鐳
鐳，（舊譯作鈤、銧）是一種化學元素，化學符號(Ra)，原子序數(88)，是一種銀白色的鹼土金屬，帶有放射性。鐳在1898年由居里夫人及她丈夫皮埃爾·居里在捷克北波希米亞發現。他們發現鈾在衰變後，衰變物仍帶放射性。鐳的拼音名稱Radium即是放射性的意思。鐳-226為鐳的最穩定同位素，半衰期為1600年，進行α-蛻變，放出α射線和γ射線。它衰變時會放出氡氣到大氣中。氡仍有放射性，且可被生物吸入，並危害生命。[1]
| 鐳 | |
|---|---|
目錄
基本結構
一種化學元素 。化學符號 Ra ， 原子序數 88 ， 原子量226.0254，屬第七周期、ⅡA族 ，為鹼土金屬的成員和天然放射性元素。1898年M.居里和P.居里從瀝青鈾礦提取鈾後的礦渣中分離出溴化鐳，1910年又用電解氯化鐳的方法製得了金屬鐳，它的英文名稱來源於拉丁文radius，含義是「射線 」。鐳是熒藍色/銀白色金屬，是最活潑的鹼土金屬。鐳在空氣中可迅速與氮氣和氧氣生成氮化物和氧化物，與水反應劇烈，生成氫氧化鐳和氫氣。鐳的最外電子層有兩個電子，氧化態為+2，只形成+2價化合物。[2]
鐳鹽和相應的鋇鹽屬同晶形化合物，化學性質很相似。氯化鐳、溴化鐳、硝酸鐳都易溶於水，硫酸鐳、碳酸鐳、鉻酸鐳難溶於水。鐳有劇毒，它能取代人體內的鈣並在骨骼中濃集，急性中毒時，會造成骨髓的損傷和造血組織的嚴重破壞，慢性中毒可引起骨瘤和白血病。鐳是生產鈾時的副產物，用硫酸從鈾礦石中浸出鈾時，鐳即成硫酸鹽存在於礦渣中，然後轉變為氯化鐳，用鋇鹽為載體，進行分級結晶，可得純的鐳鹽。金屬鐳則由電解氯化鐳製得。鐳及其衰變產物發射γ射線，能破壞人體內的惡性組織，因此鐳針可治癌症。
基本用途
鐳能放射出α和γ兩種射線，並生成放射性氣體氡。鐳放出的射線能破壞、殺死細胞和細菌。因此，常用來治療癌症等。此外，鐳鹽與鈹粉的混合製劑，可作中子放射源，用來探測石油資源、岩石組成等。是原子彈的材料之一。
歷史沿革
在柏克勒爾對於鈾的放射性質進行了開創先河的觀察和研究以後，跟着便發現鈾的射線也像X射線，能使空氣和其他氣體產生導電性，而釷的化合物也經人發現有着類似的性質。1896年起，居里夫人和她的丈夫一起進行了系統的發現，在各種元素與其化合物以及天然物中尋找這種效應。
柏克勒爾現象，引起了居里夫婦的濃厚興趣，射線放出來的力量究竟是從哪裡來的呢？這种放射的性質又是什麼呢？
居里夫人把自己的全部身心都投入到鈾鹽的研究中去了，她廣為搜羅並研究了各種鈾鹽礦石，她被鈾鹽礦石神奇的射線所吸引，她把特別的愛奉獻給了這種特別的礦石。
接受過嚴格而又系統的高等化學教育的居里夫人，在研究鈾鹽礦石時想到，沒有任何理由可以證明鈾是唯一能發射射線的化學元素。她猜想，一定還會有別的元素也具有同樣的力量，只不過人們還不知道罷了。
她依據門捷列夫的元素周期律排列的元素，逐一進行測定，結果很快發現另外一種釷元素的化合物，也自動發出射線，與鈾射線相似，強度也較接近。
居里夫人認識到，這種現象決不只是鈾的特性，必須給它一個新名稱，居里夫人就把它命名為「放射性」，鈾、釷等有這種特殊「放射」功能的物質，叫做「放射性元素」。
後來，在她的丈夫皮埃爾先生的幫助下，她又測定了能夠收集到的所有礦物，她想知道還有哪些礦物具有放射性。
在測量中，她獲得了又一個戲劇性的發現，在一種來自波希米亞的瀝青鈾礦中，她發現，其放射性強度比原先設想的要大不知多少倍。
那麼，這種不正常的而且過度的放射性又是從哪裡來的呢？用這些瀝青鈾礦中的鈾和釷的含量，決不能解釋她觀察到的放射性的強度。
因此，只能有一種解釋，這些瀝青礦物中含有一種比鈾和釷的放射性作用強得多的新元素，而且不是當時人類所已經知道的元素，它一定是一種未知的元素。
居里夫人的發現吸引了皮埃爾先生的注意，居里夫婦攜起手來，並駕齊驅，向科學的未知領域發起強有力的進攻。
在條件極其簡陋的實驗室里，經過居里夫婦鍥而不捨的長期努力，1898年7月，他們宣布發現了這種新元素，它比純鈾放射性要高出400倍。
為了紀念她飽經磨難的祖國，新元素被命名為釙（即波蘭的意思）。
1898年12月，居里夫婦又根據大量的實驗事實宣布，他們又發現了第二种放射性元素，這種新元素的放射性比釙還強，他們把這種新元素命名為「鐳」。
但是，由於沒有釙和鐳的樣品，也沒有釙和鐳的原子量，當時的科學界，幾乎沒有人願意相信他們的這個驚世駭俗的新發現。
居里夫婦決心，無論付出什麼樣的代價，都要提煉出釙和鐳的樣品，這一方面是為了證實它們的存在，另一方面，也已為了使自己更有把握。
居里夫婦是一對經濟相當拮据的知識分子，他們無力支付購買瀝青鈾礦所需的高昂的費用。但他們沒有被眼前的這隻「攔路虎」所嚇倒，他們幾乎想盡了各種各樣的辦法。
