Радон химические свойства

РАДОН ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Химическое поведение молекулы любого изотопа радона определяется его принадлежностью к инертным газам. Правда , в их ряду он наименее благороден  легче, чем ксенон, вступает в химическую связь с кислородом, фтором, возможно его взаимодействие и с другими галогенами, но этим, по-видимому, химические реакции его электронной  оболочки исчерпываются.
 
Есть, однако, у радона другая сторона химического поведения, обусловленная неустойчивостью ядра, выбрасывающего при распаде частицы высоких энергий. Эти частицы химически воздействуют на многие встречные вещества, возбуждая и ионизируя молекулы и их осколки. В общем характер воздействия здесь такой же, как у α-частиц, но более многосторонний и резче выраженный. Ведь дочерние продукты в активном осадке испускают еще β— и γ-лучи, длина пробега которых много больше, чем α-частиц. Оттого радиация радона вызывает у стекла, фарфора, минералов глубокое окрашивание. Она разлагает воду на водород, кислород и озон, под действием радона окись углерода в присутствии водорода образует муравьиную кислоту, затем превращающуюся в метан, метан и этан переходят в более высокие предельные углеводороды, ацетилен полимеризуется, вазелин и парафин разрушаются с выделением газов и т. д.
 
В темноте радон светится за счет энергии распада. Часть энергии выделяется в виде тепла: 1 кюри радона выделяет 28,6 кал в час, следовательно, 1 г радона дает ежемесячно 4400 ккал тепла. Если бы существовали условия для концентрирования радона в толщах земной коры даже в количествах, измеряемых литрами, то радиогенным теплом можно было бы расплавить окружающие горные породы. По этой же причине у исследователя возникла бы необходимость предохранять от расплавления сосуды для хранения сколько-нибудь существенных количеств радона.
Изучением радона занималось немало ученых, но и теперь о нем известно меньше, чем о других инертных газах. Довольно полно и точно измерены константы газообразного радона: по физическим свойствам радон, торон и актинон не отличаются от других газов, находящихся в состоянии сильного разрежения. Хуже обстоит дело с константами жидкого и твердого радона, так как очень трудно получить чистый продукт, а в мизерно малых его количествах наличие примесей вызывает существенные искажения результатов исследования. Немалые затруднения доставляет и чрезвычайная токсичность радона . Показательна дискуссия о точке плавления радона. Принятая величина —71° С подвергается сомнению. Одни авторы считают ее равной —65° С, другие —ниже чем —71°. Велики расхождения и в оценке точки кипения. Еще меньше изучен кристаллический радон.
 
Радон тяжелее гелия в 55 раз и воздуха — в 7,6 раза. Один литр этого газа весил бы почти 10 г. Радон вдвое лучше ксенона и вчетверо лучше криптона растворим в воде. Введя газ в сосуд, заполненный равными объемами воды и воздуха, можно обнаружить, что при комнатной температуре четвертая часть радона окажется в воде, а три четверти — в воздухе; при 0° С половина радона растворится в воде. Даже при 100° С около 10% радона остается в воде. В присутствии электролитов растворимость газа снижается. Это одна из причин пониженного содержания радона в Морской воде по сравнению с речной. Растворимость радона в спиртах и органических кислотах в 20—40 раз лучше, чем в воде. Еще более значительна его растворимость в бензоле, гексане, диэтиловом эфире и хлороформе.
 
Некоторые твердые вещества — жиры, каучук, парафин, кварц, платина — энергично поглощают радон. Особенно хорошо его адсорбируют силикагель и активный уголь. Последний уже при обычной температуре поглощает практически весь радон и выделяет его обратно лишь при 300°. Стекло и полированный металл при обычной температуре не адсорбируют радон, но быстро конденсируют его, будучи охлажденными до нескольких десятков градусов ниже нуля.
Спектр радона похож на спектр ксенона. В нем известно около 150 линий между 7450 и 3600 А и свыше 100 линий в ультрафиолетовой части.- Наиболее яркие линии на видимом участке приходятся на желтую и зелено-голубую части спектра. С течением времени на спектр радона все более накладывается спектр гелия, и приблизительно через месяц последний полностью перекрывает первый. В газообразном состоянии радон светится ярким голубоватым светом.
Жидкий радон вначале бесцветен и прозрачен, далее мутнеет от продуктов распада. Он вызывает зеленую флюоресценцию стеклянных стенок сосуда. В твердом состоянии радон непрозрачен и светится, по сообщениям некоторых исследователей, как голубой бриллиант. Другие экспериментаторы оценивают его свет как яркий сине-стальной, третьи видели его красноватым.
 
