Порядок заполнения оболочек атома полония (Po) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.
На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14
Полоний имеет 84 электрона, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:
2 электрона на 1s-подуровне
2 электрона на 2s-подуровне
6 электронов на 2p-подуровне
2 электрона на 3s-подуровне
6 электронов на 3p-подуровне
2 электрона на 4s-подуровне
10 электронов на 3d-подуровне
6 электронов на 4p-подуровне
2 электрона на 5s-подуровне
10 электронов на 4d-подуровне
6 электронов на 5p-подуровне
2 электрона на 6s-подуровне
14 электронов на 4f-подуровне
10 электронов на 5d-подуровне
4 электрона на 6p-подуровне
Степень окисления полония
Атомы полония в соединениях имеют степени окисления 6, 4, 2, -2.
Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.
POP SMOKE — ELEMENT (Official Lyric Video)
Ионы полония
Валентность Po
Атомы полония в соединениях проявляют валентность VI, IV, II.
Валентность полония характеризует способность атома Po к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:
Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами
Валентность не имеет знака.
Квантовые числа Po
Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Po эти числа имеют значение N = 6, L = 1, Ml = 2, Ms = -½
Видео заполнения электронной конфигурации (gif):
Результат:
Энергия ионизации
Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать. Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается Eo. Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии ионизации для каждого последующего электрона.
Энергия ионизации Po:
Eo = 812 кДж/моль
— Что такое ион читайте в статье.
Перейти к другим элементам таблицы менделеева
Где Po в таблице менделеева? найти
Источник: k-tree.ru
Полоний — радиоактивный металл, идеальный яд
Этот химический элемент открыт случайно – при исследовании радиоактивного сырья. Полоний – один из самых токсичных, опасных химических веществ. Но ценим ядерщиками.
Что представляет собой
Полоний – это химический элемент №84 таблицы Менделеева, белый с серебристостью — мягкий металл.
Радиоактивен. По составу это конгломерат четырех десятков изотопов:
- Среди них стабильные единицы отсутствуют. Полоний – первый среди элементов таблицы Менделеева с таким свойством.
- Изотопы-«долгожители» – 208 и 209 (полураспадаются три и 102 года).
- Изотопам, завязанные на уране и тории, присвоены названия. На сегодня устаревшие.
Международное обозначение – Po (Polonium).
Как был открыт
Полоний как элемент получен супругами Кюри к 1898 году при исследовании урановой смолки:
- Ученые обнаружили, что отходы, оставшиеся после извлечения урана, «фонят» сильнее исходного материала. Так были открыты радий и полоний.
- Образец с 0,11 мг полония удалось выделить через 12 лет – после обработки вручную десятков тонн урановых руд.
- Название элемента предложила Мария Кюри, в девичестве Склодовска.
В историю науки элемент вошел как полоний, в честь Польши (Polonia) – родины Марии Кюри.
Супруги придумали единицу измерения для нового элемента – беккерель (Бк). Так они отдали дань уважения французскому коллеге, вдохновившему Марию на исследования.
Физико-химические характеристики
Для физика или химика это небанальный материал:
Большой выбор украшений из натуральных камней и минералов со скидкой -50%
Полоний – единственный химический элемент, кристалл которого формирует решетку-куб из одного атома при малых температурах.
Как представлен в природе
Тонна земной коры содержит 0,00002 мкг полония. Элемент извлекают из минералов тория и урана. Здесь его концентрация на три-четыре порядка выше.
Полониевый изотоп 210 замечен в табаке. Попытки избавить растительное сырье от данного элемента успехом не увенчались.
| 210Po | Радий F | RaF | 238U |
| 211Po | Актиний C’ | AcC’ | 235U |
| 212Po | Торий C’ | ThC’ | 232Th |
| 214Po | Радий C’ | RaC’ | 238U |
| 215Po | Актиний A | AcA | 235U |
| 216Po | Торий A | ThA | 232Th |
| 218Po | Радий A | RaA | 238U |
Технология получения
Источник радиоактивного элемента – урановые руды. Но концентрация ничтожна: на 100 триллионов частиц урана приходится одна частица полония.
Поэтому сегодня львиную долю вещества получают на ядерных реакторах:
- Металлический висмут бомбардируют нейтронами.
- Энергия бета-распада превращает изотоп висмута в полоний-210.
- Облучение его же протонами создает полониевый изотоп-долгожитель.
Металлическую форму вещества получают, разлагая сульфид либо диоксид полония (495°C в вакууме).
Микродозы элемента извлекают из уранового шлама. Применяют ионный обмен, хроматографию, другие методы.
Где используется
В научном, оборонном, гражданском секторе нашлось применение изотопу вещества-210:
- Полониево-боро-бериллиевый сплав приноситпользу как материал источников нейтронов. Выпускается в виде шайбочек из карбида бора либо бериллия, покрытых полонием. Отпускаются в запаянных емкостях. Продукт безопасен, надежен, портативен, легок.
- Элемент (соло либо со свинцом, иттрием) используют в производстве источников тепла для агрегатов, работающих автономно. Например, луно- или марсоходов.
- Компонент сплавов электродов свечей зажигания.
В дуэте с изотопом лития элемент становится ядерным детонатором, кратно понижая критическую массу заряда.
Полоний признают стратегическим сырьем и органы власти государств, и террористические группировки. Учитывается с пристрастием.
Влияние на человека
Данные о влиянии элемента на организм человека базируются на результатах опытов с животными (на людях вещество не тестировалось).
Фатальная для взрослого доза полония – 0,6-2 мкг при вдыхании. При попадании с пищей или водой – на порядок больше.
Полоний отнесен к веществам первого класса опасности: запредельная токсичность дополняется радиоактивностью.
