ელემენტი: პოლონიუმი და რადიუმი. პირველი შეტყობინება რადიუმის აღმოჩენის შესახებ (ბარიუმთან ნაერთში) კიურებმა გააკეთეს 1898 წლის 26 დეკემბერს საფრანგეთის მეცნიერებათა აკადემიაში. 1910 კიურებმა და ანდრე-ლუი დებერნიმ რადიუმის ქლორიდის ვერცხლისწყლის კათოდით ელექტროლიზის მეშვეობით გამოყვეს სუფთა რადიუმი შემდგომი დისტილაციიტ წყალბადში. გამოყოფილი ელემენტი წარმოადგენდა, როგორც ახლა ცნობილია, რადიუმ-226 იზოტოპს, ურან-238-ის დაშლის პროდუქტს. რადიუმისა და პოლონიუმის აღმოჩენისათვის კიურებმა ნობელის პრემია მიიღეს. რადიუმი მიიღება იზოტოპ ურან-238-ის რადიოაქტიური მრავალი შუალედური დაშლით ამიტომ უმნიშვნელო რაოდენობით არის ურანის მადანში.

ბევრმა რადიონუკლიდმა, რომლებიც წარმოიქმნებიან რადიუმის რადიოაქტიური დაშლისას, სანამ მათი ქიმიური იდენტიფიკაცია იქნებოდა შესაძლებელი, მიიღეს სახელწოდება რადიუმ А, რადიუმ B, რადიუმ C და ა.შ. თუმცა ახლა ცნობილია, რომ ისინი წარმოადგენენ სხვა ქიმიური ელემენტების იზოტოპებს, მათი ისტორიულად შემდგარ სახელწოდებებს ტრადიციულად ზოგჯერ გამოიყენებენ:

	იზოტოპი
რადუმის ემანაცია	²²²Rn
რადიუმ A	²¹⁸Po
რადიუმ B	²¹⁴Pb
რადიუმ C	²¹⁴Bi
რადიუმ C₁	²¹⁴Po
რადიუმ C₂	²¹⁰Tl
რადიუმ D	²¹⁰Pb
რადიუმ E	²¹⁰Bi
რადიუმ F	²¹⁰Po

კიურების პატივსაცემად რადიოაქტიურობის არასისტემური გამზომილება კიური ეფუძნება 1 გრამი რადიუმ-226-ის აქტიურობას: 3,7×10¹⁰ დაშლა წამში, ანუ 37 გბეკ.

სახელწოდების წარმოშობა

სახელწოდება «რადიუმი» დაკავშირებულია მისი ბირთვის გამოსხივებასთან Ra (ლათ. radius — სხივი).

ბუნებაში

რადიუმი საკმაოდ იშვიათია. აღმოჩენიდან დღემდე დაახლოებით 100 წელი გავიდა - და მსოფლიოში სულ მოპოვებულია 1,5 კგ სუფთა რადიუმი. ურანის ერთი ტონა მადანი, საიდანაც კიურებმა მიიღეს რადიუმი, შეიცავს მიახლოებით 0,0001 გრ რადიუმ-226-ს. ბუნებრივი რადიუმი მთლიანად რადიოგენურია — წარმოიქმნება ურან-238-ის ურან-235-ის ან თორიუმ-232-ის დაშლისას; ბუნებაში ნაპოვნი ოთხ იზოტოპს შორის ყველაზე გავრცელებული და ხანგრძლივად მცხოვრები იზოტოპია რადიუმ-226 (ნახევარდაშლის პერიოდია - 1602 წელი), რომელიც შედის ურან-238-ის რადიოაქტიურ რიგში. ბუნებაში ყოველ სამ მილიონ ურანის ატომზე მოდის რადიუმის ერთი ატომი ან 1,02 მკრ/ტ (კლარკი დედამიწის ქერქში).

რადიუმის ყველა ბუნებრივი იზოტპი მოყვანილია ცხრილში:

იზოტოპის	ისტორიული სახელწოდება	ოჯახი	ნახევარდაშლის პერიოდი	დაშლის ტიპი	შვილობილი იზოტოპი (ისტორიული სახელი)
რადიუმ-223	აქტინიუმ Х (AcX)	ურან-235-ის რიგი	11,435 დღე	α	რადონ-219 (აქტინონი, An)
რადიუმ-224	თორიუმ Х (ThX)	თორიუმ-232-ის რიგი	3,66 დღე	α	რადონ-220 (ტორონი, Tn)
რადიუმ-226	რადიუმი (Ra)	ურან-238-ის რიგი	1602 წელი	α	რადონ-222 (რადონი, Rn)
რადიუმ-228	მეზოტორიუმი I (MsTh₁)	თორიუმ-232-ის რიგი	5,75 წელი	β	აქტინიუმ-228 (მეზოტორიუმი II, MsTh₂)

