Պոլոնիում

Պոլոնիումը ռադիոակտիվ հատկությունների շնորհիվ հայտնաբերված առաջին տարրն է։ Պոլոնիումը հայտնաբերել են Պիեռ Կյուրի և Մարի Սկլադովսկայա-Կյուրի ամուսինները (1898)^[6] ուրանի խեժահանքում^[7] և անվանել Մարի Սկլադովսկայա-Կյուրիի հայրենիքի՝ Լեհաստանի (լատին․՝ Polonia)^[8][9] պատվին։ Բնական պոլոնիումի՝ ^2l0Po կշռելի քանակներն (0,15 գ) առաջին անգամ անջատվել են ²¹²PO-ի քայքայման արդյունքներից։

Այդ ժամանակ Լեհաստանը ռուսական, գերմանական և ավստրո-հունգարական տիրապետության տակ էր և անկախ չէր։

Կյուրին հույս ուներ, որ տարրը, իր հայրենիքի անունով անվանելով, հայտնի կդառնար իրենց երկրում անկախության պակասը։ Այն առաջին տարրն էր, որի անվանումը օգնեց կարևորել քաղաքական հակասությունները։

Այս տարրը Կյուրիների կողմից հայտնաբերված առաջին տարրն էր։ Այն հայտնաբերվեց, երբ նրանք ուսումնասիրում էին Փիչբլենդ ռադիոակտիվության պատճառը։ Փիչբլենդի միջից ռադիոակտիվ տարրերը՝ ուրանը ու թորիումը, հանելուց հետո, ավելի ռադիոակտիվ է քան ուրանը ու թորիումը միասին։ Այս գաղափարը ստիպեց Կյուրիներին հայթայթել նոր ռադիոակտիվ տարրեր։ 1898 թվականի հուլիսին նրանք փիչբլենդը առանձնացրեցին պոլոնիումից, և հինգ ամիս հետո նաև մեկուսացրեցին ռադիումը։

Պոլոնիումը շատ հազվադեպ է հանդիպվում բնության մեջ, քանի որ իր բոլոր իզոտոպները ունեն շատ կարճ կես-կյանք։ ²¹⁰Po, ²¹⁴Po, և ²¹⁸Po գոյություն ունեն փտած ²³⁸U-ի մեջ։ Պոլոնուոմի ռադիոնուկլիդները մտնում են հազվագյուտ ռադիոակտիվ շարքեր կազմի մեջ։

• ²¹⁰Po (Т_1/2 = 138,376 օր), ²¹⁸Po (Т_1/2 = 3,10 րոպե) и ²¹⁴Po (Т_1/2 = 1,643×10⁻⁴ վայրկյան) - ²³⁸U շարքում,
• ²¹⁶Po (Т_1/2 = 0,145 վրկ) և ²¹²Po (Т_1/2 = 2,99×10⁻⁷ վրկ) - Th շարքում,
• ²¹⁵Po (Т_1/2 = 1,781×10⁻³ վրկ) և ²¹¹Po(Т_1/2 = 0,516 վրկ) - ²³⁵U շարքում։

Պոլոնիումը հազվագյուտ տարր է, պարունակությունը երկրակեղևում 2·10⁻¹⁴ զանգված % է, ուրանի խեժահանքում մինչև 5,8 •10⁻⁵ %, հրաբխային ապարներում՝ մինչև 3•10⁻⁶ %:

Պոլոնիում-2 փոքր քանակությամբ գտնվում է բնության մեջ և կուտակվում է ծխախոտում^[10][11][12]։

Պլոնիումի հայտնաբերվել է նաև սննդային շղթաներում, հատկապես ծովամթերքում^[13][14]։

Պոլոնիումը փափուկ, սպիտակ արծաթափայլ ռադիոակտիվ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 254 °C, եռմանը՝ 1162 °C^[15], խտությունը՝ 9300 կգ/մ³, 366°-ից բարձր առաջանում է պոլոնիումի β-ձևափոխությունը (9398 կգ/մ³)։

Պոլոնիումը և նրա միացությունները չափազանց թունավոր են, միացություններից շատերը նաև ցնդող, որի հետևաքով քիմիական հատկություններն անբավարար են ուսումնասիրված։

Քիմիական հատկություններով պոլոնիումը մոտ է տելուրին, մասամբ նաև բիսմութին։ Միացություններում ունի 4-4, ավելի հազվադեպ -2, +3 և +6 օքսիդացման աստիճաններ։ Լուծվում է թթուներում՝ անջատելով ջրածին։