Этим обусловлены правила работы с материалом:
Источник: jgems.ru
Полоний
Полоний — химический элемент с атомным номером 84 в периодической системе, обозначается символом Po ( Polonium ), радиоактивный полуметалл серебристо-белого цвета. Не имеет стабильных изотопов.
Элемент открыт в 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в смоляной обманке — урановой руде. Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 г.
Элемент назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши (Polonia).
Свойства полония
Полоний — мягкий серебристо-белый радиоактивный металл.
Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (РоО2)x и монооксид полония РоО. С галогенами образует тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро 2+ розового цвета:
При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводород:
который при комнатной температуре находится в жидком состоянии (от −36,1 до 35,3 °C)
В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония РоО3 и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты К2РоО4. Известен также диоксид полония PoO2. Образует галогениды состава PoX2, PoX4 и PoX6. Подобно теллуру полоний способен с рядом металлов образовывать химические соединения — полониды.
Полоний является единственным химическим элементом, который при низкой температуре образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решётку.
Изотопы полония
На начало 2006 года известны 33 изотопа полония в диапазоне массовых чисел от 188 до 220. Кроме того, известны 10 метастабильных возбуждённых состояний изотопов полония. Наиболее долгоживущий изотоп, 209Po и 208Po имеют периоды полураспада 102 и 2,9 года соответственно. Некоторые изотопы полония, входящие в радиоактивные ряды урана и тория, имеют собственные наименования, которые сейчас в основном рассматриваются как устаревшие:
| 210 Po | Радий F | RaF | 238 U |
| 211 Po | Актиний C’ | AcC’ | 235 U |
| 212 Po | Торий C’ | ThC’ | 232 Th |
| 214 Po | Радий C’ | RaC’ | 238 U |
| 215 Po | Актиний A | AcA | 235 U |
| 216 Po | Торий A | ThA | 232 Th |
| 218 Po | Радий A | RaA | 238 U |
Нахождение в природе
Радионуклиды полония входят в состав естественных радиоактивных рядов:
210 Po (Т1/2 = 138,376 суток), 218 Po (Т1/2 = 3,10 мин) и 214 Po (Т1/2 = 1,643·10 −4 с) — в ряд 238 U;
216 Po (Т1/2 = 0,145 с) и 212 Po (Т1/2 = 2,99·10 −7 с) — в ряд Th;
215 Po (Т1/2 = 1,781·10 −3 с) и 211 Po(Т1/2 = 0,516 с) — в ряд 235 U.
Полоний-210 содержится также в табаке и табачном дыме. «Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки изъять его были безуспешны» — говорится в статье, исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере ]
Получение
На практике в граммовых количествах нуклид полония 210 Ро синтезируют искусственно, облучая металлический 209 Bi нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210 Bi за счет β-распада превращается в 210 Po. При облучении того же изотопа висмута протонами по реакции
209 Bi + p → 209 Po + n
образуется самый долгоживущий изотоп полония 209 Po.
Микроколичества полония извлекают из отходов переработки урановых руд. Выделяют полоний экстракцией, ионным обменом, хроматографией и возгонкой.
Металлический Po получают термическим разложением в вакууме сульфида PoS или диоксида (PoO2)x при 500 °C.
Применение
Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но, к сожалению, короткоживущих, ввиду малого времени жизни 210 Po: Т1/2 = 138,376 суток). Альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в (α, n)-реакции. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надежны. Например, латунная ампула диаметром два и высотой четыре сантиметра ежесекундно дает до 90 миллионов нейтронов.
Полоний также применялся в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры.
Важной областью применения полония является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность (150 Вт/см³), тем не менее они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает альфа-частицы, проникающая способность и длина пробега которых минимальны. Например, у советского лунохода для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель.
Также следует указать, что полоний-210 может послужить в сплаве с легким изотопом лития ( 6 Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Поэтому полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.
Биологическая роль
Полоний-210 высокотоксичен, имеет период полураспада 138 дней и 9 часов. Его удельная активность (166 ТБк/г) настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы. Он опасен и на расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц, так как его соединения саморазогреваются и переходят в аэрозольное состояние. ПДК в водоемах и в воздухе рабочих помещений 11,1·10 −3 Бк/л и 7,41·10 −3 Бк/м³. Поэтому работают с полонием-210 лишь в герметичных боксах.
Точных сведений о воздействии радиационного отравления полонием на человека не существуют, так как опыты на человеке не проводились (проводились, однако, измерения кинетики малых доз полония в организме человека, а также наблюдения нескольких известных случаев острого или хронического отравления полонием). По оценке специалистов, опубликованной в научном журнале Journal of Radiological Protection и основанной на математической модели радиационного отравления, разработанной на основе данных по опытам над животными, летальная доза полония-210 для взрослого человека оценивается в пределах от 0,1-0,3 ГБк (0,6-2 мкг), при попадании изотопа в организм через лёгкие, до 1-3 ГБк (6-18 мкг), при попадании в организм через пищеварительный тракт.
Более долгоживущие полоний-208 (период полураспада 2,898 года) и полоний-209 (период полураспада 103 года) обладают несколько меньшей радиотоксичностью на единицу веса, обратно пропорционально периоду полураспада. Сведений о радиотоксичности других, короткоживущих изотопов полония мало. В организме человека полоний ведет себя подобно своим химическим гомологам, селену и теллуру, концентрируется в печени, почках, селезёнке и костном мозге. Период полувыведения из организма − от 30 до 50 дней, выделяется в основном через почки. Есть сообщения об успешном использовании 2,3-димеркаптопропанола для выведения полония из организма крыс — 90 % животных, которым внутривенно вводилась смертельная доза полония-210 (9 нг/кг веса), выжили, тогда как в контрольной группе все крысы погибли в течение полутора месяцев.
Источник: himsnab-spb.ru