Radon (Rn), kémiai elem, a periódusos táblázat 18. csoportjának nemesgázai (nemesgázok), a rádium radioaktív bomlásával előállított nehéz radioaktív gáz. (A radont eredetileg rádiumkibocsátásnak hívták.) A radon színtelen gáz, 7,5-szer nehezebb, mint a levegő és több mint 100-szor nehezebb, mint a hidrogén. A gáz −61,8 ° C (−79,2 ° F) hőmérsékleten cseppfolyósodik és −71 ° C (−96 ° F) hőmérsékleten fagy le. További hűtéskor a szilárd radon lágy sárga lámpával világít, amely a folyékony levegő hőmérsékleten (−195 ° C [−319 ° F]) narancssárga-vörös színűvé válik.
A radon ritka természetű, mivel izotópjai mind rövid élettartamúak, és forrása, a rádium, szűkös elem. A légkörben a talaj és a kőzetek kiszivárgása eredményeként a talaj közelében található radonnyomok találhatók, amelyek mindegyike tartalmaz kis mennyiségű rádiumot. (A rádium az urán természetes bomlástermékeként fordul elő különféle kőzetekben.)
Az 1980-as évek végére a természetben előforduló radongázt potenciálisan súlyos egészségkárosító hatásnak tekintik. Az urán radioaktív bomlása az ásványokban, különösen a gránitban, radongázt hoz létre, amely diffundálhat a talajon és a kőzeten, és az alagsorokban juthat be az épületekbe (a radon sűrűsége nagyobb, mint a levegőben) és a kútból származó vízellátáson keresztül (a radonnak jelentős vízoldhatósága van). A gáz felhalmozódhat a rosszul szellőző házak levegőjén. A radon lebomlása során radioaktív „lányokat” (polónium, bizmut és ólom izotópokat) hoznak létre, amelyeket a kút vizéből lenyelhetnek, vagy felszívódhatnak a por részecskéiben, majd lélegezhetnek a tüdőbe. Ennek a radonnak és leányainak magas koncentrációinak való kitettség évek során jelentősen megnövelheti a tüdőrák kialakulásának kockázatát. Valójában a radont gondolják a tüdőrák legnagyobb okaként az Egyesült Államok nemdohányzói körében. A radonszint a legmagasabb az urán ásványi lerakódásokat tartalmazó geológiai képződmények fölé épült otthonokban.
A koncentrált radonmintákat szintetikusan állítják elő orvosi és kutatási célokra. Általában a rádiummennyiséget egy üveg edényben vizes oldatban vagy porózus szilárd anyag formájában tartják, ahonnan a radon könnyen áramolhat. Néhány naponként a felhalmozódott radont kiszivattyúzzák, tisztítják és egy kis csőbe préselik, amelyet lezárnak és eltávolítanak. A gázcső behatoló gamma sugarak forrása, amely elsősorban a radon bomlástermékeinek, a bizmut-214 egyikéből származik. Az ilyen radoncsöveket alkalmazták sugárterápiában és radiográfiában.
A természetes radon három izotópból áll, egy-egy a három természetes radioaktív dezintegrációs sorozatból (urán, torium és aktinium sorozat). Friedrich E. Dorn német vegyész által 1900-ban felfedezett radon-222 (3,823 napos felezési idő), a leghosszabb életű izotóp, az urán sorozatban keletkezik. A radon nevet néha erre az izotópra fenntartják, hogy megkülönböztesse azt a másik két természetes izotóptól, azaz toront és aktinont, mert ezek a torium és az aktinium sorozatból származnak.
A radon-220-at (toron; 51,5 másodperces felezési idő) először 1899-ben észlelték Robert B. Owens és Ernest Rutherford brit tudósok, akik észrevették, hogy a tóriumvegyületek radioaktivitásának némelyikét a laboratóriumi szellő fújhatja meg. Az aktiniumhoz kapcsolódó radont-219 (aktinon; 3,92 második felezési idő) 1904-ben egymástól függetlenül találta meg Friedrich O. Giesel német vegyész és André-Louis Debierne francia fizikus. 204 és 224 közötti tömegű radioaktív izotópokat azonosítottak, ezek közül a leghosszabb élettartama a radon-222, amelynek felezési ideje 3,82 nap. Az összes izotóp bomlik stabil hélium végtermékekké és nehézfémek, általában ólom izotópokká.
A radonatomok rendkívül stabil elektronkonfigurációval rendelkeznek, amely a külső héjában nyolc elektronot tartalmaz, amely az elem jellegzetes kémiai inaktivitását eredményezi. A radon azonban kémiai szempontból nem inert. Például a radon-difluorid vegyület létezését, amely kémiailag sokkal stabilabb, mint a többi reaktív nemesgáz, a kripton és a xenon vegyületeit, 1962-ben állapították meg. A radon rövid élettartama és nagy energiájú radioaktivitása nehézségeket okoz a kísérleti vizsgálatban. radonvegyületek.
Ha nyers mennyiségű radon-222 és fluor-gáz keverékét kb. 400 ° C-ra melegítik, nem illékony radon-fluorid képződik. A millikurie és a curie mennyiségű radon intenzív α-sugárzása elegendő energiát biztosít ahhoz, hogy az ilyen mennyiségű radon spontán reakcióba léphessen szobahőmérsékleten lévő gáznemű fluortartalommal és –196 ° C-on (-321 ° F) folyékony fluortartalommal. Radon is oxidálódik halogénatommal fluoridok, mint például ClF 3, BrF 3, BrF 5, IF 7, és a [NIF 6] 2- HF megoldásokat, így stabil oldatok radon-fluorid. Ezen fluorozási reakciók termékeit kis tömegük és intenzív radioaktivitásuk miatt nem vizsgálták részletesen. Mindazonáltal, összehasonlítva reakciók radon azokkal a kripton és a xenon lehetséges volt arra következtetni, hogy a radon képez difluorid, RNF 2, és származékait difluorid. A tanulmányok azt mutatják, hogy ezekben az oldatokban sok ionos radon van jelen, és úgy gondolják, hogy Rn 2+, RnF + és RnF 3 -. A radon kémiai viselkedése hasonló a fém-fluoridéhoz, és összhangban van a periódusos rendszerben metalloid elemként betöltött helyzetével.
Az elem tulajdonságai
| atomszám | 86 |
|---|---|
| stabilabb izotóp | (222) |
| olvadáspont | −71 ° C (−96 ° F) |
| forráspont | –62 ° C (–80 ° F) |
| sűrűség (1 atm, 0 ° C [32 ° F]) | 9,73 g / liter (0,13 uncia / gallon) |
| oxidációs állapotok | 0, +2 |
| elektron konfiguráció. | (Xe) 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 |
