У этого термина существуют и другие значения, см. Полоний (значения).
| 84 |
Висмут ← Полоний → Астат |
Te
↑
Po
↓
Lv |
|
|
| Внешний вид простого вещества |
|---|
 Серебристо-белый мягкий металл |
| Свойства атома |
|---|
| Название, символ, номер |
Поло́ний / Polonium (Po), 84
|
|---|
Атомная масса
(молярная масса) |
208,9824 а. е. м. (г/моль)
|
|---|
| Электронная конфигурация |
[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4
|
|---|
| Радиус атома |
176 пм
|
|---|
| Химические свойства |
|---|
| Ковалентный радиус |
146 пм
|
|---|
| Радиус иона |
(+6e) 67 пм
|
|---|
| Электроотрицательность |
2,3 (шкала Полинга)
|
|---|
| Электродный потенциал |
Po ← Po3+ 0,56 В
Po ← Po2+ 0,65 В
|
|---|
| Степени окисления |
–2, +2, +4, +6
|
|---|
Энергия ионизации
(первый электрон) |
813,1 (8,43) кДж/моль (эВ)
|
|---|
| Термодинамические свойства простого вещества |
|---|
| Плотность (при н. у.) |
9,196 г/см3[1] г/см³
|
|---|
| Температура плавления |
527 K (254 °C, 489 °F)[1]
|
|---|
| Температура кипения |
1235 K (962 °C, 1764 °F)][1]
|
|---|
| Уд. теплота плавления |
10 кДж/моль
|
|---|
| Уд. теплота испарения |
102,9 кДж/моль
|
|---|
| Молярная теплоёмкость |
26,4[2] Дж/(K·моль)
|
|---|
| Молярный объём |
22,7 см³/моль
|
|---|
| Кристаллическая решётка простого вещества |
|---|
| Структура решётки |
кубическая
|
|---|
| Параметры решётки |
3,350 Å
|
|---|
| 84 |
Полоний
|
|
|
| 4f145d106s26p4 |
Поло́ний — радиоактивный химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), 6-го периода впериодической системе Д. И. Менделеева, с атомным номером 84, обозначается символом Po (лат. Polonium). Относится к группе халькогенов. При нормальных условиях представляет собой мягкий металл серебристо-белого цвета[2][3].
Содержание
[убрать]
- 1История и происхождение названия
- 2Нахождение в природе
- 3Свойства
- 4Изотопы
- 5Получение
- 6Применение
- 7Токсичность
- 8Случаи отравления полонием-210
- 9Содержание полония в продуктах
- 10Примечания
- 11Ссылки
История и происхождение названия[править | править вики-текст]
Элемент открыт в 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в урановой смоляной руде[4]. Об открытии они впервые сообщили 18 июля на заседании Парижской академии наук в докладе под названием «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной обманке»[5]. Элемент был назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши(лат. Polonia)[3].
В 1902 году немецкий учёный Вильгельм Марквальд открыл новый элемент. Он назвал егорадиотеллур. Кюри, прочтя заметку об открытии, сообщила, что это — элемент полоний, открытый ими четырьмя годами ранее. Марквальд не согласился с такой оценкой, заявив, что полоний и радиотеллур — разные элементы. После ряда экспериментов с элементом супруги Кюри доказали, что полоний и радиотеллур обладают одним и тем же периодом полураспада. Марквальд был вынужден признать свою ошибку.
Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 году.
Нахождение в природе[править | править вики-текст]
Радионуклиды полония входят в состав естественных радиоактивных рядов:
210Po (Т1/2 = 138,376 суток), 218Po (Т1/2 = 3,10 мин) и 214Po (Т1/2 = 1,643·10−4 с) — в ряд 238U;
216Po (Т1/2 = 0,145 с) и 212Po (Т1/2 = 2,99·10−7 с) — в ряд Th;
215Po (Т1/2 = 1,781·10−3 с) и 211Po(Т1/2 = 0,516 с) — в ряд 235U.
