Definicja Pierwiastki radioaktywne (promieniotw.)

Co to znaczy PIERWIASTKI RADIOAKTYWNE, PIERWIASTKI PROMIENIOTWÓRCZE: Pierwiastki chemiczne, których wszystkie izotopy są promieniotwórcze. To są: technet (znak Tc) o liczbie atomowej Z=43, promet (znak Pm) o liczbie atomowej Z=61, polon (znak Po) o liczbie atomowej Z=84 i wszystkie pierwiastki położone w układzie okresowym za polonem. Pierwiastki promieniotwórcze położone za uranem noszą nazwę pierwiastków transuranowych albo transuranów, które są równocześnie aktynowcami (aktynowce mają liczbę atomową od 89 do 103, transuranowce mają liczbę atomową większą niż 92, aktynowce o liczbie atomowej mniejszej niż 92 są nazywane cisuranowcami, a o liczbie większej od 95 - kiurowcami). Z pierwiastków radioaktywnych występujących w przyrodzie tylko uran U (Z=92), tor Th (Z=90) i protaktyn Pa (Z=91), mają izotopy o długim czasie życia, porównywalnym z geologicznym wiekiem Ziemi (wskutek czego nie zdążyły się rozpaść) - są więc jedynymi pierwotnymi pierwiastkami promieniotwórczymi, to oznacza takimi, które istnieją na Ziemi od chwili jej stworzenia. Śladowe ilości neptunu Np (Z=93), czy plutonu Pu (Z=94) spotyka się w nie wszystkich minerałach uranu, gdzie tworzą się pod wpływem neutronów promieniowania kosmicznego. Inne pierwiastki promieniotwórcze powstają w rezultacie przemiany pierwiastków radioaktywnych pierwotnych albo zostały otrzymane sztucznie w reakcjach jądrowych, tak jak na przykład technet, promet i transurany, a więc: ameryk, kiur, berkel, kaliforn, ajnsztajn, ferm, mendelew, nobel, lorens.
Pierwiastki promieniotwórcze podzielone są na:
pierwiastki naturalne, występujące w przyrodzie, tak jak: aktyn, astat, frans, neptun, polon, pluton, radon, rad, protaktyn, tor, uran i
pierwiastki sztuczne, nie występujące w przyrodzie, jak na przykład ajnsztajn, ameryk, kiur, lorens, berkel, ferm, kaliforn, mendelew, nobel promet, technet, pierwiastek 104, pierwiastek 105, pierwiastek 106, pierwiastek 107:


AJNSZTAJN - znak Es (z z łaciny einsteinum)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego. Jest pierwiastkiem transuranowym. Powstaje z izotopu uranu 238U w cyklotronie pod wpływem bombardowania jonami N6+ (liczba atomowa 99, masa atomowa [254]). Ajnsztajn ma własności zasadowe, w związkach jest trójwartościowy. Es otrzymuje się sztucznie w znikomych ilościach. W przyrodzie nie występuje.


AKTYN - znak Ac (z z łaciny actinium)
Pierwiastek z III ekipy aktynowców. Powstaje w rezultacie rozpadu promieniotwórczego z izotopu uranu 235U, sam ulega następnym przemianom promieniotwórczym tworząc niepromieniotwórczy izotop ołowiu. Aktyn ma własności chemiczne podobne do lantanu. Jest srebrzystobiałym metalem o temp. topnienia: 1050° C i o ciężarze właściwym: 10,06. W min. ilościach - 300 razy mniejszych niż rad - towarzyszy minerałom uranu.


AMERYK - znak Am (z z łaciny americium)
Pierwiastek z III ekipy aktynowców. Izotop 241Am powstaje z izotopu uranu 238U bombardowanego bardzo prędkimi cząstkami alfa. Ameryk jest pierwiastkiem transuranowym o liczbie atomowej 95 i masie atomowej [243] i srebrzystobiałym metalem o temp. topnienia: około 830° C i ciężarze właściwym 11,9. Ameryk otrzymuje się sztucznie, w przyrodzie nie występuje.


