Rad (pierwiastek)

Rad

frans ← rad → aktyn
Ba ↑ Ra ↓ Ubn 88 Ra
Wygląd
srebrzystobiały
próbka izotopu Ra-226
Widmo emisyjne radu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	rad, Ra, 88 (łac. radium)
Grupa, okres, blok	2, 7, s
Stopień utlenienia	II
Właściwości metaliczne	metal ziem alkalicznych
Właściwości tlenków	silnie zasadowe
Masa atomowa	[226]
Stan skupienia	stały
Gęstość	5000 kg/m³
Temperatura topnienia	696 °C
Numer CAS	7440-14-4
PubChem	6328144
Właściwości atomowe Promień • atomowy 215 pm Konfiguracja elektronowa [Rn]7s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 0,89 0,97 Potencjały jonizacyjne I 509,3 kJ/mol II 979 kJ/mol III 3300 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 136,8 kJ/mol Ciepło topnienia 37 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 327 Pa (527 K) Konduktywność 1×106 S/m Ciepło właściwe 94 J/(kg·K) Przewodność cieplna 18,6 W/(m·K) Układ krystalograficzny regularny przestrzennie centrowany Objętość molowa 41,09×10−6 m³/mol
Najstabilniejsze izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 223Ra syn. 11,43 dni α 5,979 219Rn 224Ra syn. 3,66 dni α 5,789 220Rn 225Ra syn. 14,9 dni β− 0,36 225Ac 226Ra ślad. 1599 lat α 4,870 222Rn 228Ra syn. 5,76 lat β− 0,046 228Ac
Niebezpieczeństwa Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Wiarygodne źródła oznakowania tej substancji według kryteriów GHS są niedostępne.
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Rad (Ra, łac. radium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali ziem alkalicznych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa radius oznaczającego promień.

Charakterystyka

Czysty rad jest srebrzystym, lśniącym i miękkim metalem. Jego własności chemiczne są zbliżone do baru. Reaguje stosunkowo powoli z tlenem atmosferycznym, tworząc tlenek RaO i dość gwałtownie z wodą, tworząc wodorotlenek Ra(OH)₂.

Kationy Ra²⁺ należą do IV grupy analitycznej. Sole radu barwią płomień na kolor karmazynowy.

Występowanie

Rad występuje naturalnie w rudach uranu, w formie tlenku RaO i wodorotlenku Ra(OH)₂. W skorupie ziemskiej występuje w ilości ok. 6×10⁻⁷ ppm.

Izotopy i radioaktywność

Rad ma 33 izotopy, wszystkie są radioaktywne. Najtrwalszym z nich jest izotop 226, którego czas połowicznego rozpadu wynosi 1599 lat. ²²⁶Ra rozpada się trojako; energia promieniowania α, β i γ wynosi odpowiednio 4,8, 0,0036 i 0,0067 MeV. ²²⁶Ra uważany jest za najniebezpieczniejszy izotop promieniotwórczy, a praca z nim wymaga stosowania hermetycznej komory rękawicowej wyposażonej w zabezpieczenia przeciwko uwolnieniu się na zewnątrz radonu-222, powstającego z rozpadu tego jądra.

Izotopy radu występujące w szeregu promieniotwórczym aktynu i toru noszą nazwy zwyczajowe:

• ²²³Ra: aktyn X, AcX (powstaje z ²²⁷Ac po rozpadzie α i β; szereg uranowo-aktynowy);
• ²²⁴Ra: tor X, ThX (powstaje z ²²⁸Th po rozpadzie α; szereg torowy);
• ²²⁸Ra: mezotor I, MsThI lub MsTh₁ (powstaje z ²³²Th po rozpadzie α; szereg torowy).

Odkrycie

Rad został odkryty przez Marię Skłodowską-Curie i jej męża Pierre’a Curie w tym samym roku co polon. Jako datę tego odkrycia, zgodnie z zeszytem laboratoryjnym Marii, przyjmuje się rok 1898. Notatka o istnieniu nowego pierwiastka została umieszczona w sprawozdaniu Francuskiej Akademii Nauk z dnia 26 grudnia 1898.

Zastosowanie

Najważniejsze związki radu to sole Ra²⁺ (chlorek i węglan). Izotopy ²²³Ra i ²²⁶Ra są stosowane w terapii nowotworów. Znaczenie medyczne izotopu 226 jednak spadło na rzecz ⁶⁰Co oraz ²⁴¹Am–Be. Szczególnym zastosowaniem izotopu 223 (w formie ²²³RaCl₂) jest terapia dokostnych przerzutów rakowych (często występujących przy raku prostaty) i łagodzenie bólu związanego z nowotworami.

Związki radu stosowane są też do produkcji luminoforów.

Rad ²²³Ra o czystości medycznej i badawczej uzyskiwany był pierwotnie z blendy uranowej. Współcześnie otrzymuje się go z ²²⁷Ac i ²²⁷Th, izolowanych z materiałów zawierających ²²¹Pa. Podjęte zostały też badania nad uzyskaniem ²²³Ra o wysokiej czystości z ²²⁷Ac będącego produktem ubocznym powstającym w cyklotronach podczas produkcji ²²⁵Ac.

Znaczenie biologiczne

Średnia zawartość radu w organizmie człowieka o wadze 70 kg wynosi 3,1×10⁻¹¹ g. Rad pośrednio zwiększa szybkość mutagenezy organizmów, szczególnie żyjących w jaskiniach. Działanie mutacyjne radu w środowisku jaskiniowym spotęgowane jest przez radon, który powstaje z radu i przenika do izolowanej atmosfery jaskini. Obecność radu w dzisiejszym środowisku naturalnym człowieka jest związana m.in. z kopalinami wchodzącymi w skład betonu. Rad dostający się do organizmu drogą oddechową jest 10 razy bardziej kancerogenny niż spożyty.

Bibliografia

• CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 95, Boca Raton: CRC Press, 2014, ISBN 978-1-4822-0867-2, OCLC 911557441  (ang.).