Известно 27 радиоактивных изотопов полония с массовыми числами от 192 до 218, из них семь (с массовыми числами от 210 до 218) встречаются в природе в очень малых количествах как члены радиоактивных рядов урана, тория и актиния,остальные изотопы получены искусственно. Наиболее долгоживущие изотопы полония – искусственно полученные 209 Ро (t1/2 = 102 года) и 208 Ро (t1/2 = 2,9 года), а также содержащийся в радиево-урановых рудах 210 Ро (t1/2 = 138,4 сут).
Содержание в земной коре 210 Ро составляет всего 2·10 –14 %; в 1 т природного урана содержится 0,34 г радия и доли миллиграмма полония-210. Самый короткоживущий из известных изотопов полония – 21З Ро (t1/2 = 3·10 –7 с). Самые легкие изотопы полония – чистые альфа-излучатели, более тяжелые одновременно испускают альфа- и гамма-лучи.
Некоторые изотопы распадаются путем электронного захвата, а самые тяжелые проявляют также очень слабую бета-активность (см. РАДИОАКТИВНОСТЬ). Разные изотопы полония имеют исторические названия, принятые еще в начале 20 в., когда их получали в результате цепочки распадов из «родительского элемента»: RaF ( 210 Po), AcC’ ( 211 Po), ThC’ ( 212 Po), RaC’ ( 214 Po), AcA ( 215 Po), ThA ( 216 Po), RaA ( 218 Po).
Полоний. Необходимый, опасный, ненужный.
Открытие полония.
Также по теме:
ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ
Существование элемента с порядковым номером 84 было предсказано Д.И.Менделеевым в 1889 – он назвал его двителлуром (на санскрите – «второй» теллур) и предположил, что его атомная масса будет близка к 212. Конечно, Менделеев не мог предвидеть, что этот элемент окажется неустойчивым.
Полоний – первый радиоактивный элемент, открытый в 1898 супругами Кюри в поисках источника сильной радиоактивности некоторых минералов (см. РАДИЙ). Когда оказалось, что урановая смоляная руда излучает сильнее, чем чистый уран, Мария Кюри решила выделить из этого соединения химическим путем новый радиоактивный химический элемент.
До этого было известно только два слабо радиоактивных химических элемента – уран и торий. Кюри начала с традиционного качественного химического анализа минерала по стандартной схеме, которая была предложена немецким химиком-аналитиком К.Р.Фрезениусом (1818–1897) еще в 1841 и по которой многие поколения студентов в течение почти полутора веков определяли катионы так называемым «сероводородным методом». Вначале у нее было около 100 г минерала; затем американские геологи подарили Пьеру Кюри еще 500 г. Проводя систематический анализ, М.Кюри каждый раз проверяла отдельные фракции (осадки и растворы) на радиоактивность с помощью чувствительного электрометра, изобретенного ее мужем. Неактивные фракции отбрасывались, активные анализировались дальше. Ей помогал один из руководителей химического практикума в Школе физики и промышленной химии Густав Бемон.
Прежде всего, Кюри растворила минерал в азотной кислоте, выпарила раствор досуха, остаток растворила в воде и пропустила через раствор ток сероводорода. При этом выпал осадок сульфидов металлов; в соответствии с методикой Фрезениуса, этот осадок мог содержать нерастворимые сульфиды свинца, висмута, меди, мышьяка, сурьмы и ряда других металлов.
Полоний — САМЫЙ ЖЕСТОКИЙ ЭЛЕМЕНТ НА ЗЕМЛЕ!
Осадок был радиоактивным, несмотря на то, что уран и торий остались в растворе. Она обработала черный осадок сульфидом аммония, чтобы отделить мышьяк и сурьму – они в этих условиях образуют растворимые тиосоли, например, (NH4)3AsS4и (NH4)3SbS3. Раствор не обнаружил радиоактивности и был отброшен. В осадке остались сульфиды свинца, висмута и меди.
