radium

镭的详细介绍

镭元素符号ra，原子序数88，原子量226.03。外围电子排布7s，密度6.0g/cm，熔点700℃，沸点<1140℃，位于第七周期第ⅡA族。银白色有光泽的软金属。第一电离能509.37kJ/mol，电负性0.9。化学性质活泼，在空气中不稳定，易跟空气中氮气和氧气化合。跟水反应生成氢氧化镭(Ra(OH)2)并放出氢气。溶于稀酸。化学性质跟钡十分相似。镭的氯化物、溴化物、氢氧化物易溶于水，硫酸盐、碳酸盐微溶于水。已知镭有13种同位素，镭-226半衰期最长，为1622年。镭有很强的放射性，衰变时放出α和γ两种射线，并放出大量热(每克镭每小时放热586.18焦尔)，裂变生成氡和氦，氡也有放射性。在镭射线照射下，水、氨、氯化氢能分解，氧气能转变成臭氧。硫化锌、硫化钙等硷土金属硫化物，在镭射线的照射激发下能发出浅绿色柔和的磷光。镭射线能破坏动物体，杀死细胞、细菌。利用镭的放射性可治疗癌症，在硫化锌，硫化钙中混入10ppm的镭盐，可製成发光涂料、发光塑胶。镭盐跟铍粉的混合製剂，可作中子放射源，用于探测石油资源和岩石的组成。镭在自然界中以化合态存在，主要存在于多种矿物、土壤、矿泉水和海底淤泥中。镭在自然界中分布特别稀少，仅佔地壳原子总数的一百亿亿分之八。1898年法国科学家居裏夫妇从沥青铀矿中发现镭，居裏夫人于1910年从沥青铀矿中製得纯凈金属镭。镭的希腊原文是射线。用汞阴极和钯-铱阳极电解氯化镭溶液可得到镭汞剂，然后在氢气中进行热分解製得。

元素形态

CAS号:7440-14-4

氧化态:

Main Ra+2

Other

原子体积:(立方釐米/摩尔)

45.20

元素在海水中的含量:(ppm)

外围电子层排布:7s2

电离能(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

晶胞参数:

a = 514.8 pm

b = 514.8 pm

c = 514.8 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

居裏夫人

玛丽·居裏发现了一种化学元素镭，化学符号Ra，原子序数88，原子量226.0254，属周期系ⅡA族，为硷土金属的成员和天然放射性元素。1898年12月，玛丽·居裏和皮埃尔·居裏从沥青铀矿提取铀后的矿渣中分离出氯化镭，1907年测出镭元素的新的原子量，1910年又用电解氯化镭的方法製得了金属镭(白色金属)它的英文名称来源于拉丁文radius，含义是射线。镭在地壳中的含量为1×10-9%，至今已发现质量数为206~230的同位素中，除镭223、镭224、镭226、镭228是天然放射性同位素外，其余都是用人工方法合成的。镭存在于所有的铀矿中，每2.8吨铀矿中含1克镭。

元素结构

晶体结构:

晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有3个金属原子。

一种化学元素 。化学符号 Ra，原子序数88 ， 原子量226.0254，属周期系ⅡA族 ，为硷土金属的成员和天然放射性元素。1898年M.居裏和P.居裏从沥青铀矿提取铀后的矿渣中分离出溴化镭，1910年又用电解氯化镭的方法製得了金属镭，它的英文名称来源于拉丁文radius，含义是射线 。镭是荧蓝色/银白色金属，是最活泼的硷土金属。镭在空气中可迅速与氮气和氧气生成氮化镭(Ra2N3)和氧化镭(RaO)，与水反应剧烈，生成氢氧化镭和氢气。镭的最外电子层有两个电子，氧化态为+2，只形成+2价化合物。镭盐和相应的钡盐属同晶形化合物，化学性质很相似。氯化镭、溴化镭、硝酸镭都易溶于水，硫酸镭、碳酸镭、铬酸镭难溶于水。镭有剧毒，它能取代人体内的钙并在骨骼中浓集，急性中毒时，会造成骨髓的损伤和造血组织的严重破坏，慢性中毒可引起骨瘤和白血病。镭是生产铀时的副产物，用硫酸从铀矿石中浸出铀时，镭即成硫酸盐存在于矿渣中，然后转变为氯化镭，用钡盐为载体，进行分级结晶，可得纯的镭盐。金属镭则由电解氯化镭製得。镭及其衰变产物发射γ射线，能破坏人体内的恶性组织，因此镭可治癌症，但也会破坏人体内的良性组织。

