Polónium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Jump to navigation Jump to search
84 bizmutpolóniumasztácium
Te

Po

Lv
   
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
84
Po
Általános
Név, vegyjel, rendszám polónium, Po, 84
Elemi sorozat félfémek
Csoport, periódus, mező 16, 6, p
Megjelenés ezüstös
Atomtömeg (209)  g/mol
Elektronszerkezet [Xe] 4f14 5d10 6s² 6p4
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 32, 18, 6
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) (alfa) 9,196 g/cm³
Sűrűség (szobahőm.) (béta) 9,398 g/cm³
Olvadáspont 527 K
(254 °C, 489 °F)
Forráspont 1235 K
(962 °C, 1764 °F)
Olvadáshő ca. 13 kJ/mol
Párolgáshő 102,91 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 26,4 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K       (846) 1003 1236
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet monoklin
Oxidációs szám 4, 2
(amfoter oxid)
Elektronegativitás 2,0 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 812,1 kJ/mol
Atomsugár 190 pm
Atomsugár (számított) 135 pm
Egyebek
Mágnesség nem mágneses
Elektromos ellenállás (0 °C) (α) 0,40 µΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) ? 20 W/(m·K)
Hőtágulási együttható (25 °C) 23,5 µm/(m·K)
CAS-szám 7440-08-6
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A polónium izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
208Po mest. 2,898 y Alfa 5,215 204Pb
Epszilon 1,401 208Bi
209Po mest. 103 y Alfa 4,979 205Pb
Epszilon 1,893 209Bi
210Po mest. 138,376 d Alfa 5,407 206Pb
Hivatkozások

A polónium kémiai elem. Rendszáma 84, vegyjele Po. Ritka és nagyon erősen radioaktív anyag. Nem egyértelmű, hogy félfém vagy fém. Kémiai tulajdonságaiban hasonlít a tellúrra és a bizmutra. Uránércekben, izotópjai alakjában fordul elő, stabil izotópja nincs. Rendkívül mérgező (250 000-szer mérgezőbb a hidrogén-cianidnál), már mikrogrammnyi mennyiség szállítása is nagyon veszélyes és speciális felszerelést igényel.

Története[szerkesztés]

A korábban „rádium F”-nek is nevezett polóniumot Marie Skłodowska-Curie és férje, Pierre Curie fedezte fel 1898-ban, miután az uránszurokércet vizsgálva egy tisztán kémiai módszerekkel kivonható, addig ismeretlen, erősen radioaktív anyagra bukkantak. Az új elem javaslatukra kapta a polónium nevet Marie hazája, Lengyelország lengyel nevéről (Polska), hogy ezzel arra emlékeztessék a világot, hogy az Oroszország, Poroszország és az Osztrák–Magyar Monarchia közt felosztott lengyel nép még mindig nem szabad. (Ezzel a polónium lett az első kémiai elem, amely egy vitatott politikai ügyről kapta a nevét.)

A felfedezéskor a Curie-házaspár az uránszurokérc radioaktivitását vizsgálta. Miután kivonták belőle az uránt és a tóriumot, az érc még mindig radioaktívabb maradt, mint a kivont urán és tórium együtt. Ezért kezdtek el az ércben további radioaktív anyagokat keresni. Így néhány évre rá a rádiumot is sikerült izolálniuk.

Előfordulása[szerkesztés]

A polónium izotópjainak rendkívül rövid felezési ideje miatt a természetben nagyon ritka. Az uránérc egy tonnája átlagban 100 mikrogrammnyi polóniumot tartalmaz (tehát 1010 részből egyet). Természetes előfordulási gyakorisága 0,2%-a a rádiuménak. Polóniumot találtak az olyan dohány füstjében is, amelyek foszfátműtrágyákkal kezelt növényekről származott.

Előállítása (n,) reakcióval[szerkesztés]

1934-ben egy kísérlet kimutatta, hogy ha a természetes 209Bi-t neutronokkal bombázzuk, béta-bomlással 210Po izotóppá alakul. Ezzel az eljárással, amely az atomreaktorokban képződő neutronnyalábokat használja fel, milligrammnyi polóniummennyiségeket állítanak elő. Évente csak mintegy 100 grammnyi készül így, ezért a polónium rendkívül ritka marad.

Előállítása (p,n) és (p,2n) reakciókkal[szerkesztés]

A tudósok rájöttek arra is, hogy ha a bizmutot ciklotronban protonokkal bombázzák, a polónium hosszabb életű izotópjai állíthatók elő. Protongazdag izotópok platina szénatommagokkal való besugárzása útján is előállíthatók.

Izotópjai[szerkesztés]

A polóniumnak 25 ismert izotópja van, valamennyi radioaktív. Atomtömegük 194-218 atomi tömegegység. A leggyakoribb a 210Po. A 209Po (felezési ideje 103 év) és a 208Po (felezési ideje 2,9 év) bizmut vagy ólom ciklotronos alfa, proton, vagy deutérium besugárzásával állítható elő.