Также по теме:
РАДИОАКТИВНОСТЬ
Не растворившуюся в сульфиде аммония часть осадка Кюри снова растворила в азотной кислоте, добавила к раствору серную кислоту и выпарила его на пламени горелки до появления густых белых паров SO3. В этих условиях летучая азотная кислота полностью удаляется, а нитраты металлов превращаются в сульфаты.
После охлаждения смеси и добавления холодной воды в осадке оказался нерастворимый сульфат свинца PbSO4– активности в нем не было. Осадок она выбросила, а к отфильтрованному раствору добавила крепкий раствор аммиака. При этом снова выпал осадок, на этот раз – белого цвета; он содержал смесь основного сульфата висмута (BiO)2SO4и гидроксида висмута Bi(OH)3.
В растворе же остался комплексный аммиакат меди [Cu(NH3)4]SO4ярко-синего цвета. Белый осадок, в отличие от раствора, оказался сильно радиоактивным. Поскольку свинец и медь были уже отделены, в белом осадке был висмут и примесь нового элемента.
Кюри снова перевела белый осадок в темно-коричневый сульфид Bi2S3, высушила его и нагрела в вакуумированной ампуле. Сульфид висмута при этом не изменился (он устойчив к нагреву и лишь при 685° С плавится), однако из осадка выделились какие-то пары, которые осели в виде черной пленки на холодной части ампулы. Пленка была радиоактивной и, очевидно, содержала новый химический элемент – аналог висмута в периодической таблице. Это был полоний – первый после урана и тория открытый радиоактивный элемент, вписанный в периодическую таблицу (в том же 1898 году были открыты радий, а также группа благородных газов – неон, криптон и ксенон). Как потом выяснилось, полоний при нагревании легко возгоняется – его летучесть примерно такая же, как у цинка.
Также по теме:
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ
Супруги Кюри не спешили назвать черный налет на стекле новым элементом. Одной радиоактивности было мало.
Коллега и друг Кюри французский химик Эжен Анатоль Демарсе (1852–1903), специалист в области спектрального анализа (в 1901 он открыл европий), исследовал спектр испускания черного налета и не обнаружил в нем новых линий, которые могли бы свидетельствовать о присутствии нового элемента. Спектральный анализ – один из самых чувствительных методов, позволяющий обнаруживать многие вещества в микроскопических, невидимых глазом количествах.
Тем не менее, в статье, опубликованной 18 июля 1898 супруги Кюри написали: «Мы думаем, что вещество, выделенное нами из урановой смолки, содержит не известный пока металл, являющийся по аналитическим свойствам аналогом висмута. Если существование нового металла будет подтверждено, мы предлагаем назвать его полонием, по родине одного из нас» (Polonia на латыни – Польша). Это единственный случай, когда еще не идентифицированный новый химический элемент уже получил название. Однако получить весовые количества полония не удалось – его в урановой руде было слишком мало (позднее полоний был получен искусственно). И прославил супругов Кюри не этот элемент, а радий
Свойства полония.
Уже теллур частично проявляет металлические свойства, полоний же – мягкий серебристо-белый металл. Из-за сильной радиоактивности светится в темноте и сильно нагревается, поэтому нужен непрерывный отвод тепла. Температура плавления полония 254° С (чуть выше, чем у олова), температура кипения 962° С, поэтому уже при небольшом нагревании полоний возгоняется. Плотность полония почти такая же, как у меди – 9,4 г/см 3 . В химических исследованиях применяется только полоний-210, более долгоживущие изотопы практически не используются ввиду трудности их получения при одинаковых химических свойствах.
Химические свойства металлического полония близки к свойствам его ближайшего аналога – теллура, он проявляет степени окисления –2, +2, +4, +6. На воздухе полоний медленно окисляется (быстро при нагревании до 250° С) с образованием красного диоксида РоО2(при охлаждении он становится желтым в результате перестройки кристаллической решетки). Сероводород из растворов солей полония осаждает черный сульфид PoS.
Сильная радиоактивность полония отражается на свойствах его соединений. Так, в разбавленной соляной кислоте полоний медленно растворяется с образованием розовых растворов (цвет ионов Ро 2+ ): Po + 2HCl ® PoCl2+ H2, однако под действием собственной радиации дихлорид превращается в желтый PoCl4.