ASTAT - znak At (z z łaciny astatinum)
Chlorowiec z VII ekipy układu okresowego (liczba atomowa 85, masa atomowa [210]). Izotopy astatu występują jako ogniwa naturalnych szeregów promieniotwórczych. Sam astat ulega przemianie promieniotwórczej, najdłuższy moment połowicznego rozpadu 8,3 godz. ma izotop 210At. W związkach może występować jako jedno- i pięciowartościowy, pod względem chemicznym niewiele podobny do pozostałych chlorowców, przypomina polon. Podobieństwo do jodu wyraża się w dość łatwej lotności i jednakowym działaniu fizjologicznym - astat gromadzi się w gruczole tarczycowym ssaków.


BERKEL - znak Bk (z z łaciny berkelium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego. Jest pierwiastkiem transuranowym o liczbie atomowej 97 i masie atomowej [247]. Berkel nie występuje w przyrodzie - jest otrzymywany sztucznie i ma własności zasadowe. W związkach jest trój-, rzadko czterowartościowy.


FERM - znak Fm (z z łaciny ferminum)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego. Ferm jest pierwiastkiem transuranowym o liczbie atomowej 100 i masie atomowej [235]. Otrzymuje się go sztucznie w reaktorze jądrowym (na przykład izotop 250Fm w reakcji 238U z jądrami tlenu 16O), w przyrodzie nie występuje. Ferm ma własności zasadowe, w związkach jest trójwartościowy.


FRANS - znak Fr (z z łaciny francium)
Potasowiec z I ekipy głównej układu okresowego (liczba atomowa 87, masa atomowa [223]. Powstaje w rezultacie rozpadu promieniotwórczego z aktynu. Sam frans wysyła promienie , przechodząc w aktyn X z okresem połowicznego rozpadu 21 min. Własności chemiczne ma podobne do cezu.
Frans występuje śladowo w minerałach uranu.


KALIFORN - znak Cf (z z łaciny californium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego. To jest pierwiastek transuranowy o liczbie atomowej 98 i masie atomowej [251]. Pierwszy poznany izotop 244Cf powstał w cyklotronie poprzez bombardowanie cząstkami izotopu kiuru 212Cm. Kaliforn otrzymuje się sztucznie, w przyrodzie nie występuje.


KIUR - znak Cm (z z łaciny curium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego, pierwiastek transuranowy o liczbie atomowej 96 i masie atomowej [247]. Izotop 242Cm powstaje z ameryku w rezultacie przemiany promieniotwórczej, sam wyróżnia się mocnym promieniowaniem - ok. tys. razy silniejszym od radu!!! - przekształcając się w pluton 238Pu. Kiur ma własności zasadowe, w związkach jest trójwartościowy. Jest srebrzystobiałym metalem o ciężarze właściwym około 7. W przyrodzie nie występuje.


LORENS - znak Lw (z z łaciny lawrentium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego (liczba atomowa 103, masa atomowa [257], moment połowicznego rozpadu około 8 sek.).


MENDELEW - znak Md (dawniej Mv) (z z łaciny mendelevium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego. To jest pierwiastek transuranowy o liczbie atomowej 101 i masie atomowej [256]). Powstaje z ajnsztajnu pod wpływem bombardowania cząstkami w cyklotronie. W przyrodzie nie występuje.


NEPTUN - znak Np (z z łaciny neptunium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego. To jest pierwiastek transuranowy o liczbie atomowej 93 i masie atomowej [237]. Powstaje z izotopu uranu 238U pod wpływem bombardowania neutronami, sam ulega przemianie w pluton. Izotop 237Np jest wytworem ubocznym w trakcie otrzymywania plutonu. Neptun ma własności zasadowe, w związkach jest trój-, cztero-, pięcio- i sześciowartościowy (na najwyższych stopniach utleniania - amfoteryczny). Związki neptunu są podobne do związków uranu. Neptun jest srebrzystobiałym metalem o temp. topnienia 640° C i ciężarze właściwym 20,45, chemicznie dość czynny. Min. ilości tego pierwiastka występują w minerałach uranu.