Поэтому полоний всегда присутствует в урановых и ториевых минералах. Равновесное содержание полония в земной коре — около 2·10−14% по массе[2].
Свойства[править | править вики-текст]
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 Ро2+ розового цвета:
<dl style="margin-top: 0.2em; margin-bottom: 0.5em;"><dl style="margin-top: 0.2em; margin-bottom: 0.5em;">
</dl></dl>
При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводород:
<dl style="margin-top: 0.2em; margin-bottom: 0.5em;"><dl style="margin-top: 0.2em; margin-bottom: 0.5em;">
</dl></dl>
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. 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[6].
Изотопы[править | править вики-текст]
Основная статья: 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. Стабильных изотопов не имеет[2]. Наиболее долгоживущие изотопы, 209Po и 208Po имеют периоды полураспада 125 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:
| Изотоп | Название | Обозначение | Радиоактивный ряд |
|---|
| 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 |
Получение[править | править вики-текст]
На практике в граммовых количествах нуклид полония 210Ро синтезируют искусственно, облучая металлический 209Bi тепловыми нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210Bi за счёт β-распада превращается в 210Po. При облучении того же изотопа висмута протонами по реакции
<dl style="margin-top: 0.2em; margin-bottom: 0.5em;">
209Bi +
p
→
209Po +
n</dl>
образуется самый долгоживущий изотоп полония 209Po.
В реакторах с жидкометаллическим носителем в качестве теплоносителя может применяться эвтектика свинец-висмут. Такой реактор, в частности, был установлен на подводной лодке К-27. В активной зоне реактора висмут может переходить в полоний.
Микроколичества полония извлекают из отходов переработки урановых руд. Выделяют полоний экстракцией, ионным обменом, хроматографией ивозгонкой.
Металлический Po получают термическим разложением в вакууме сульфида PoS или диоксида (PoO2)x при 500 °C.
Более 95% мирового производства полония-210 приходится на Россию[7][нет в источнике], однако практически весь он поставляется в США, где используется в основном для производства промышленных и бытовых антистатических ионизаторов воздуха.[нет в источнике]
На 2006 год, по утверждению британского учёного и писателя Джона Эмсли, в год производилось около 100 грамм 210Ро.[8]
<dl style="margin-top: 0.2em; margin-bottom: 0.5em;">Стоимость</dl>
По данным британских экспертов, микроскопические дозы полония-210 стоят миллионы долларов США[9]. С другой стороны, согласно утверждению радиохимика, д.х.н. Б.Жуйкова, получаемый из висмута полоний-210 очень дёшев[7]. Согласно данным на 2006 год за производство 9,6 граммов полония-210 заводу «Авангард»[прим. 1] платили порядка 10 миллионов рублей[10], что сопоставимо со стоимостью трития[11]. Однако, американская компания United Nuclear, получающая изотоп из России, на 2006 год продавала образцы по цене $69, утверждая, что для накопления смертельной дозы потребовалось бы более $1 миллиона[12].
Применение[править | править вики-текст]
Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но короткоживущих ввиду малого времени жизни 210Po: 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 надёжны. Например, советский нейтронный источник ВНИ-2 представляет собой латунную ампулу диаметром два и высотой четыре сантиметра, ежесекундно излучающую до 90 миллионов нейтронов[13].
Полоний-210 часто применяется для ионизации газов (в частности, воздуха). В первую очередь ионизация воздуха необходима для борьбы состатическим электричеством (на производстве, при обращении с особо чувствительной аппаратурой)[14]. Например, для прецизионной оптики изготавливаются кисточки удаления пыли. Для окраски автомобилей в гаражах используются пульверизаторы с подачей воздуха, проходящего через антистатический ионизатор с полонием («ионную пушку»)[15]. Другое, уже ушедшее в прошлое применение эффекта ионизации газа — в электродныхсплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры[16].
Важной областью применения полония-210 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 почти исключительно альфа-частицы, а их проникающая способность и длина пробега в плотном веществе минимальны. Например, у советских самоходных аппаратов космической программы «Луноход» для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель.
