Radio (elemento)
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| Generalità | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nome, Simbolo, Numero atomico | radio, Ra, 88 | ||||||||
| Serie chimica | metalli alcalino terrosi | ||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 2 (IIA), 7, s | ||||||||
| Densità, Durezza | 5000 kg/m3, n.d. | ||||||||
| Aspetto | metallo bianco-argenteo | ||||||||
| Proprietà atomiche | |||||||||
| Peso atomico | [226,0254] amu | ||||||||
| Raggio atomico (calc.) | 215 pm | ||||||||
| Raggio covalente | nessun dato | ||||||||
| Raggio di van der Waals | nessun dato | ||||||||
| Configurazione elettronica | [Rn]7s2 | ||||||||
| elettroni (e-) per livello energetico | 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 | ||||||||
| Stati di ossidazione | 2 (fortemente basico) | ||||||||
| Struttura cristallina | cubica a corpo centrato | ||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||
| Stato a temperatura ambiente | solido (non magnetico) | ||||||||
| Punto di fusione | 973 K (700°C) | ||||||||
| Punto di ebollizione | 2010 K (1737°C) | ||||||||
| Volume molare | 4,109 × 10-5 m3/mol | ||||||||
| Calore di evaporazione | nessun dato | ||||||||
| Calore di fusione | 37 kJ/mol | ||||||||
| Tensione di vapore | 327 Pa a 973 K | ||||||||
| Velocità del suono | nessun dato | ||||||||
| Varie | |||||||||
| Elettronegatività | 0,9 (scala di Pauling) | ||||||||
| Calore specifico | 94 J/(kg*K) | ||||||||
| Conducibilità elettrica | nessun dato | ||||||||
| Conducibilità termica | 18,6 W/(m*K) | ||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 509,3 kJ/mol | ||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 979,0 kJ/mol | ||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||
| 226Ra | tracce | 1602 anni | α | 4,871 | 222Rn | ||||
| 228Ra | sintetico | 6,7 anni | β- | 0,046 | 228Ac | ||||
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iso = isotopo | |||||||||
Il radio è l'elemento chimico di numero atomico 88. Il suo simbolo è Ra. Il nome dell'elemento deriva dal fatto di essere uno dei più radioattivi conosciuti.
Di colore bianco, annerisce per esposizione all'aria. È un metallo alcalino-terroso presente in tracce nei minerali dell'uranio. È estremamente radioattivo; il suo isotopo più stabile, 226Ra, ha un'emivita di 1602 anni e decade in radon.
| Indice |
Caratteristiche
È il più pesante di tutti i metalli alcalino terrosi, è intensamente radioattivo ed è chimicamente simile al bario. Questo metallo si trova (combinato) in minime quantità nel minerale di pechblenda e di vari altri minerali di uranio. Le preparazioni di radio , grazie al calore prodotto dall'emissione radioattiva, hanno stabilmente una temperatura maggiore dell'ambiente circostante: la radiazione prodotta dal radio è di tre tipi, raggi alfa, raggi beta e raggi gamma. Se viene mescolato con berillio, si ha anche emissione di neutroni.
Appena preparato, il radio metallico puro è di colore bianco brillante, ma si annerisce se esposto all'aria, probabilmente per formazione di nitruro. Il radio è luminescente (con un debole bagliore blu), e si corrode in acqua per formare idrossido di radio. È leggermente più volatile del bario.
Applicazioni
Alcuni degli usi pratici del radio dipendono dalla sua radioattività: tuttavia isotopi di altri elementi (come 60Co e 137Cs, sintetizzati successivamente alla scoperta del radio) lo hanno sostituito anche in questi limitati usi perché più economici, più potenti o più sicuri.
- Usato in passato nelle vernici luminescenti per quadranti e lancette di orologi, sveglie e strumentazione varia. Oltre 100 ex-pittori di lancette di orologi, che usavano le loro labbra per fare la punta al pennello, morirono per le radiazioni: poco dopo, gli effetti nocivi delle radiazioni iniziarono ad essere pubblicizzati. Il radio venne usato nei quadranti delle sveglie fino agli anni '50. Gli oggetti verniciati con vernice al radio possono essere pericolosi ancora oggi e devono essere maneggiati con la dovuta cautela. Attualmente, per vernici luminescenti viene usato trizio al posto del radio.
- Mescolato al berillio è una sorgente di neutroni per esperimenti di fisica.
- Il radio (sotto forma di cloruro di radio) si usa in medicina per produrre gas radon, utile per la terapia di alcuni tipi di tumore
- Una unità di misura della radioattività, il curie (che non fa parte del Sistema Internazionale), è basato sulla radioattività del 226radio (vedi Radioattività).