რადიუმის გეოქიმია ბევრად განისაზღვრება ურანის მიგრაციის და კონცენტრაციის თავისებურებებით, ასევე თითონ რადიუმის ქიმიური თვისებებით — არის აქტიური ტუტემიწა ლითონი. რადიუმის კონცენტრაციის ხელშემწყობი პროცესებს შორის აღსანიშნავია უპირველეს ყოვლისა ფორმირება გექიმიური ბარიერების მცირე სიღრმეებში, სადაც კონცენტრირდება რადიუმი. ასეთი ბარიერები შეიძლება იყოს, მაგალითად, სულფატური ბარიერები ჟანგვის ზონებში. ქვემოდან ამომავალი ქლორიდულ გოგირდწყალბადიანი რადიუმშემცველი წყლები ჟანგვის ზონებში ხდება სულფატური, რადიუმი ილექება BaSO₄ და CaSО₄-თან ერთად, სადაც ის ხდება პრაქტიკულად უხსნადი რადონის მუდმივ წყაროდ. ურანის ძლიერი მიგრაციულობის გამო და მისი კომცენტრირების შესაძლებლობის გამო, ფორმირდება ურანის სხვადასხვა ტიპის მადნები ჰიდროთერმებში, ნახშირებში, ბითუმებში, ნახშიროვან ფიქალებში, ქვიშნარში, ტორფნარში, ფოსფორიტებში, თიხნარში. ნახშირის დაწვისას მური ნაცარი და წიდა მდიდრდებიან ²²⁶Ra. ასევე რადიუმის შემცველობა მომატებულია ფოსფატოვან ქანებში.

ურანისა და თორიუმის დაშლის შედეგად და ნავთობის შემცველ ქანებში მათი გამოტუტებით ყოველთვის წარმოიქმნება რადიუმის რადიონუკლიდები. სტატიკურ მდგომარეობაში ნავთობი მდებარეობს ბუნებრივ ხაფანგებში, რადიუმის ურთიერთგაცვლა ნავთობსა და წყალს შორის არაა (გარდა კონტაქტის ზონებისა წყალი-ნავთობი) და შედეგად ნავთობში არის ჭარბი რადიუმი. საბადოების დამუშავებისას პლასტური და ჩატუმბული წყლები ინტენსიურად მიდიან ნავთობის პლასტებთა, სადაც წყალი-ნავთობის გამყოფი ზედაპირი მკვეთრად იზრდება და შედეგად რადიუმი გადადის ფილტრირების წყლებში. მომატებული სულფატ-იონების შემცველობის შემთხვევაში წყალში გახსნილი რადიუმი და ბარიუმი ილექებიან რადიობარიტის Ва(Ra)SО₄ სახით, რომელიც შემდგომ ილექება მილების, არმატურების და რეზერვუარების ზედაპირებზე. წყალნავთობის ნარევის ზედაპირზე ტიპური მოცულობითი აქტიურიბა ²²⁶Rа და ²²⁸Rа-ის მიხედვით შეიძლება იყოს მიახლოებით 10 ბკ/ლ (შეესაბამება თხევად რადიოაქტიურ ნარჩენებს).