Полоний-210 может послужить в сплаве с лёгким изотопом лития (6Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Кроме того, полоний пригоден для создания компактных «грязных бомб» и удобен для скрытной транспортировки, так как практически не испускает гамма-излучения[13]. Изотоп испускает гамма-кванты с энергией 803 кэВ с выходом только 0,001 % на распад[17].
Полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.
Токсичность[править | править вики-текст]
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, поскольку 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 водоёмах и в воздухе рабочих помещений 11,1·10−3 Бк/л и 7,41·10−3 Бк/м³. Поэтому работают с полонием-210 только в герметичных боксах.
Положительно заряженные альфа-частицы, излучаемые полонием, не проходят через кожу, однако при попадании полония внутрь организма, — если его проглотить или вдохнуть, — альфа-частицы необратимо разрушают внутренние органы и ткани, что зачастую приводит к гибели организма[18][прим. 2].
По оценке специалистов 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[19].
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.
Случаи отравления полонием-210[править | править вики-текст]
- Смерть Александра Литвиненко в 2006 году, который скончался в результате отравления полонием-210.
- Полоний был обнаружен[источник не указан 831 день] в личных вещах Ясира Арафата, который скончался в 2004 году. Проведена эксгумация тела[20]. Первоначально швейцарская сторона международной комиссии подтвердила факт отравления полонием[21]. Однако позже согласилась с выводами российской и французской стороны об отсутствии доказательств отравления[22].
Содержание полония в продуктах[править | править вики-текст]
Полоний-210 в небольших количествах находится в природе и накапливается табаком[23][24][25], вследствие чего является одним из заметных факторов, который наносит вред здоровью курильщика. Другие природные изотопы полония распадаются очень быстро, поэтому не успевают накапливаться в табаке[26]. «Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки изъять его были безуспешны», — говорится в статье 2008 года исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере[27].
Примечания[править | править вики-текст]
<dl style="margin-top: 0.2em; margin-bottom: 0.5em;">Комментарии</dl>
- ↑ Российский завод, расположенный вблизи города Саров, имеющий военный ядерный реактор
- ↑ Отравление полонием трудно обнаружить, поскольку гамма-излучение, определяемое счетчиком Гейгера отсутствует. Для идентификации полония требуется специальное оборудование и сложные методы («Дело Литвиненко: смертельный след полония»,Би-Би-Си, 28 июля 2015)
<dl style="margin-top: 0.2em; margin-bottom: 0.5em;">Сноски</dl>
↑ Показывать компактно
- ↑ Перейти к:1 2 3 Polonium: physical properties (англ.). WebElements. <small>Проверено 28 августа 2013.</small>
- ↑ Перейти к:1 2 3 4 Глав. ред.: Н.С. Зефиров. Химическая энциклопедия / Н.С. Зефиров. — Москва: Большая Российская Энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 53. — 639 с. — (5 томов). — 20 000 экз. — ISBN 5852700924.
- ↑ Перейти к:1 2 Полоний — статья из Большой советской энциклопедии.
- ↑ E. Rutherford. Radioactive Substances and Their Radiations. — Лондон: Forgotten Books. — С. 20. — 699 с. — ISBN 1451001983, 9781451001983.
- ↑ Манолов К., Тютюнник В. Биография атома. Атом — от Кембриджа до Хиросимы. — Переработанный пер. с болг.. — М.: Мир, 1984. — С. 26. — 246 с.
- ↑ Игорь Иванов. Разгадана загадка полония (рус.) 1 (12.07.07). — «Вычисления, проведенные чешскими исследователями, дали ответ на вопрос, давно мучивший физиков: почему полоний предпочитает кубическую кристаллическую решетку?» <small>Проверено 4 мая 2010.</small> <small>Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.</small>
- ↑ Перейти к:1 2 Зачем был нужен полоний?, «Троицкий вариант», 10 февраля 2015 года.