发现者

玛丽·居裏(Marie Curie)和皮埃尔·居裏(Pierre Curie) 发现年代:1898年12月26日上午8时

皮埃尔·居裏(Pierre Curie)，或译彼埃尔·居裏、比埃尔·居裏。

1859年5月15日生于法国巴黎一个医生家庭。他的儿童和少年时期，性格上好个人沉思，不易改变思路，沉默寡言，反应缓慢，不适应普通学校的灌注式知识训练，不能跟班学习，人们都说他心灵迟钝，所以从小没有进过国小和中学。父亲常带他到乡间採集动、植、矿物标本，培养了他对自然的浓厚兴趣，学到了如何观察事物和如何解释它们的初步方法。居裏14岁时，父母为他请了一位数理教师，他的数理进步极快，16岁便考得理学士学位，进入巴黎大学后两年，又取得物理学硕士学位。1880年，他21岁时，和他哥哥雅克·居裏一起研究晶体的特徵，发现了晶体的压电效应。1891年，他研究物质的磁性与温度的关系，建立了居裏定律:顺磁质的磁化系数与绝对温度成反比。他在进行科学研究中，还自己创造和改进了许多新仪器，例如压电水晶秤、居裏天平、居裏静电计等。1895年7月25日皮埃尔·居裏与玛丽·居裏结婚。

玛丽·斯克罗多夫斯基·居裏(Marie Skłodowska-Curie)1867年11月7日生于沙皇俄国统治下的华沙，父亲是中学教员。16岁她以金质奖章毕业于华沙中学，因家庭无力供她继续读书，而不得不去担任家庭教师达六年之久。后来靠自己的一点积蓄和姐姐的帮助，于1891年去巴黎求学。在巴黎大学，她在极为艰苦的条件下勤奋地学习，经过四年，获得了物理和数学两个硕士学位。

居裏夫妇结婚后次年，即1896年，贝克勒尔发现了铀盐的放射性现象，引起这对青年夫妇的极大兴趣，居裏夫人决心研究这一不寻常现象的实质。她先检验了当时已知的所有化学元素，发现了钍和钍的化合物也具有放射性。她进一步检验了各种复杂的矿物的放射性，意外地发现沥青铀矿的放射性比纯粹的氧化铀强四倍多。她断定，铀矿石除了铀之外，显然还含有一种放射性更强的元素。

居裏以他作为物理学家的经验，立即意识到这一研究成果的重要性，放下自己正在从事的晶体研究，和居裏夫人一起投入到寻找新元素的工作中。不久之后，他们就确定，在铀矿石裏不是含有一种，而是含有两种未被发现的元素。1898年7月，他们先把其中一种元素命名为钋，以纪念居裏夫人的祖国波兰。没过多久， 1898年12月，他们又把另一种元素命名为镭。为了得到纯凈的钋和镭，他们进行了艰苦的劳动。在一个破棚子裏，日以继夜地工作了三年零九个月。自己用铁棍搅拌锅裏沸腾的沥青铀矿渣，眼睛和喉咙忍受着锅裏冒出的烟气的刺激，经过一次又一次的提炼，才从几吨沥青铀矿渣中得到十分之一克的镭。由于发现放射性物质，居裏夫妇和贝克勒尔共同获得了1903年诺贝尔物理学奖。

发现简史

在柏克勒尔对于铀的放射性质进行了开创先河的观察和研究以后，跟着便发现铀的射线也像X射线，能使空气和其他气体产生导电性，而钍的化合物也经人发现有着类似的性质。1896年起，居裏夫人和她的丈夫一起进行了系统的发现，在各种元素与其化合物以及天然物中寻找这种效应。

柏克勒尔现象，引起了居裏夫妇的浓厚兴趣，射线放出来的力量究竟是从哪裏来的呢?这种放射的性质又是什麽呢?

居裏夫人把自己的全部身心都投入到铀盐的研究中去了，她广为搜罗并研究了各种铀盐矿石，她被铀盐矿石神奇的射线所吸引，她把特别的爱奉献给了这种特别的矿石。

接受过严格而又系统的高等化学教育的居裏夫人，在研究铀盐矿石时想到，没有任何理由可以证明铀是唯一能发射射线的化学元素。她猜想，一定还会有别的元素也具有同样的力量，只不过人们还不知道罢了。