Storia
Il radio (dal latino radius, raggio) fu scoperto da Marie Curie e suo marito Pierre nel 1898 nella pechblenda/uraninite della Boemia settentrionale. Studiando la pechblenda, i Curie ne rimossero l'uranio e scoprirono che il materiale restante era ancora radioattivo. Quindi separarono da questo una miscela radioattiva che consisteva per lo più di bario, che alla fiamma dava un brillante colore rosso e delle linee spettrali che non erano mai state descritte prima. Nel 1902 il radio fu isolato puro, nella sua forma metallica, da Curie e Andre Debierne attraverso la elettrolisi di una soluzione pura di cloruro di radio con un catodo di mercurio e distillazione in atmosfera di idrogeno. Il 20 aprile di quell'anno venne comuniacto l'avvenuto isolamento dell'elemento.
I prodotti di decadimento del radio furono inizialmente battezzati Radio A, Radio B, Radio C, eccetera. In seguito si capì che erano altri elementi chimici, e precisamente:
- Emanazione del radio - 222Rn
- Radio A - 218Po
- Radio B - 214Pb
- Radio C - 214Bi
- Radio C1 - 214Po
- Radio C2 - 210Tl
- Radio D - 210Pb
- Radio E - 210Bi
- Radio F - 210Po
Il 4 Febbraio 1936 il radio E divenne il primo elemento radioattivo ad essere sintetizzato artificialmente.
Durante gli anni '30 si scoprì che i lavoratori esposti al radio nelle fabbriche che usavano vernice luminescente si ammalavano gravemente, per lo più di anemia e cancro alle ossa: in seguito a queste evidenze cliniche l'uso del radio declinò rapidamente. Il radio infatti viene trattato dall'organismo alla stregua del calcio, e depositato nel tessuto osseo, dove la radioattività ne degrada il midollo e può indurre mutazioni nelle cellule ossee. L'aver maneggiato radio per anni è ritenuta la causa della prematura morte di Marie Curie.
Disponibilità
Il radio è un prodotto di decadimento dell'uranio ed è perciò reperibile in tutti i minerali che ne contengono. Originariamente veniva estratto dalla pechblenda di Joachimsthal in Boemia (7 tonnellate di pechblenda forniscono 1 grammo di radio). Una certa quantità di questo elemento si trova anche nelle sabbie di Carnotite in Colorado, ma minerali più ricchi di radio si trovano nello Zaire, nella regione dei Grandi Laghi del Canada e si può ottenere anche dal trattamento dei rifiuti dell'uranio. Grandi giacimenti di uranio sono situati in Ontario, Nuovo Messico, Utah, Australia e altri paesi.
Composti
I composti del radio impartiscono alla fiamma di un becco di Bunsen un tipico colore rosso cremisi (rosso con una lieve sfumatura violetta), dovuta al suo tipico spettro di emissione elettromagnetica. Data la breve emivita degli isotopi del radio, i suoi composti sono piuttosto rari e si trovano quasi esclusivamente nei minerali dell'uranio.
Del radio sono noti il fluoruro, RaF2, il cloruro, RaCl2, il bromuro, RaBr2, lo ioduro, RaI2, l'ossido, RaO.
Isotopi
Il radio possiede 25 isotopi, quattro dei quali presenti in natura, di cui 226Ra è il più abbondante e stabile, con un'emivita è di 1602 anni, prodotto dal decadimento di 238U; segue in ordine di stabilità descrescente 228Ra (emivita: 6,7 anni), prodotto dal decadimento di 232Th.
223Ra, 224Ra, 226Ra e 228Ra sono tutti generati dal decadimento radioattivo dell'uranio o del torio. .
Radioattività
A parità di massa, la radioattività emessa dal radio è oltre un milione di volte più intensa di quella dell'uranio. Il suo decadimento attraversa sette stadi - emanazione, radio A, radio B, radio C... (vedi sezione Storia) - ciascuno dei quali è a sua volta un isotopo instabile. Lo stadio finale del suo decadimento radioattivo è un isotopo del piombo.
Il radio perde in 25 anni circa l'1% della sua radioattività.
L'unità di misura della radioattività del Sistema Internazionale è il becquerel (simbolo Bq), equivalente ad una disintegrazione al secondo. Il curie (simbolo Ci) è un'unità di misura alternativa definita come la radioattività prodotta dalla disintegrazione di un grammo di 226Ra ed equivale a 3,7 × 1010 Bq (o 37 GBq).
Precauzioni
Il radio è estremamente radioattivo ed il suo prodotto di decadimento iniziale è il radon, un gas anch'esso radioattivo. Data la somiglianza chimica tra il radio ed il calcio può causare gravi danni sostituendosi ad esso nelle ossa.
L'inalazione e l'ingestione del radio, nonché l'esposizione in genere ad esso possono provocare il cancro. Il radio va conservato in un ambiente sufficientemente ventilato per evitare l'accumularsi del radon.
L'energia prodotta dal decadimento radioattivo del radio può ionizzare i gas, impressionare le lastre fotografiche, irritare la pelle e produrre gravi effetti sull'organismo.
Collegamenti esterni
in inglese
- Guide to the Elements - Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1
- Los Alamos National Laboratory - Radium
- A Glow in the Dark, and a Lesson in Scientific Peril
- WebElements.com - Radium (also used as a reference)
- EnvironmentalChemistry.com - Radium (also used as a reference)
- Lateral Science - Radium Discovery
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