NOBEL - znak No (z z łaciny nobelium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego. Pierwiastek transuranowy o liczbie atomowej 102 i masie atomowej [253]. Powstaje z kiuru w cyklotronie pod wpływem bombardowania jądrami węgla. W przyrodzie nie występuje.


PLUTON - znak Pu (z z łaciny plutonium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego. Pierwiastek transuranowy o liczbie atomowej 94 i masie atomowej [244], izotop 239Pu powstaje z uranu 238U przez neptun 239Np pod wpływem neutronów, sam ulega przemianie w uran 235U. Pluton ma własności zasadowe, w związkach jest dwu- do sześciowartościowy. Pluton jest srebrzystobiałym metalem o temp. topnienia 639,5° C i ciężarze właściwym 19,73. Tworzy 6 odmian alotropowych. Jest metalem dość czynnym (bez pośpiechu reaguje z wodą). Pluton i jego związki są bardzo trujące - dopuszczalne stężenie w powietrzu jest 107 razy mniejsze niż cyjanowodoru.
Pluton towarzyszy rudom uranu.
Bomba jądrowa zrzucona na Nagasaki 9.VIII.1945r. miała ładunek z plutonu.


POLON - znak Po (z z łaciny polonium)
Promieniotwórczy pierwiastek chemiczny VI ekipy głównej układu okresowego (l. at. 84, m. at. [210]), o własnościach zasadowych, w związkach dwu- i czterowartościowy.
główne ZWIĄZKI:
dwuchlorek polonu PoCl2,
żółty dwutlenek polonu PoO2,
różowy czterochlorek polonu PoCl4,
czerwony czterobromek polonu PoBr4,
czarny czterojodek polonu PoJ4.
Z metalami tworzy polonki - na przykład PbPo.
Polon występuje w dwóch odmianach alotropowych i , ciężar właściwy około 9,4. Polon powstaje w rezultacie przemian promieniotwórczych, moment połowicznego rozpadu 210Po wynosi 138,3 dni, otrzymano sztucznie 209Po o okresie połowicznego rozpadu 200 lat.
Występowanie: polon towarzyszy rudom uranowym w ilości około 0,1 mg na 1 tonę.
Otrzymywanie: metaliczny polon poprzez elektrolizę roztworów jego soli.
wykorzystanie: w chemii radiacyjnej jako źródło cząstek , zmieszany z berylem jako źródło neutronów.


PROMET - znak Pm (z z łaciny promethium)
Lantanowiec, pierwiastek chemiczny podgrupy w III ekipie układu okresowego o liczbie atomowej = 61 i masie atomowej = [145], własnościach zasadowych. Promet w związkach jest trójwartościowy (zielone jony Pm3+). Główne związki: tlenek prometu Pm2O3 i wodorotlenek prometu Pm(OH)3. Najdłuższy moment połowicznego rozpadu ma izotop 145Pm, wynosi on około 18 lat, znaczenie techniczne ma izotop 147Pm - 2,64 lat. Promet otrzymywany jest w ilościach gramowych w rezultacie rozszczepienia jąder uranu w reaktorze jądrowym. W przyrodzie nie występuje.


PROTAKTYN - znak Pa (z z łaciny protactinium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego (liczba atomowa 91, masa atomowa [231]). Powstaje w rezultacie rozpadu promieniotwórczego uranu 235U, sam ulega przemianie w aktyn (moment połowicznego rozpadu izotopu 231Pa wynosi 34 000 lat). Protaktyn ma własności zasadowe, w związkach jest pięciowartościowy.
główne ZWIĄZKI: pięciotlenek Pa2O5, bezbarwny pięciochlorek protaktynu PaCl5.
Związki protaktynu przypominają własnościami związki tantalu. Protaktyn jest srebrzystobiałym metalem o temp. topnienia 1600° C i ciężarze właściwym 15,37. Nie ulega działaniu czynników atmosferycznych. Występuje w przyrodzie, ale jest pierwiastkiem bardzo rzadkim - towarzyszy uranowi w jego rudach w min. ilościach (na tonę uranu przypada 129 mg protaktynu.