რადიუმის ძირითადი მასა მდებარეობს მთის ქანებში გაბნეულ მდგომარეობაში. რადიუმი — წარმოადგენს ტუტე და ტუტემიწა ქანწარმომქნელი ელემენტების ქიმიურ ანალოგს, რომლებისგანაც შედგება მინდვრის შპატი, რაც დედამიწის ქერქის მასის ნახევარზე მეტს შეადგენს. კალიუმიანი მინდვრის შპატები — წარმოადგენენ მთავარ ქანწარმომქმნელ მინერალებს მჟავა მაგმატურ ქანებში — გრანიტებში, სიენიტებში, გრანოდიორიტებში და სხვა. ცნობილია, რომ გრანიტებს აქვთ ბუნებრივი რადიოაქტიურობა რამდენადმე მაღალი ვიდრე ფონია, რაც გამოწვეულია მათში ურანის არსებობით. თუმცა ურანის კლარკი არ აღემატება 3 გრ/ტ, გრანიტებში მისი შემცველობა შეადგენს უკვე 25 გრ/ტ. მაგრამ თუ რადიუმის ანალოგი უფრო გავრცელებული ქიმიური ელემენტი ბარიუმი შედის საკმაოდ იშვიათი კალიუმ-ბარიუმიანი მინდვრის შპატების (გიალოფანი) შემადგენლობაში, ხოლო «სუფთა» ბარიუმიანი შპატი, მინერალ ცელზიანს BaAl₂Si₂O₈ ძალიან იშვიათია, მაშინ რადიუმის დაგროვება რადიუმიანი მინდვრის შპატების და მინერალების წარმოქმნით საერთოდ არ ხდება, რადიუმის ნახევარდაშლის მცირე პერიოდის გამო. რადიუმი იშლება რადონად, რომელიც გადის ფორებში და მიკრობზარებით გამოირეცხება გრუნტის წყლებით. ბუნებაში ზოგჯერ გვხვდება ახალგაზრდა რადიუმიანი მინერალები რომლებიც არ შეიცავენ ურანს, მაგალითად რადიობარიტი და რადიოკალციტი, რომელთა კრისტალიზაციის დროს ხსნარებიდან, მდიდრდებიან რადიუმით (ადვილადხსნადი ურანის მეორადი მინერაბის უშუალო სიახლოვეს), რადიუმი კრისტალიზდება ბარიუმთან და კალციუმთან ერთად იზომორფიზმის მეშვეობით.

მიღება

ХХ საუკუნის დასაწყისში სუფთა რადიუმის მიღებას დიდი შრომა დასჭირდა. მარია კიური 12 წელი მუშაობდა, რათა მიეღო ერთი მარცვალი რადიუმი. რომ მიეღო მხოლოდ ერთი გრამი სუფთა რადიუმი საჭირო ოყო რამდენიმე ვაგონი ურანის მადანი, 100 ვაგონი ნახშირი, 100 ცისტერნა წყალი და 5 ვაგონი სხვადასხვა ქიმიური ნივთიერება. იმ დროისათვის არ არსებობდა რადიუმზე უფრო ძვირფასი ლითონი. 1 გრ რადიუმი 200 კგ ოქროზე მეტი ღირდა.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

რადიუმი ნორმალურ პირობებში წარმოადგენს ბზინავ თეთრ ლითონს, რომელიც ჰაერზე მკრთალი ხდება და მუქდება (რადიუმის ნიტრიდის წარმოქმნის გამო). რეაგირებს წყალთან. იქცევა ბარიუმისა და სტრონციუმის მსგავსად, თუმცა ქიმიურად უფრო აქტიურია. ჩვეულებრივი ჟანგვის ხარისხი არის — +2. რადიუმის ჰიდროქსიდი Ra(OH)₂ — ძლიერი, კოროზიული ფუძეა.

გამოყენება

რადიუმს ზოგჯერ იყენებენ კომპაქტურ ნეიტრონების წყაროებში, ამისათვის მის მცირე რაოდენობას არჩილავენ ბერილიუმთან ერთად. ალფა-გამოსხივების (ჰელიუმ-4-ის ბირთვები) ზემოქმედებით ბერილიუმიდან აძევებენ ნეიტრონებს: ⁹Be + ⁴He → ¹²C + ¹n.

მედიცინაში რადიუმი გამოიყენება როგორც რადონის წყარო რადონის აბაზანების მოსამზადებლად (თუმცა უკვე მათი სარგებლიანობა ეჭვსქვეშაა). ამას გარდა, რადიუმი გამოიყენება ავთვისებიანი კანის, ცხვირის ლორწოვანი გარსის და საშარდე-სქესობრივი ტრაქტის დაავადებების სამკურნალოდ ხანმოკლე დასხივებისათვის.

თუმცა დღეს არსებობს ბევრი უფრო ამ მიზნებისათვის შესაფერისი რადიონუკლიდები საჭირო თვისებებით, მაგალითად, ⁶⁰Co (T_1/2 = 5,3 წელი), ¹³⁷Cs (T_1/2 = 30,2 წელი), ¹⁸²Ta (T_1/2 = 115 დღეღამე.), ¹⁹²Ir (T_1/2 = 74 დღეღამე.), ¹⁹⁸Au (T_1/2 = 2,7 დღეღამე.) და ა. შ.

