Rad (Ra)

Rad w układzie okresowym

Pierwiastek leży w siódmym okresie, czyli w siódmym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 7 powłokach. Znajduje się w 2 grupie (blok s — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę s). W tej samej grupie stoją: Beryl, Magnez, Wapń, Stront, Bar — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Rad jest ciałem stałym (topnieje w 700 °C, wrze w 1737 °C).

Rad — co to za pierwiastek

Świecił w farbie tarcz zegarków, dopóki nie zrozumiano, co robi z malującymi je robotnicami.

Właściwości pierwiastka Rad

Rad jest srebrzystobiałym metalem, który w kontakcie z powietrzem szybko czernieje, tworząc azotek. To najcięższy z metali ziem alkalicznych: gęstość 5,5 grama na centymetr sześcienny, topnienie 700 °C, wrzenie 1737. Chemicznie zachowuje się jak bar — reaguje z wodą, daje mocno zasadowy wodorotlenek i sole z jonem o dwóch ładunkach dodatnich. Najważniejsza jest jednak jego promieniotwórczość. Rad-226 rozpada się z czasem połowicznego zaniku 1600 lat, emitując promieniowanie alfa i przechodząc w gaz radon. Preparaty radu świecą własnym, bladym światłem i są wyraźnie cieplejsze od otoczenia. To pierwiastek bardzo niebezpieczny: organizm bierze go za wapń i odkłada w kościach, gdzie powoduje ich martwicę, białaczkę i nowotwory.

Zastosowanie pierwiastka Rad

Rad praktycznie nie ma dziś zastosowań, a te historyczne skończyły się źle. Przez pierwsze dekady XX wieku sole radu mieszano z siarczkiem cynku i malowano tym tarcze zegarków, wskaźniki lotnicze i celowniki, żeby świeciły w ciemności bez zasilania. Rad służył też do radioterapii nowotworów: igły i tubki z jego solami wprowadzano bezpośrednio do guzów, co było pierwszą formą brachyterapii. Sprzedawano nim nasycone wody, kremy i pasty do zębów jako środki lecznicze, co dziś brzmi absurdalnie. Wszystkie te role przejęły bezpieczniejsze i tańsze izotopy wytwarzane w reaktorach, na przykład kobalt-60, iryd-192 i cez-137. Jedynym współczesnym zastosowaniem medycznym jest rad-223, podawany w leczeniu przerzutów nowotworowych do kości.

Rad — najważniejsze związki chemiczne

Chemia radu jest niemal kopią chemii baru, tyle że badaną na mikroskopijnych próbkach. Chlorek radu RaCl₂ i bromek RaBr₂ to sole, które Maria Skłodowska-Curie oczyszczała przez wielokrotną krystalizację, wykorzystując drobne różnice rozpuszczalności wobec odpowiednich soli baru. Węglan RaCO₃ i siarczan RaSO₄ są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie; siarczan radu jest najtrudniej rozpuszczalnym siarczanem w całej drugiej grupie. Wodorotlenek radu Ra(OH)2 to zasada mocniejsza niż wodorotlenek baru, bo w drugiej grupie zasadowość rośnie w dół. Sole radu z czasem same ciemnieją i kruszeją, rozbijane od środka przez własne promieniowanie.

Rad — gdzie go spotykasz

• historyczne farby świecące
• dawna radioterapia

Rad w szkole — co trzeba wiedzieć

Rad leży w drugiej grupie, wśród metali ziem alkalicznych, w siódmym okresie; konfiguracja [Rn] 7s², dwa elektrony walencyjne, wartościowość dwa, stopień utlenienia plus dwa. Najczęstsza pomyłka to mylenie radu z radonem: rad to promieniotwórczy metal o symbolu Ra, a radon to gaz szlachetny o symbolu Rn, powstający z rozpadu radu i zbierający się w piwnicach. Drugie typowe pytanie brzmi, dlaczego rad jest groźny dla kości. Bo chemicznie przypomina wapń, więc organizm wbudowuje go w szkielet i napromieniowuje szpik od środka. Warto też zapamiętać polski wątek: Maria Skłodowska-Curie, odkrywczyni radu i polonu, była pierwszą osobą z dwiema Nagrodami Nobla w różnych naukach przyrodniczych.

Rad — historia odkrycia

Rad odkryli w 1898 roku w Paryżu Maria Skłodowska-Curie i Piotr Curie. Punktem wyjścia była obserwacja Marii, że blenda smolista z Jachymowa promieniuje silniej, niż wynikałoby z zawartości uranu — musiało więc kryć się w niej coś jeszcze. Najpierw wydzielili polon, nazwany na cześć Polski, ojczyzny Marii, której wtedy nie było na mapie Europy; kilka miesięcy później rad. Potwierdzenie odkrycia wymagało lat mozolnej pracy z tonami odpadów rudy w nieogrzewanej szopie. Nazwa pochodzi od łacińskiego radius, czyli promień. Za te badania małżonkowie otrzymali Nagrodę Nobla z fizyki, a Maria później drugą, z chemii.

Rad — skąd wzięła się nazwa

łac. radius — promień

Rad — izotopy

rad-226 najtrwalszy (1600 lat)

Rad — bezpieczeństwo

Silnie promieniotwórczy, powoduje nowotwory kości.

Ciekawostki o pierwiastku Rad

• Maria Skłodowska-Curie wydzieliła 0,1 g radu z ton rudy.
• Robotnice malujące radem tarcze zegarków zaostrzały pędzelki ustami; ich choroby i sądowy proces w latach dwudziestych XX wieku zmieniły prawo pracy w Stanach Zjednoczonych.
• Notatniki i przybory laboratoryjne Marii Skłodowskiej-Curie do dziś są promieniotwórcze i przechowuje się je w ołowianych pojemnikach.
• Rozpad radu daje radon — gaz szlachetny, który wydostaje się z gruntu i gromadzi w piwnicach oraz na parterach budynków.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Rad