元素周期表系列:第86号元素——氡元素
苏海鹏
博士科普元素团队
你知道吗:氡气是在标准状况下唯一必然具有放射性的气体。它的半衰期不超过3.8天。
氡是什么样一种元素呢?
博科小答:氡(Radon)在元素周期表中排在86位,元素符号是Rn,属于稀有气体元素。 在所有气体中, 有单个氡原子组成的氡气是最重的,足有空气的6.5倍, 是一种无色、无嗅、无味的惰性气体,很难与其它元素形成化合物。
氡有什么特殊的性质?
博科小答:由于氡具有难制取及放射性的特性,所以对于氡的化学研究比较少。比较容易得到的化合物是氡被氧化剂氟氧化产生的二氟化氡,其挥发性低。而氡与氙化合之后更加稳定且不易挥发。
值得一提的是氡的同位素。 我们通常所指的氡是最为稳定的氡222,但半衰期也只有3.8天,经过一系列衰变以后得到稳定的铅206。其它已知的同位素共有36种。
虽然在常温常压下没有颜色,如果将氡气冷却凝固(氡气的熔点为-71℃),氡会发出耀眼的黄色或橙红色的光。这是由于氡衰变过程中产生的辐射致发光。
氡是怎么被发现的?
博科小答:氡的发现与放射性物质的研究有着很大的关系。早在1899年, R. B. 欧文斯和E. 卢瑟福在研究钍的放射性时发现氡的同位素氡220,并在当时把这种气体称为钍射气。而氡222 则是在1990年被F. E.多恩在研究镭的放射性时发现的,并在当时称为镭射气。氡是既铀、钍、镭、钋之后发现的第五个放射性元素。直到1910年,科学家分离出了氡气,并对其进行了原子序数的测量,也确定了它在元素周期表中的位置。
自然界中氡有哪些来源?
博科小答:氡是放射性元素钍和镭衰变成铅这一过程的中间产物,大气中氡的浓度很少,并受到气象和地质等因素的影响。而钍和镭存在花岗岩,片岩等岩石中也有着大量存在,所以氡在自然界中并非难得。在一些的地方,比如说温泉,氡的浓度会高于其他地方,因为充满热量的岩石中的放射性元素不停的衰变并向水中释放氡。
氡对我们的健康有危害吗?
博科小答:氡虽然没有已知的相关生物作用,却是仅次于吸烟导致肺癌的发病因素。究其原因,氡作为放射性气体,当被人吸入体内后,氡衰变所产生的固体颗粒会附着在呼吸道和肺部,增加了诱发肺癌的几率。据统计,氡造成的肺癌大概是全部肺癌诱因的3%-14%。另一方面,铅为氡衰变的最终产物,会积累在血液中,当其浓度足够高时会导致儿童智力下降,视觉、听觉和味觉也会遭受损害。
此外, 1985年一位美国工程师意外发现住房内竟然含有高浓度的氡气。原因在于地表岩石衰变出的氡会透过地基裂缝,建筑接口和孔洞等渗透到室内。如果高浓度的氡气不及时得到稀释,会成为身体健康的一个隐形杀手。
图一:氡检测器
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参考文献
1Theodore Gray. 视觉之旅:神奇的化学元素(彩色典藏版) (Kindle Locations 2770-2789). 人民邮电出版社. Kindle Edition.
2《化学元素的故事》编写组编著.化学元素的故事(青少年科学馆丛书.中国出版集团,世界图书出版公司.Kindle Edition.
3百度百科 氡
4维基百科 氡
5Wikipedia, Radon
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