210Po[szerkesztés]

A polónium-210 alfa-részecske kibocsátó, amelynek felezési ideje 138,376 nap. Egyetlen milligramm 210Po ugyanannyi alfa-részecskét bocsát ki, mint 5 gramm rádium. Néhány curie 210Po (1 curie = 37 gigabecquerel) kék ragyogást bocsát ki, amit a környező levegő gerjedése okoz. Egyetlen gramm 210Po 140 watt teljesítményt produkál.

Mivel nagy mennyiségű alfa-részecskét bocsát ki, amelyek sűrű közegben leadják az energiájukat, a 210Po-et használták mesterséges bolygók termoelektromos elemei könnyű hőforrásaként is. Felhasználták a Lunohod-program mindkét holdjárójának belső hőforrásaként is, hogy tartsa melegen a belső alkatrészeket a Hold éjszakája során.

Ezt az izotópot használták Alekszander Litvinyenko korábbi KGB-kém megmérgezéséhez, valószínűleg 2006. november 1-jén. (Három hét múlva meghalt.)

A 210Po általában csak alfa-részecskét kibocsátva bomlik le. Minden százezredik esetben a bomlás gamma-sugarat is kibocsát és ez megnehezíti az izotóp azonosítását, mert ez a gyakoriság túl alacsony gamma-spektroszkópos vizsgálathoz.

Biológiai hatása és toxicitása[szerkesztés]

A polónium meglehetősen veszélyes anyag, amely a szervezet számára szükségtelen. A polónium 250 000-szer mérgezőbb anyag, mint a Hidrogén-cianid (a medián halálos adag a Polónium 210-es izotópjából kevesebb, mint 1 mikrogramm egy átlagos felnőtt számára, míg hidrogén-cianidból 250 milligramm jelentkezik ugyanekkora toxicitással).[1] Leginkább az intenzív radioaktív sugárzása jelenti a legfőbb veszélyét (ezen belül is az Alfa-sugárzás), amely bonyolulttá teszi a biztonságos kezelését. Már néhány mikrogrammos mennyiségben is szélsőségesen veszélyes a polónium 210-es izotópja, amely különleges felszerelést igényel (például a negatív nyomással rendelkező alfa kesztyűsbox, felszerelve nagy hatékonyságú szűrőbetétekkel), pontos monitorozásra van szükség és szigorú biztonsági óvintézkedésekre van szükség a mérgezés elkerülése érdekében. A polóniumból kiszabaduló alfa-részecskék könnyedén roncsolják a test szöveteit lenyelés, belégzés, vagy bőrön keresztül történő felszívódás esetén, habár azok nem lyukasztják át az epidermiszt és ennélfogva nem jelentenek veszélyt azon részecskék, amelyek a testen kívül maradnak. Kémiailag ellenálló kesztyűk viselése esetén az elsődleges óvintézkedés lényege is az, hogy megelőzzék, illetve elkerüljék a közvetlenül a bőrön keresztül történő diffúzióját a polóniumnak. A polónium szállítását sűrített salétromsavban kivitelezik, amely könnyedén szétmarja a nem megfelelő anyagokból készült védőeszközöket, például a latexből készült kesztyűket.[2]

Bizonyos kutatások szerint léteznek olyan mikrobák, amelyek metilálják a polóniumot metilkobalamin segítségével.[3][4] Ez hasonló módon történhet, mint a higany, szelén és tellúr esetében, melyet élő szervezetek metilálnak fémorganikus összetevőkké.

Akut hatásai[szerkesztés]

A polónium 210-es izotópjából a medián halálos adag 4,5 Sv sugárzásnak felel meg.[5]

Felfedezésének emlékezete[szerkesztés]

A polónium felfedezésének 100. évfordulóján Aleksander Kwasniewski lengyel államelnök elnökletével nemzetközi konferenciát tartott a Lengyel Tudományos Akadémia, amely azzal kezdődött, hogy 15 Nobel-díjas tudós fát ültetett el az Akadémia botanikus kertjében. [1]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Safety data for hydrogen cyanide. Physical & Theoretical Chemistry Lab, Oxford University. [2002. február 11-i dátummal az eredetiből archiválva].
  2. Bagnall, pp. 202–6
  3. (2001. augusztus 8.) „Formation and emission of volatile polonium compound by microbial activity and polonium methylation with methylcobalamin”. Environ Sci Technol 35 (15), 2956–2960. o. DOI:10.1021/es001730.  
  4. (2002. augusztus 8.) „Biologically induced Po emission from fresh water”. J Environ Radioact 63 (2), 187–197. o. DOI:10.1016/S0265-931X(02)00028-0. PMID 12363270.  
  5. Health Impacts from Acute Radiation Exposure. Pacific Northwest National Laboratory. (Hozzáférés: 2009. május 5.)

További információk[szerkesztés]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Polónium témájú médiaállományokat.