RAD - znak Ra (z z łaciny radium)
Promieniotwórczy pierwiastek chemiczny II ekipy głównej wapniowców. Liczba atomowa 88, masa atomowa [226], o własnościach zasadowych. W związkach dwuwartościowych - bezbarwne jony Ra2+.
główne związki: wodorotlenek radowy Ra(OH)2, rozpuszczalny w wodzie, mocna zasada, chlorek radu RaCl2 i bromek radu RaBr2, trudno rozpuszczalny węglan radowy RaCO3, i siarczan radowy RaSO4. Związki radu są chemicznie podobne do odpowiednich związków baru.
Rad jest srebrzystobiałym metalem o temp. topnienia 960° C, temp. wrzenia 1140° C i ciężarze właściwym 6. Bardzo czynny chemicznie. Rad jest jednym z produktów rozpadu promieniotwórczego uranu. Moment połowicznego rozpadu wynosi około 1590 lat, sam rad przechodzi w radon. Sole radu barwią płomień na karminowo. Rad występuje we wszystkich rudach uranowych jako wytwór rozpadu promieniotwórczego uranu. Głównym źródłem radu są: blenda uranowa i karnotyt występujące w Turkiestanie, Kolorado, Kanadzie.
W karnotytach afrykańskich zawartość rudy wynosi 1 g na 40 ton rudy, w kanadyjskich 1 g na 6-7 ton rudy. Dotychczasowa światowa produkcja wynosi około 4 kg. Metaliczny rad otrzymuje się poprzez elektrolizę stopionego bromku radu. Wykorzystanie: do celów leczniczych (w formie chlorku albo bromku) i do celów naukowych.


RADON - znak Rn (z z łaciny radon)
Promieniotwórczy pierwiastek chemiczny, w układzie okresowym położony w ekipie 0, w ekipie głównej helowców. Odkryty dopiero w XX w. Poszczególne izotopy zostały odkryte poprzez różnych uczonych: w 1900r. - toron poprzez E. Rutherforda, w 1901r. - radon poprzez F. E. Dorna i w 1903r. - aktynon poprzez A. L. Debierna i Giesela. Początkowo nazywano je emanacjami, aktualnie już nie używa się tej nazwy.
Radon jest bezbarwnym gazem bez smaku i zapachu, tworzącym się w produktach przemiany promieniotwórczej radu, toru i uranu. (temp. topnienia: - 71° C, temp. wrzenia: - 62° C, gęstość 9,73 g/cm3).
Zestalony radon świeci brylantowo-niebieskim światłem. Znane są izotopy radonu o liczbach masowych od 204 do 224. Pośród nich największe znaczenie mają 219Rn, 220Rn i 222Rn, występujące w naturalnych szeregach promieniotwórczych. W śladowych ilościach są one obecne w powietrzu i w nie wszystkich wodach mineralnych, dokąd przechodzą z minerałów uranu.
Radon jest gazem szlachetnym biernym chemicznie. Podobnie jak inne helowce, tworzy tylko klatraty z wodą, fenolem, toluenem, i niezbyt trwały fluorek RnF4. Z racji na krótki czas życia izotopów nie został otrzymany w ilościach wagowych.
W medycynie są użytkowane tak zwany kąpiele radonowe - z naturalnych wód zawierających radon albo nasyconych nim sztucznie - do leczenia zachorowań związanych z przemianą materii, chorób stawów i obwodowego układu nerwowego.