Разбавленная азотная кислота пассивирует полоний, а концентрированная быстро его растворяет. С неметаллами VI группы полоний роднит реакция с водородом с образованием летучего гидрида РоН2(т.пл. –35° С, т.кип. +35° С, легко разлагается), реакция с металлами (при нагревании) с образованием твердых полонидов черного цвета (Na2Po, MgPo, CaPo, ZnPo, HgPo, PtPo и др.) и реакция с расплавленными щелочами с образованием полонидов: 3Po + 6NaOH ® 2Na2Po + Na2PoO3+ H2O. С хлором полоний реагирует при нагревании с образованием ярко-желтых кристаллов PoCl4, с бромом получаются красные кристаллы PoBr4, с иодом уже при 40° С полоний реагирует с образованием черного летучего иодида PoI4. Известен и белый тетрафторид полония PoF4. При нагревании тетрагалогениды разлагаются с образованием более стабильных дигалогенидов, например, PoCl4® PoCl2+ Cl2. В растворах полоний существует в виде катионов Ро 2+ , Ро 4+ , анионов РоО32– , РоО42– , также разнообразных комплексных ионов, например, PoCl62– .
Получение полония.
Полоний-210 синтезируют путем облучения нейтронами природного висмута (он содержит только 208 Bi) в ядерных реакторах (промежуточно образуется бета-активный изотоп висмута-210): 208 Bi + n ® 210 Bi ® 210 Po + e. При облучении висмута ускоренными протонами образуется полоний-208, его отделяют от висмута возгонкой в вакууме – как это делала М.Кюри. В нашей стране методику выделения полония разработала Зинаида Васильевна Ершова (1905–1995). В 1937 она была командирована в Париж в Институт радия в лабораторию М.Кюри (руководимую в то время Ирэн Жолио-Кюри). В результате этой командировки коллеги стали называть ее «русской мадам Кюри». Под научным руководством З.В.Ершовой в стране было создано постоянно действующее, экологически чистое производство полония, что позволило реализовать отечественную программу запуска луноходов, в которых полоний использовали в качестве источника тепла.
Долгоживущие изотопы полония пока не получили заметного практического применения из-за сложности их синтеза. Для их получения можно использовать ядерные реакции 207 Pb + 4 He ® 208 Po + 3n, 208 Bi + 1 H ® 208 Po + 2n, 208 Bi + 2 D ® 208 Po + 3n, 208 Bi + 2 D ® 208 Po + 2n, где 4 Не – альфа-частицы, 1 Н – ускоренные протоны, 2 D – ускоренные дейтроны (ядра дейтерия).
Применение полония.
Полоний-210 испускает альфа-лучи с энергией 5,3 МэВ, которые в твердом веществе тормозятся, проходя всего тысячные доли миллиметра и отдавая при этом свою энергию. Время его жизни позволяет использовать полоний как источник энергии в атомных батареях космических кораблей: для получения мощности 1 кВт достаточно всего 7,5 г полония.
В этом отношении он превосходит другие компактные «атомные» источники энергии. Такой источник энергии работал, например, на «Луноходе-2», обогревая аппаратуру во время долгой лунной ночи. Конечно, мощность полониевых источников энергии со временем убывает – вдвое каждые 4,5 месяца, однако более долгоживущие изотопы полония слишком дороги.
Полоний удобно применять и для исследования воздействия альфа-излучения на различные вещества. Как альфа-излучатель, полоний в смеси с бериллием применяют для изготовления компактных источников нейтронов: 9 Be + 4 He ® 12 C + n. Вместо бериллия в таких источниках можно использовать бор. Сообщалось, что в 2004 инспекторы международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) обнаружили в Иране программу по производству полония. Это привело к подозрению, что он может быть использован в бериллиевом источнике для «запуска» с помощью нейтронов цепной ядерной реакции в уране, приводящей к ядерному взрыву.