გათბობა რადიუმით: 21 საუკუნის ღუმელი. 1910 წლის ფრანგული ბარათი

XX საუკუნის 70-იან წლებში რადიუმს ხშირად იყენებდნენ მუდმივი ნათების მქონე მნათ საღებავების დასამზადებლად (საავიაციო და საზღვაო მოწყობილობების ციფერბლატების, სპეციალური საათების და სხვა ხლსაწყოების მოსანიშნად), თუმცა ახლა შეცვალე უფრო ნაკლებად საშიში იზოტოპებით: ტრიტიუმით (T_1/2 = 12,3 წელი) ან ¹⁴⁷Pm (T_1/2 = 2,6 წელი). ასეთი ხელსაწყოების საშიშროება იყო იმაში, რომ არ ჰქონდათ გამაფრთხილებელ მარკირებას, და მისი გამოვლენ ამხოლოდ დოზიმეტრით შეიძლებოდა.

ბიოლოგიური როლი

რადიუმი ძალიან რადიოტოქსიკურია. ორგანიზმში ის იქცევა კალციუმის მსგავსად - ორგანიზმში მოხვედრილი რადიუმის 80 % გროვდება ძვლოვან ქსოვილებში. რადიუმის დიდი კონცენტრაცია იწვევს ოსტეოპოროზს, თვითნებურ ძვლის მოტეხილობას და ძვლების ავთვისებია სიმსივნეებს. ასევე საშიშროებას წარმოადგენს რადიუმის დაშლის პროდუქტი - რადიოაქტიური ინერტული აირი რადონი.

მარია კიურის ნაადრევი სიკვდილი გამოიწვია რადიუმით ქრონიკულმა მოწამლვამ, რადგანაც იმ დროს დასხივების საშიშროება არ იყო გათვითცნობიერებული.

იზოტოპები

მთავარი სტატია: რადიუმის იზოტოპები.

ცნობილია რადიუმის 25 იზოტოპი. იზოტოპები ²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁶Ra, ²²⁸Ra გვხვდება ბუნებაში, და არიან რადიოაქტიური რიგების წევრები. დანარჩენი იზოტოპები შეიძლება ხელოვნურად იქნან მიღებული. ზოგიერთი რადიუმის იზოტოპის რადიოაქტიური ტვვისებები^[3]:

მასური რიცხვი	ნახევარდაშლის პერიოდი	დაშლის ტიპი
213	2,74(6) წთ.	α
219	10(3) მწმ.	α
220	17,9(14) მწმ.	α (99%)
221	28(2) წმ.	α
222	38,0(5) წმ.	α
223 (AcX)	11,43(5) დღე	α
224 (ThX)	3,6319(23) დღე	α
225	14,9(2) დღე	β
226	1602(7) წელი	α
227	42,2(5) წთ.	β
228 (MsTh₁)	5,75(3) წელი	β
230	93(2) წთ.	β

საინტერესო ფაქტები

მისი აღმოჩენის შემდეგ, საკუნის დასაწყისში რადიუმი ითვლებოდა სასარგებლოდ და შედიოდა ბევრი პროდუქტისა და საგნის შემადგენლობაში მაგალითად: პურში, შოკოლადში, სასმელ წყალში, კბილის პასტაში, სახის კანის კრემებსა და ფხვნილებში, ხელის საათების ციფერბლატებში, ტონუსის და პოტენციის მოსამატებელ საშუალებებში.^[4]^[5]

პროდუქტები რადიუმით
რადიუმის შემცველი პროდუქტების რეპროდუქცია რომლებსაც XX საუკუნის დასაწყისში უშვებდნენ, კიურის მუზეუმის ვიტრინებზე, პარიზში.
წარწერა ქილაზე: «ფხვნილი ტო-რადიუმი, რადიუმისა და თორიუმის საფუძველზე ალფრედ კიურის რეცეპტით...»

რესურსები ინტერნეტში

სქოლიო

↑ დოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 184
↑ ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 8, თბ., 1984. — გვ. 287.
↑ Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties დაარქივებული 2011-07-16 საიტზე Wayback Machine. , Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
↑ ANR | Radium Face Cream, 1918. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2014-04-04. ციტირების თარიღი: 2013-02-17.
↑ 10 Radioactive Products That People Actually Used. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2011-04-04. ციტირების თარიღი: 2013-02-17.

პორტალი ქიმია

[1] დოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 184

[2] ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 8, თბ., 1984. — გვ. 287.

[3] Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties დაარქივებული 2011-07-16 საიტზე Wayback Machine. , Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).

[4] ANR | Radium Face Cream, 1918. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2014-04-04. ციტირების თარიღი: 2013-02-17.

[5] 10 Radioactive Products That People Actually Used. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2011-04-04. ციტირების თარიღი: 2013-02-17.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]