Вероятно, тут играет роль степень чистоты радона. Плотность жидкого радона — 6,6, твердого — 8,04 г/см³. Их теплота парообразования равна соответственно 19,2 и 20,7 кал/г.
Выше говорилось, что под воздействием межмолекулярных сил сцепления инертные газы образуют малоустойчивые комплексные соединения с нейтральным ядром и дипольными молекулами во внешней сфере. Радон — наиболее реакционноспособный член семейства, поскольку его молекула относительно легче деформируема. Впервые это свойство радона исследовал Б. А. Никитин, получивший его клатратные соединения с водой, фенолом, n-хлорфенолом, толуолом. Ученый показал, что по склонности давать клатратные соединения радон занимает одно из первых мест среди газов. Если бы имелась возможность оперировать большими количествами радона, то достаточно было бы пропустить ток этого газа через воду при обычных температуре и давлении, чтобы тотчас же выпал кристаллический порошок гидрата Rn·6H2O. Но как осадить микродозы радона?
 
Никитин нашел остроумный выход. Он осаждал радон совместно с изоморфным ему веществом (двуокисью серы, сероводородом), исходя из правила, что если два вещества изоморфны, то их однотипные молекулярные соединения также изоморфны и способны давать смешанные кристаллы. Действительно, практика подтвердила, что в присутствии большого количества изоморфного вещества радон полностью переходит в смешанные кристаллы гидратов или фенолятов. Этим способом удается связать и перевести в осадок ничтожно малые количества радона.
 
При всей незначительности сильно колеблющихся концентраций радона в атмосфере этот газ мог сыграть заметную роль в эволюции жизни на планете — и как постоянный компонент радиоактивного фона Земли, и как главный фактор ионизации воздуха. По современным представлениям именно умеренная ионизация наряду с малыми концентрациями озона в воздухе и определяет «свежесть» воздуха, его физиологическую благотворность для высших организмов.
 
Если бы в природе существовали большие скопления радона, то это вызвало бы необходимость защиты всего живого от его губительного действия .  Высокая токсичность правлена не самой молекулой радона, а интенсивным потоком α-, β— и γ-лучей, возникающим при распаде радона и его дочерних элементов. Продукты распада оседают в организме в виде тончайшего налета. Наибольшее токсическое действие оказывают α-частицы, несмотря на то, что в мягких тканях тела их пробег составляет только 45—60 мк. При равных дозах облучения биологическая эффективность их в 10—20 раз выше, чем β— и γ-излучений, хотя проникающая способность последних намного сильнее. Дело в том, что плотность ионизации α-излучения на два и три порядка больше плотности ионизации β— и γ-излучений.
 
Действие радона на организм разносторонне. Главное воздействие он оказывает на те органы, клетки которых интенсивно размножаются, в частности на органы кроветворения. Поражение радоном вызывает кровоизлияния, развитие злокачественных опухолей в виде сарком, рака легких, кожи и др. Установлено, что доза радона, предельно допустимая для человека, не должна превышать 0,003 рентгена в сутки. Эта доза в 10 раз меньше предельной дозы β— и γ-излучений.
Через 60—30 мин после введения в кровь кролика 10—130 мккюри радона в ней резко падает число лейкоцитов. Вслед за тем поражаются лимфатические узлы и селезенка, в меньшей мере — костный мозг. Эритроциты почти не изменяются. При периодическом вдыхании воздуха, содержащего 1 мккюри/л радона, мыши погибают через несколько недель. В организме человека радон и активные продукты его распада задерживаются на многие часы.
 
Прежде, когда вред, причиняемый здоровью радиоактивностью, был мало известен, у рудокопов урановых рудников Иоахимсталя (Чехия) отмечалось большое число случаев  рака  легких  или  бронхов. Радиоактивность воздуха этих рудников колебалась в пределах 3 • 10— 1,6•10 кюри/л. По советскому законодательству в воздухе населенных пунктов концентрация радона не должна превышать 3 • 10¹² , а в воздухе рабочих   помещений — при добыче и переработке урано-радиевых и ториевых руд,   приготовлении   радоновых   ванн   и   т.   д. — 3•10¹¹ кюри/л. Уникален столь низкий предел допустимого  содержания  токсического  вещества   в   воздухе.
 
На предприятиях горнорудной промышленности применяется целый комплекс мероприятий по снижению радиоактивности воздуха.
 
 
Статья на тему Радон химические свойства