Источник: www.krugosvet.ru
Полоний
Поло́ний[лат. Polonium; назван в честь Польши (лат. Polonia) – родины М. Склодовской-Кюри], Ро, радиоактивный химический элемент VI группы короткой формы (16-й группы длинной формы) периодической системы , атомный номер 84; относится к халькогенам . Стабильных изотопов не имеет. Известны радиоизотопы с массовыми числами 190–218; для наиболее стабильных 210 Ро ( период полураспада T1/2138,376 дня), 209 Ро (T1/2102 года) и 208 Ро (T1/22,898 года) характерен α-распад . Содержание полония в земной коре около 2·10 –14 % по массе. Впервые выделен М. Склодовской-Кюри и П. Кюри из урановой смоляной руды в 1898 г.; первый химический элемент, открытый по его радиоактивным свойствам.
Физико-химические свойства
Полоний – мягкий серебристо-белый металл ; до приблизительно 36 °C (по другим данным, до 54 °C; точную температуру определить трудно ввиду саморазогревания кристаллического полония) устойчива модификация с кубической решёткой , выше – с ромбоэдрической, предполагается, что в интервале 18–54 °C обе модификации сосуществуют друг с другом; tпл254 °С, tкип962 °С, плотность 9320 кг/м 3 . Благодаря радиоактивному распаду полоний нагревается, в темноте слабо светится. Конфигурация внешних электронных оболочек атома 4f 14 5d 10 6s 2 6p 4 ; атомный радиус 190 пм; степени окисления –2, +2, +4 (наиболее устойчивая) и +6.
На воздухе окисляется, в водных растворах гидролизуется . Диоксид РоО2существует в двух кристаллических модификациях (жёлтой и красной), при нагревании в вакууме разлагается. Известны РоО и РоО3. Полоний взаимодействует с галогенами , образуя РоХ2, РоХ4, с Н2– неустойчивый летучий РоН2(tпл–36,1 °С, tкип35,3 °С), с S – сульфид PoS2.
Под действием разбавленных кислот полоний образует соли Ро(II) – розовые и Po(IV) – жёлтые. Незначительно растворяется в щелочах. Реагирует с металлами, переводя их в полониды (например, Na2Po, MgPo, ZnPo, NiPo, PtPo).
Получение
Выделение 210 Ро из облучённых в ядерном реакторе нейтронами мишеней 209 Bi (а также 209 Ро при облучении в циклотроне протонами) ведут растворением, концентрированием и очисткой гидрометаллургическими методами. В меньших количествах 210 Ро получают при переработке урановых руд (1 т руды содержит до 100 мг Ро). Годовое производство составляет около 100 г (2014).
Урановая руда (главные рудные минералы – уранинит и уранофан). Источник полония. Урановая руда (главные рудные минералы – уранинит и уранофан). Источник полония.
Применение
Способность 210 Ро выделять большое количество тепла при α-распаде (140 Вт/г или 1210 Вт/см 3 ) используется в атомных батарейках для космических аппаратов и переносных устройств. В сочетании с бериллием полоний применяют в качестве портативного источника нейтронов .
Полоний и его соединения высокотоксичны .
Раков Эдуард Григорьевич . Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2014.
в 11:01 (GMT+3) Обратная связь
Информация
Области знаний: Общие вопросы химии Символ: Po Атомный номер: 84 Группа элементов: Постпереходные металлы Относительная атомная масса: 208,9824 а. е. м. Радиус атома: 190 пм Электроотрицательность: 2 ед. по шкале Полинга Агрегатное состояние: Твёрдое Плотность при н. у.: 9,32 г/см³ Температура плавления: 254 °C Температура кипения: 962 °C
Источник: bigenc.ru
glagolas
Отравление полонием — один из самых эксклюзивных методов убийства. Поэтому, когда его изотопы были обнаружены в моче Литвиненко, круг подозреваемых сузился до спецслужб России, где производится 95% мирового объема полония. Что происходит с полонием в организме, почему смерть экс-полковника ФСБ Литвиненко была неминуемой, а преступление оказалось раскрытым?