她依据门捷列夫的元素周期律排列的元素，逐一进行测定，结果很快发现另外一种钍元素的化合物，也自动发出射线，与铀射线相似，强度也较接近。

居裏夫人认识到，这种现象决不只是铀的特徵，必须给它一个新名称，居裏夫人就把它命名为放射性，铀、钍等有这种特殊放射功能的物质，叫做放射性元素。

后来，在她的丈夫皮埃尔先生的帮助下，她又测定了能够收集到的所有矿物，她想知道还有哪些矿物具有放射性。

在测量中，她获得了又一个戏剧性的发现，在一种来自波希米亚的沥青铀矿中，她发现，其放射性强度比原先构想的要大不知多少倍。

那麽，这种不正常的而且过度的放射性又是从哪裏来的呢?用这些沥青铀矿中的铀和钍的含量，决不能解释她观察到的放射性的强度。

因此，只能有一种解释，这些沥青矿物中含有一种比铀和钍的放射性作用强得多的新元素，而且不是当时人类所已经知道的元素，它一定是一种未知的元素。

居裏夫人的发现吸引了皮埃尔先生的注意，居裏夫妇携起手来，并驾齐驱，向科学的未知领域发起强有力的进攻。

在条件极其简陋的实验室裏，经过居裏夫妇锲而不舍的长期努力，1898年7月，他们宣布发现了这种新元素，它比纯铀放射性要高出400倍。

为了纪念她饱经磨难的祖国，新元素被命名为钋(即波兰的意思)。

1898年12月，居裏夫妇又根据大量的实验事实宣布，他们又发现了第二种放射性元素，这种新元素的放射性比钋还强，他们把这种新元素命名为镭。

但是，由于没有钋和镭的样品，也没有钋和镭的原子量，当时的科学界，几乎没有人愿意相信他们的这个惊世骇俗的新发现。

居裏夫妇决心，无论付出什麽样的代价，都要提炼出钋和镭的样品，这一方面是为了证实它们的存在，另一方面，也已为了使自己更有把握。

居裏夫妇是一对经济相当拮据的知识分子，他们无力支付购买沥青铀矿所需的高昂的费用。但他们没有被眼前的这只拦路虎所吓倒，他们几乎想尽了各种各样的办法。

经过无数次的周折，奥地利政府这才正式决定，先捐赠一吨重的残矿渣给居裏夫妇，并且许诺，如果他们将来还需要大量的矿渣，可以在最优惠的条件下供应给他们。

居裏夫人立即投入了繁重的提取工作中去，她每次把 20多公斤的废矿渣放入冶炼锅裏加热熔化，连续几个小时不间断地用一根粗大的铁棍搅动沸腾的渣液，而后从中提取仅含百万分之一的微量物质。

从1898年到1902年，经过无数次的提取，处理了近一吨矿石残渣，终于得到了0.1克的镭盐，并测定出了它的原子量是226。

镭的发现在科学界爆发了一次真正的革命，1903年，居裏夫妇因此而双双获得了诺贝尔物理学奖。居裏夫人这一巨大成功绝不是轻而易举就能获得的，它凝聚了居裏夫妇多少汗水、多少泪水，完全是居裏夫妇共同心血的结晶。

元素描述

密度6.0克/立方釐米(20℃)。熔点700℃，沸点约1140℃。银白色有光泽的软金属。在空气中不稳定，易与空气中氮和氧化合。与水作用放出氢气，生成氢氧化镭Ra(OH)2。溶于稀酸。化学性质与钡十分相似;所有镭盐与相应的钡盐是同晶型的。镭能生成仅微溶于水的硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、碘酸盐;镭的氯化物、溴化物、氢氧化物溶于水。已知镭有13种同位素，226Ra半衰期最长，为1622年。

以下为镭的各种反应

与氮气反应

3Ra+N2=Ra3N2

与氧气反应

2Ra+O2=2RaO

与硫反应

Ra+S=RaS

与卤素反应

Ra+F2=RaF2

Ra+Cl2=RaCl2

Ra+Br2=RaBr2

Ra+I2=Ral2

与水反应

Ra+2H2O=Ra(OH)2+H2

元素来源

存在于多种矿石和矿泉中，但含量极稀少，较多的来源于沥青铀矿中。在处理沥青铀矿提取铀时，镭经常与钡一起在不溶于酸的残渣中以硫酸盐形式回收，当时居裏夫妇用了3年9个月提炼出0.1克镭。

辅助资料

居裏夫妇在发现钋后不久，又有另一个惊人的结果。他们从铀矿中分离出富集钋的铋的化合物后，又分离出具有强烈放射性的钡的化合物。他们相信这种矿物中还含有和钡同时分离出来的第二种未知的放射性元素。他们的合作者贝蒙成功地研究了这个未知的放射性元素。在1898年12月，巴黎科学院发表了他们和贝蒙合作的报告:……上述理由使我们相信，这种放射性的新物质裏含有一种新元素，我们提议叫它镭。……

镭的拉丁名称radium是从拉丁文射线(radius)一词而来，它的元素符号定为Ra。

镭在沥青铀矿中含量很小，不过一千万分之一或一千万分之三，要分离出它，就要大量的沥青铀矿。1898年至1902年间，玛丽·居裏和她的丈夫皮埃尔·居裏一起，在简陋的实验室裏艰苦顽强地分析了巨大量(约一吨)的矿渣，终于在1902年提炼出0.1克金属镭，并初步测定了它的原子量。

元素用途

镭能放射出α和γ两种射线，并生成放射性气体氡。镭放出的射线能破坏、杀死细胞和细菌。因此，常用来治疗癌症等。此外，镭盐与铍粉的混合製剂，可作中子放射源，用来探测石油资源、岩石组成等。是核子弹的材料之一。老式的荧光涂料也含有少量的镭。中子轰击镭-225可以获取锕。

镭的衰变

放射性元素在一段时间(各种元素不同的衰变速度)衰变后，会产生不同的物质。镭是其中的一种。

镭的衰变速度

镭的衰变速度与它的现存量R成正比-->dR=Rλdt-->dR/R=λdt--->LnR=Ce^(λt)

t=0,R=R0--->R=R0e^(λt)

镭经过1600年后,只余原始量R0的1/2--->1/2=e^(1600λ)-->λ=(-Ln2)/1600-->R=R0e^[(-Ln2)*t/1600]

镭的α衰变方程

下图为镭的阿尔法方程。