- ↑ Q&A: Polonium-210, Royal Society of Chemistry, 27 November 2006
- ↑ «Дело Литвиненко: Россия причастна "так или иначе"», Би-Би-Си, 31 июля 2015
- ↑ Когда полоний призвали на службу, Российская газета, 31 июля 2015 года
- ↑ Is fusion power really viable?, Би-Би-Си, 5 марта 2010
- ↑ Человек, пораженный полонием-210, не может оставлять после себя следы, РИАНОВОСТИ, 11 декабря 2006 г.
- ↑ Перейти к:1 2 Красивая версия "самоубийства" Литвиненко вследствие криворукости. www.stringer.ru (28 ноября 2006). — «Грязная» бомба версия от «РБК», 28.11.2006. <small>Проверено 2 марта 2012.</small> <small>Архивировано из первоисточника 22 июня 2012.</small>
- ↑ Защита от статического электричества. Устройства электробезопасности. Электроэнергетика. <small>Проверено 9 августа 2013.</small> <small>Архивировано из первоисточника 13 августа 2013.</small>
- ↑ College breaches radioactive regulations.
- ↑ J. H. Dillon. Polonium Alloy for Spark Plug Electrodes (англ.). Journal of Applied Physics (16 January 1940). <small>Проверено 9 августа 2013.</small> <small>Архивировано из первоисточника 13 августа 2013.</small>
- ↑ Борис Жуйков. Зачем был нужен полоний?. Газета «Троицкий вариант — Наука» (10.02.2015). <small>Проверено 15 февраля 2015.</small>
- ↑ «Дело Литвиненко: смертельный след полония»,Би-Би-Си, 28 июля 2015
- ↑ John Harrison, Rich Leggett, David Lloyd, Alan Phipps, Bobby Scott. Polonium-210 as a poison (англ.). Journal of Radiological Protection (6 March 2007).<small>Проверено 9 августа 2013.</small> <small>Архивировано из первоисточника 13 августа 2013.</small>
- ↑ Останки Ясира Арафата извлекли из мавзолея. Лента.Ру (27 ноября 2012). <small>Проверено 9 августа 2013.</small> <small>Архивировано из первоисточника 13 августа 2013.</small>
- ↑ Экспертиза подтвердила, что Арафата отравили полонием. РИА Новости (6.11.2013). <small>Проверено 8 ноября 2013.</small>
- ↑ Российские медики: Арафат умер свой смертью (26 декабря 2013).
- ↑ Tobacco Smoke / EPA Radiation Protection (англ.): "tobacco leaves used in making cigarettes contain radioactive material, particularly lead-210 and polonium-210."
- ↑ Source of Lead-210 and Polonium-210 in Tobacco / Science 19 August 1966: Vol. 153 no. 3738 pp. 880-882 DOI: 10.1126/science.153.3738.880
- ↑ Waking a Sleeping Giant: The Tobacco Industry’s Response to the Polonium-210 Issue / Am J Public Health. 2008 September; 98(9): 1643–1650.doi:10.2105/AJPH.2007.130963
- ↑ Полоний-210 в табачном дыме
- ↑ Табак содержит радиоактивный полоний-210. РИА Новости (29 августа 2008). <small>Проверено 9 августа 2013.</small> <small>Архивировано из первоисточника 13 августа 2013.</small>
Ссылки[править | править вики-текст]
- Полоний. Популярная библиотека химических элементов. <small>Проверено 28 августа 2013.</small> <small>Архивировано из первоисточника 15 сентября 2013.</small>
- «What is polonium-210?» (англ.)
| [показать]Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева |
|---|
[показать]  Электрохимический ряд активности металлов |
|---|
| [показать] Соединения полония |
|---|
| [показать] Чрезвычайно опасные вещества |
|---|
Комментарии
Кем? Ну, например, теми, кто хотел обвинить КГБ.
Ведь существует не одна сотня препаратов, которые НИКАК не обнаружить в трупе, и симптомы будут выглядеть как "естественная причина".