По словам Марины Литвиненко, после встречи с Луговым, вечером того же дня у ее супруга началась непрерывная рвота, а через 2 дня в ходе госпитализации ему был поставлен диагноз кишечной инфекции и назначены антибиотики. Дальнейшее ухудшение состояния и снижение лейкоцитов крови врачи объясняли побочным действием антибиотиков.
Позже, когда начали выпадать волосы, лопаться капилляры кожи, а в рвоте и фекалиях обнаружились следы крови возникло подозрение на отравление таллием. Но назначение антидота также не имело эффекта. И только через 20 дней уже перед самой смертью был поставлен верный диагноз — острая лучевая болезнь.
Лучевая болезнь обусловлена чувствительностью процессов биосинтеза белков и копирования ДНК к радиации. Поэтому поражаются в первую очередь быстро регенерирующие и метаболически активные ткани и клетки. Например, останавливается регенерация слизистой кишечника (диарея и рвота), кожи и волосяных фолликулов (ускорение старения и выпадение волос). Но наибольшую опасность для жизни представляет остановка возобновления клеток крови в костном мозге, что ведет к снижению количества эритроцитов в крови (анемия), лейкоцитов (иммунодефицит, тяжелые инфекции) и тромбоцитов (кровотечения).
Подозрение на лучевую болезнь подтвердилось после обнаружения в моче и фекалиях Литвиненко изотопов свинца — продуктов распада полония. По версии следствия, Литвиненко выпил его с чаем во время встречи с офицером ФСБ Луговым.
В герметичной металлической капсуле транспортировка полония вполне безопасна, так как проникающая способность альфа-частиц не превышает сотые доли миллиметра. После приема внутрь, в желудке полоний реагирует с соляной кислотой с получением хлорида полония, который растворим в воде и потому быстро попадает в кровь. Далее полоний накапливается в органах выделения — печень, почки, кишечник, с отделениями которых он и продукты его распада постепенно выводится из организма, но паралелльно облучая данные органы.
По соотношению полония и продуктов его распада следствие установило точную дату и предполагаемое место производства полония — город Саров (бывший Арзамас-16). Это достаточно просто рассчитать, зная период полураспада полония-210 (138 суток) и имея контрольные образцы от разных производителей.
Данную задачу облегчает тот факт, что выбор источников получения полония крайне невелик. В природе количество полония-210 ничтожно, поэтому получают его в ядерных реакторах. Купить полоний можно через интернет за $60-100 за образец в виде устройств снимающих статическое электричество. Однако, что бы накопить смертельную дозу (5-20 мкг через рот), потребуется примерно 15 000 таких устройств или $1 000 000. В таком количестве полоний имеется в распоряжении только у производителей, а его синтез и учет строго контролируется спецслужбами.
Предполагаемый убийца явно перестраховался и добавил в чай много больше, чем нужно. При оптимальной дозе Литвиненко медленно умирал бы от болезни больше похожей на онкологическое или инфекцию, и никто бы не стал искать изотопы в моче и по всему Лондону.
Был ли шанс спасти Литвиненко? Вряд ли. Острая лучевая болезнь — признак очень большой дозы. Вывести полоний полностью невозможно. Естественный распад полония достигнет относительно безопасного уровня лет через 20.
Поэтому его тело было запрещено кремировать до 2028 года и он был похоронен в закрытом гробу.
Дело Литвиненко — не единственный случай, где был замешан полоний. Подозрения на отравление полонием есть в делах гибели Романа Цепова (руководитель охраны Собчака и Путина в СПб), Юрия Щекочихина (журналист, раскрутил «мебельное дело») и Ясира Арафата (президент Палестины). После провала с полонием, наврятли такой способ убийства будет использоваться в будущем. В арсенале спецслужб имеются и другие яды, действие которых имитирует смертельные заболевания.
Чтобы не пропустить новые записи, подписывайтесь на самый популярный в России блог о медицине — это суперинтересно! Если у вас нет аккаунта в ЖЖ, подписывайтесь на обновления в Фэйсбук, Вконтакте и Телеграм.
Поделитесь интересной информацией с друзьями:
Источник: glagolas.livejournal.com