Ра́дий (лат. Radium), Ra, радиоактивный химический элемент II группы короткой формы (2-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 88, относится к щёлочноземельным металлам. Стабильных изотопов не имеет. Известны радиоактивные изотопы с массовыми числами 202–234. Наиболее долгоживущий радионуклид ²²⁶Ra (период полураспада T_1/2 1600 лет, α-излучатель) постоянно присутствует в сверхмалых количествах в природе как член радиоактивного ряда ²³⁸U (1 т урана содержит до 0,34 г радия). Как члены радиоактивных рядов ²³⁵U и ²³²Th в природе всегда содержатся крайне малые количества ²²³Ra, ²²⁴Ra и ²²⁸Ra. Содержание радия в земной коре 1·10^–10 % по массе.

Историческая справка

Об открытии элемента сообщили в 1898 г. П. Кюри, М. Склодовская-Кюри и Ж. Бемон. Супруги Кюри в лабораторных условиях переработали около 1 т заводских отходов, оставшихся после извлечения урана из урановой смолки, и выделили первые 90 мг чистого RaCl₂. Название дано от латинского radius – луч, поскольку за поведением нового элемента следили по его излучению. Металлический радий выделен Склодовской-Кюри и А. Дебьерном электролизом раствора хлорида в 1910 г. В СССР первые препараты радия получили В. Г. Хлопин и И. Я. Башилов в 1921 г.

Свойства

Конфигурация внешней электронной оболочки атома радия 7s²; в соединениях проявляет степень окисления +2; электроотрицательность по Полингу 0,9; энергия ионизации Ra⁰→Ra⁺→Ra²⁺ соответственно 509,3 и 979,0 кДж/моль. В свободном виде радий – серебристо-белый блестящий металл, быстро тускнеющий на воздухе; t_пл 970 °С, t_кип 1700 °С; плотность около 6000 кг/м³; кристаллическая решётка кубическая, объёмноцентрированная.

Ядра ²²⁶Ra при радиоактивном распаде испускают α-частицы с энергией 4,777 МэВ и γ-кванты с энергией 0,188 МэВ. За счёт самопоглощения γ-квантов и α-частиц препараты радия саморазогреваются. Соединения радия светятся в темноте. Продуктом распада ²²⁶Ra является экологически опасный инертный газ радон ²²²Rn. В 1980-х гг. обнаружен радиоактивный распад ²²³Ra с испусканием ядер ¹⁴C – т. н. кластерная радиоактивность. Вероятность такого распада значительно меньше вероятности α-распада.

На воздухе радий покрывается плёнкой, состоящей из нитрида Ra₃N₂ и оксида RaO. Металлический радий реагирует с водой с образованием растворимого в воде гидроксида Ra(ОН)₂ и водорода. Ионы Ra²⁺ бесцветны. Хорошо растворимы в воде хлорид, бромид и нитрат радия, плохо – сульфат, оксалат, фторид, карбонат и некоторые другие соли. Взаимодействие водной суспензии карбоната радия и диоксида углерода приводит к образованию растворимого в воде гидрокарбоната Ra(НСО₃)₂. Образование этого соединения во многом обусловливает миграцию радия по поверхности Земли.

Получение и применение

Из отходов переработки урановых руд радий выделяют дробной кристаллизацией в сочетании с методами ионного обмена. Для определения радия используют радиометрические методы.

Изучение радия сыграло огромную роль в развитии научного познания, т. к. позволило выяснить многие вопросы, связанные с явлением радиоактивности. Длительное время радий был единственным элементом, радиоактивные свойства которого находили практическое применение в медицине, для приготовления люминофоров постоянного свечения (например, ёлочных игрушек постоянного свечения) и др. В 1950-е гг. радий был почти полностью вытеснен другими, более дешёвыми радионуклидами. В настоящее время радий в небольших количествах используют в медицине как источник радона для приготовления радоновых ванн. В смеси с бериллием радий иногда используют для приготовления ампульных источников нейтронов.

Радий высокотоксичен.