TECHNET - znak Tc (z z łaciny technetium)
Pierwiastek chemiczny podgrupy w VII ekipie układu okresowego. Manganowiec o liczbie atomowej Z=43, masie atomowej [97]. Powstaje w rezultacie sztucznych przemian promieniotwórczych z molibdenu. Izotop 99Tc ma moment połowicznego rozpadu około 2,12 · 105 lat. Własności chemiczne podobne do renu, tworzy tlenki TcO2 i Tc2O7, pochodnymi Tc2O7 są sole nadtechnetcjany, na przykład NH4TcO4. Związki technetu siedmiowartościowego redukują się łatwo do czterowartościowego. Technet jest metalem szlachetniejszym od manganu, nie rozpuszcza się w kwasach. W skorupie ziemskiej nie występuje.


TOR - znak Th (z z łaciny thorium)
Aktynowiec z III ekipy układu okresowego. To jest pierwiastek radioaktywny o bardzo długim okresie połowicznego rozpadu - rzędu 10 mld lat, wykazujący podobieństwo do pierwiastków podgrupy w IV ekipie, o własnościach zasadowych (liczba atomowa 90, masa atomowa 232,038). W związkach jest czterowartościowy.
główne ZWIĄZKI:
dwutlenek toru ThO2
i łatwo rozpuszczalne w wodzie sole:
czterochlorek toru ThCl4, siarczan torowy Th(SO4)2 i azotan torowy Th(NO3)4.
Tor jest srebrzystobiałym metalem, niezbyt twardym i ciągliwym o temp. topnienia 3500° C, temp. wrzenia 4500° C i ciężarze właściwym 11,3 (metal ciężki). Jest odporny na działanie czynników atmosferycznych i kwasów.
DO MINERAŁÓW WŁASNYCH TORU NALEŻĄ:
toryt występujący obok Oslo w Norwegii;
torianit (Th,U)O2 występujący na Cejlonie.
Towarzyszy także minerałom innych pierwiastków, jak: monacyt (złoża brazylijskie), cyrkon, samarskit.
Metaliczny tor stosuje się do powlekania drucików wolframowych w lampach elektronowych i jako adsorbent gazów w aparatach wysokopróżniowych. Szersze wykorzystanie ma dwutlenek toru, który służy jako katalizator w procesie otrzymywania syntetycznej benzyny i do wyrobu siatek Auera - wykonanych w 99% z dwutlenku toru i w 1% z dwutlenku ceru, rozżarzających się w płomieniu gazowym i dających intensywne, białe światło.


URAN - znak U (z z łaciny uranium)
Promieniotwórczy pierwiastek chemiczny podgrupy w III ekipie układu okresowego, należący do aktynowców, o bardzo długim okresie połowicznego rozpadu rzędu 1 mld lat, wykazujący podobieństwo chemiczne do chromowców. (Liczba atomowa: 92, masa atomowa: 238,03). To jest pierwiastek o własnościach amfoterycznych. W związkach trój-, cztero-, pięcio- (pięciotlenek uranu U2O5) i sześciowartościowy.
Uran jest matalem srebrzystobiałym, niezbyt twardym, o temp. topnienia 1133° C i temp. wrzenia 3900° C i ciężarze właściwym 18,7 (metal ciężki). Na powietrzu ulega utlenieniu, rozpuszczalny w kwasach.
Występowanie: istnieje około 100 minerałów uranu, z których tylko 10 ma znaczenie praktyczne. Głównym minerałem uranu jest blenda uranowa. Inne minerały to między innymi: karnotyt, łyszczki uranowe, autunit, tiujamunit, uraninit; minerały torowe i monacyt. Największe złoża rud uranu znajdują się w: Kongo (Katanga), Północnej Kanadzie, USA (Utah, Kolorado), w Jachimowie, Turkiestanie, Tiuji Mujun.
Metaliczny uran o dużej czystości znajduje wykorzystanie w reaktorach jądrowych do otrzymywania energii jądrowej