經過無數次的周折，奧地利政府這才正式決定，先捐贈一噸重的殘礦渣給居里夫婦，並且許諾，如果他們將來還需要大量的礦渣，可以在最優惠的條件下供應給他們。
居里夫人立即投入了繁重的提取工作中去，她每次把 20多公斤的廢礦渣放入冶煉鍋里加熱熔化，連續幾個小時不間斷地用一根粗大的鐵棍攪動沸騰的渣液，而後從中提取僅含百萬分之一的微量物質。
從1898年到1902年，經過無數次的提取，處理了近一噸礦石殘渣，終於得到了0.1克的鐳鹽，並測定出了它的原子量是226。
鐳的發現在科學界爆發了一次真正的革命，1903年，居里夫婦因此而雙雙獲得了諾貝爾物理學獎。居里夫人這一巨大成功絕不是輕而易舉就能獲得的，它凝聚了居里夫婦多少汗水、多少淚水，完全是居里夫婦共同心血的結晶。
化學反應
鐳在空氣中相當的不穩定，很容易與氮氧氣發生反應生成氮化鐳氧化鐳：
3 Ra + N₂ → Ra3N2 2 Ra + O2 → RaO
鐳也可以和水發生反應，生成氫氧化鐳：
Ra + 2 H2O → Ra(OH)2 + H2 ↑
分布特性
鐳在自然界分布很廣，但含量極微，地殼中的含量為十億分之一，總量約1800萬噸。現已發現質量數為206～230的鐳的全部同位素，其中只有鐳223、224、226、228是天然放射性同位素，其餘都是通過人工核反應合成的。鐳226半衰期最長，天然豐度最大，是鐳的最重要的同位素。
鐳是銀白色有光澤的金屬，熔點700°C，沸點1140°C，密度約5克/厘米³，體心立方晶格。鐳的化學性質活潑，與鋇相似。金屬鐳暴露在空氣中能迅速反應，生成氧化物和氮化物；能與水反應生成氫氧化鐳；新製備的鐳鹽呈白色，放置後因受輻照而變色。
鐳是現代核工業興起前最重要的放射性物質,廣泛應用於醫療、工業和科研領域；把鐳鹽和硫化鋅熒光粉混勻,可製成永久性發光粉。到1975年為止，全世界共生產了約4千克鐳，其中85%用於醫療，10%用來製造發光粉。鐳是劇毒物質。
CAS號：7440-14-4
氧化態：
Main Ra+2
Other
原子體積:(立方厘米/摩爾)
45.20
元素在海水中的含量:(ppm)
0.00000000002
外圍電子層排布：7s2
電離能(kJ /mol)
M - M+ 509.3
M+ - M2+ 979
M2+ - M3+ 3300
M3+ - M4+ 4400
M4+ - M5+ 5700
M5+ - M6+ 7300
M6+ - M7+ 8600
M7+ - M8+ 9900
M8+ - M9+ 13500
M9+ - M10+ 15100
晶胞參數：
a = 514.8 pm
b = 514.8 pm
c = 514.8 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
元素周期表
主族元素 硼(5) 硅(14) 鍺(32) 砷(33) 銻(51) 碲(52) 釙(84) 鋰(3) 鈉(11) 鉀(19) 銣(37) 銫(55) 鈁(87) 鈹(4) 鎂(12) 鈣(20) 鍶(38) 鋇(56) 鐳(88) 鋁(13) 銦(49) 鎵(31) 錫(50) 鉈(81) 鉛(82) 鉍(83) Uut(113) Uuq(114) uup(115) Uuh(116) Uus(117) 氦(2) 氖(10) 氬(18) 氪(36) 氙(54) 氡(86) Uuo(118) 氟(9) 氯(17) 溴(35) 碘(53) 砹(85) 氫(1) 碳(6) 氮(7) 氧(8) 磷(15) 硫(16) 硒(34) 副族元素 鑭(57) 鈰(58) 鐠(59) 釹(60) 鉕(61) 釤(62) 銪(63) 釓(64) 鋱(65) 鏑(66) 鈥(67) 鉺(68) 銩(69) 鐿(70) 鑥(71) 錒(89) 釷(90) 鏷(91) 鈾(92) 鎿(93) 鈈(94) 鎇(95) 鋦(96) 錇(97) 鐦(98) 鎄(99) 鐨(100) 鍆(101) 鍩(102) 鐒(103) 鈧(21) 鈦(22) 釩(23) 鉻(24) 錳(25) 鐵(26) 鈷(27) 鎳(28) 銅(29) 鋅(30) 釔(39) 鋯(40) 鈮(41) 鉬(42) 鍀(43) 釕(44) 銠(45) 鈀(46) 銀(47) 鎘(48) 鉿(72) 鉭(73) 鎢(74) 錸(75) 鋨(76) 銥(77) 鉑(78) 金(79) 釒盧(104) 釒杜(105) 釒喜(106) 釒波(107) 釒黑(108) 釒麥(109) 鐽(110) 錀(111) 鎶(112) 汞(80)