Օդում տաքացնելիս (250 °C) առաջացնում է PoO₂։ Ինդիկատորային (չկշռվող) քանակներով ստացվել են РоО₃ և պոլոնիումական թթվի աղերը՝ պոլոնատները (օրինակ, K₂PoO₄)։ Հայտնի են նաև PoO օքսիդը, լուծույթում՝ Po²⁺, Po⁺⁴, PoO₃⁻², PoO₄⁻² իոնները, հիդրօքսիդը՝ Ро(ОН)₂, հալոզենիդները՝ РоС1₂, РоВr₂ և այլն, սուլֆիդը՝ PoS^[16][17]:

Կշռելի քանակներով ստացվել են քառահալոգենիդները և սուլֆատները, որոնք ջրում հիդրոլիզվում են։ Հալոգենների հետ առաջացնում է տետրահալոգենիդներ։ Թթուների ազդեցությամբ լուծվում է լուծույթներում՝ առաջացնելով Ро²⁺-ի վարդագույն գույնի իոնը։

${\displaystyle {\mathsf {Po+2HCl\rightarrow PoCl_{2}+H_{2}\uparrow }}}$

Սինթեզվել են պոլոնիում-օրգանական միացությունները՝ (C₆H₅)₂Po, (С^бН₅)₂РоС1_2, և այլն։

Մետաղական պոլոնիումը օդում արագ օքսիդանում է։ Հայտնի են պոլոնիումի երկօքսիդը (РоО₂)_x և պոլոնիումի մոնօքսիդը РоО:

Պոլոնիումը մագնեզիումի առկայությամբ փոխազդում է աղաթթվի հետ՝ առաջացնելով պոլոնոջրածին.

${\displaystyle {\mathsf {Po+Mg+2HCl\rightarrow MgCl_{2}+H_{2}Po}}}$ ,

որոնք սենյակային ջերմաստիճանում գտնվում են հեղուկ վիճակում (−36,1 մինչև 35,3 °C)

Պոլոնիումը միակ քիմիական տարրն է, որը ցածր ջերմաստիճանում ձևավորում է միատոմանի, պարզ խորանարդ բյուրեղացանց^[23]։

Ալֆա վիճակը պարզ խորանարդային կառուցվածքի միակ հայտնի օրինակն է մեկ ատոմի դեպքում, որի գագաթնային չափսերն են 335.2 պիկոմետր է, իսկ բետա վիճակը՝ ռոմբոբջջրային^[24][25][26]։ Պոլոնիումի կառուցվածքը բնութագրվել է ռենտգենյան ճառագայթների և էլեկտրոնների օգնությամբ։

Պոլոնիումը ունի 33 հայտնի իզոտոպներ, որոնք բոլորը ռադիոակտիվ են։ Հայտնի են 193-218 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպները, որոնցից ամենակայունը ²⁰⁹Po(T_1/2 = 103 տարի) արհեստական իզոտոպն է։ Բնության մեջ հանդիպում են 210-212, 214-216 և 218 զանգվածի թվերով իզոտոպները, առաջանում են որպես բնական ռադիոակտիվ շարքերի անդամներ։ Նրանց հարաբերական ատոմային զանգվածները տատանվում են 188-ից 220։ ²¹⁰Po-ը (կես կյանք-138.376 օր) և բոլոր իզոտոպներից ամենատարածվածն է։ Իսկ ամենաերկարակյաց իզոտոպը ²⁰⁹Po-ը (կես կյանք 125.2 ± 3.3 տարի) և ²⁰⁸Po-ը (կես կյանք 2.9 տարի)։ Պոլոնիումի կայուն իզոտոպներ հայտնի չեն^[27]։Ամենակայունը բնական իզոտոպն է՝ ²¹⁰Po(T_1/2= 138 օր, α-ճառագայթիչ, փոխարկվում է ²⁰⁶Рb-ի) որն աննշան քանակներով կուտակվում է ուրանի հանքերում, մշտապես ուղեկցում ռադիումին և նրա միացություններին։

²⁰⁸Po-ը կարող է ստացվել հատուկ անոթի մեջ կապարի կամ բիսմութի ալֆա, պրոտոն կամ դեյտրոն ռմբակոծումից։^{Պինդ վիճակ}

Պոլոնիումը ռադիոակտիվ տարր է, որը գոյություն ունի երկու մետաղական ալոտրոպներում։

Պոլոնիումը (²¹⁰Ро) միլիգրամային քանակներով ստանում են միջուկային ռեակտորներում՝ բիսմութը նեյտրոններով ճառագայթելով։

${\displaystyle {Bi^{209}+p\rightarrow {Po}^{209}+n}}$

2006 թվականին բրիտանացի գիտնական և գրող Ջոն Էմսլի հաստատմամբ, այդ տարվա ընթացքում արտադրվել է մոտ 100 գրամ ²¹⁰Ро-ում.^[28]:

Ըստ բրիտանացի փորձագետների՝ պոլոնիումի-210 մանրադիտակային դոզան արժի միլիոնավոր ԱՄՆ դոլլարներ^[29]։ Մյուս կողմից, ռադիոքիմիկոսների հաստատմամբ բիսմութից ստացված պոլոնիումի-210 շատ էժան է^[30]։ Համաձայն 2006 թվականի տվյալների՝ արտադրված պոլոնիումի-210-ի 9,6 գրամի համար վճարվում էր շուրջ 10 միլիոն ռուբլի^[31], որը համընկնում է տրիտիումի գնի հետ^[32]։

Սակայն ամերիկյան United Nuclear ընկերություն, ստանալով իզոտոպը Ռուսաստանում, 2006 թվականին պոլոնիումի նմուշները վաճառեց $69 գնով, պնդելով, որ մահացու դոզայի համար կպահանջվի ավեի քան $1 միլիոն դոլլար^[33]։

Պոլոնիումը չունի հասարակ միացություններ և իր գրեթե բոլոր միացությունները արհեստականորեն են ստացվում։ Այդ միացություններիցավելի քան 50-ը ճանաչված են։ Պոլոնիումի ամենակայուն միացությունները պոլոնիդներն են, որոնք պատրաստվում են երկու տարրերի անմիջական փոխազդեցությունից։

Na₂Po-ը ունի անտիֆլորիտ կառուցվածքը, Ca, Ba, Hg, Pb տարրերի պոլոնիդների և լանթանիդների փոխազդեցությունից առաջանում է NaCl-ի ցանցեր, իսկ BePo-ը և CdPo-ը ունեն ուրտզիտ, և MgPo-ը՝ նիկել արսենիդ կառուցվածքը։

Պոլոնիումային հիմքով ալֆա մասնիկների աղբյուրները առաջացել էին ԽՍՀՄ-ում։ Այսպիսի աղբյուրներ օգտագործվում էին արդյունաբերական ծածկույթների հաստությունը որոշելու համար։

Պոլոնիումի կիրառությունները քիչ են։ Այն օգտագործվում է տիեզերագնաց և հակաստատիկ սարքերի պատրաստման մեջ։ Նաև հանդիսանում է նեյտրոնների և ալֆա մասնիկների աղբյուր։

²¹⁰Po բնական ռադիոակտիվ նստվածքի սովորական բաղադրիչն է, որը արմատների և վերգետնյա օրգանների միջոցով անցնում է բույսին։ Մարդու և կենդանիների օրգանիզմ է ներմուծվում սննդի հետ․ թեյը պարունակում է 500-600․ ծովային ձուկը՝ 20-100, միսը՝ 2-3, ձավարեղենը՝ 2, հացը՝ 1 պԿյուրի/կգ։

Մարդու և կենդանիների հյուսվածքներում պոլոնիումի պարունակությունը մոտ 4•10⁻² պԿյուրի/կգ է։ Նրա այդպիսի փոքր քանակների կենսաբանական ներգործությունը վատ է ուսումնասիրված, մեծ քանակները α-ճառագայթման պատճառով ազդում են բազմաթիվ օրգանների վրա։

• Ալեքսանդր Վալտերովիչ Լիտվինենկոն 2006 թվականին մահացել է պոլոնիում-210-ի թունավորումից։
• Պոլոնիումը հայտնաբերվել է Յասեր Արաֆաթի անձնական իրերում, ով մահացել է 2004 թվականին։ Որոշվել է նշանակել արտաշիրիմում^[34]։ Սկզբում շվեյցարական միջազգային հանձնաժողովը հաստատեց, այն փաստը, որ թունավորվել է պոլոնիումով^[35]։ Ավելի ուշ ռուսական և ֆրանսիական կողմերի արդյունքների եզրակացության համաձայն թունավորման ոչ մի ապացույց չկար^[36]։

• Պարբերական աղյուսակ
• Ռադիոակտիվ շարքեր

• Bagnall, K. W. (1962). «The Chemistry of Polonium». Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. Vol. 4. New York: Academic Press. էջեր 197–226. doi:10.1016/S0065-2792(08)60268-X. ISBN 0-12-023604-4. Վերցված է 2012 թ․ հունիսի 14-ին.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth–Heinemann. ISBN 0080379419.

• Chemistry in its element podcast (MP3) from the Royal Society of Chemistry's Chemistry World: Polonium
• Polonium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Gesundheits- und Umweltaspekte von Polonium
• Polonium-210 – In tödlicher Mission
• Verfahren zur Bestimmung von Polonium-210 in Urin in einem radiochemischen Labor des Forschungszentrums Jülich

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Պոլոնիում» հոդվածին։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։