Főmenü megnyitása

Polónium

kémiai elem, rendszáma 84, vegyjele Po

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.

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

TörténeteSzerkesztés

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.

ElőfordulásaSzerkesztés

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, amely foszfátműtrágyákkal kezelt növényekről származott.

Előállítása (n, ) reakcióvalSzerkesztés

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) reakciókkalSzerkesztés

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.

IzotópjaiSzerkesztés

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.

210PoSzerkesztés

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 melegen tartsa 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 toxicitásaSzerkesztés

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 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 hatásaiSzerkesztés

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

Felfedezésének emlékezeteSzerkesztés

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

JegyzetekSzerkesztés

  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. október 26.) „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. október 26.) „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 információkSzerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Polónium témájú médiaállományokat.