Полоний (Po)
ПолуметаллТвердое вещество
Стандартный атомный вес
[209]Электронная конфигурация
[Xe] 6s2 4f14 5d10 6p4Температура плавления
253.85 °C (527 K)Температура кипения
961.85 °C (1235 K)Плотность
9320 kg/m³Степени окисления
−2, +2, +4, +5, +6Электроотрицательность (Полинг)
2Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1898Атомный радиус
190 pmДополнительно
Полоний — очень редкий, высокорадиоактивный халькоген под теллуром в группе 16. В природе он встречается лишь в ничтожно малых количествах как часть цепочек распада урана и тория, главным образом через такие изотопы, как ²¹⁰Po. Его химия сочетает металлический характер с поведением халькогена, а его значение связано главным образом с интенсивной альфа-радиоактивностью, а не с обычным использованием в материаловедении.
Полоний-210 — это металл с низкой температурой плавления, довольно летучий, 50% которого испаряется на воздухе за 45 часов при 55°C. Он является альфа-излучателем с периодом полураспада 138,39 суток. Один миллиграмм испускает столько же альфа-частиц, сколько 5 г радия.
Энергия, выделяющаяся при его распаде, настолько велика (140 Вт/г), что капсула, содержащая около половины грамма, нагревается до температуры выше 500C. Капсула также характеризуется контактной мощностью дозы гамма-излучения 0,012 Гр/ч. Несколько кюри (1 кюри = 3.7 x 1010 Бк) полония дают голубое свечение, вызванное возбуждением окружающего газа.
Полоний легко растворяется в разбавленных кислотах, но лишь слабо растворим в щелочах. Соли полония органических кислот быстро обугливаются; галогенангидриды аминов восстанавливаются до металла.
Полоний был открыт Марией Склодовской-Кюри, польским химиком, в 1898 году. Она получила полоний из урановой смоляной обманки, материала, содержащего уран, после того как заметила, что необогащенная смоляная обманка была более радиоактивной, чем выделенный из нее уран. Она сделала вывод, что смоляная обманка должна содержать по крайней мере еще один радиоактивный элемент. Кюри пришлось переработать несколько тонн смоляной обманки, чтобы получить крошечные количества полония и радия, еще одного радиоактивного элемента, открытого Кюри. В одной тонне урановой руды содержится лишь около 100 микрограммов (0,0001 грамма) полония. Из-за редкости полоний обычно получают путем облучения висмута-209 нейтронами в ядерном реакторе. При этом образуется висмут-210, период полураспада которого составляет 5 дней. Висмут-210 распадается в полоний-210 через бета-распад. Этим методом были получены миллиграммовые количества полония-210.
Полоний-210 является очень сильным источником альфа-частиц. Один грамм полония-210 выделяет 140 Вт тепловой энергии и рассматривается как легкий источник тепла для термоэлектрического питания космических аппаратов. Период полураспада полония-210 составляет 138,39 дня.
Наиболее стабильный изотоп полония, полоний-209, имеет период полураспада 102 года. Он распадается в свинец-205 через альфа-распад. Полоний-209 доступен в Oak Ridge National Laboratory по цене около 3200 долларов за микрокюри.
Назван в честь Польши, родины мадам Кюри. Полоний, также называемый радием F, был первым элементом, открытым Кюри в 1898 году при поиске причины радиоактивности смоляной обманки из Яхимова, Богемия. Электроскоп показал, что он выделяется вместе с висмутом.
Изображения
Свойства
Физические
- Атомный радиус (эмпир.)
- 190 pm
- Ковалентный радиус
- 140 pm
- Радиус Ван-дер-Ваальса
- 197 pm
- Плотность
- Молярный объём
- 0.0227 L/mol
- Агрегатное состояние (НУ)
- solid
- Температура плавления
- 253.85 °C
- Температура кипения
- 961.85 °C
- Кристаллическая структура
- sc
Химические
- Электроотрицательность (Полинг)
- 2
- Электроотрицательность (Аллен)
- 2.19
- Сродство к электрону
- Энергия ионизации (1-я)
- Энергия ионизации (2-я)
- Энергия ионизации (3-я)
- Энергия ионизации (4-я)
- Энергия ионизации (5-я)
- Степени окисления
- −2, +2, +4, +5, +6
- Валентные электроны
- 6
- Электронная конфигурация
Термодинамические
- Теплота плавления
- 0.13473597 eV
- Теплота парообразования
- 1.057159 eV
- Теплота возгонки
- 1.824118 eV
- Теплота атомизации
- 1.824118 eV
Ядерные
- Протоны
- 84
- Нейтроны
- 125
- Известные изотопы
- 42
- Стабильные изотопы
- 0
- Массовое число (наиб. стабильного)
- 209
- Наиболее стабильный изотоп
- Po-209
- Год открытия
- 1898
Распространённость
- Распространённость (земная кора)
- 2.000e-10 мг/кг
- Распространённость (океан)
Кристаллическая структура
- Параметр решётки a
- 335 pm
Электронная структура
- Электронов на оболочке
- 2, 8, 18, 32, 18, 6
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7440-08-6
- Термный символ
- InChI
- InChI=1S/Po
- InChI Key
- HZEBHPIOVYHPMT-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измерено
Po: 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
Нет стабильных изотопов.
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 211 Радиоактивный | 210,9866536 ± 0,0000014 | N/A | 516 мс |
| 193 Радиоактивный | 192,991026 ± 0,000037 | N/A | 399 мс |
| 194 Радиоактивный | 193,988186 ± 0,000014 | N/A | 392 мс |
| 212 Радиоактивный | 211,9888684 ± 0,0000013 | N/A | 294.4 ns |
| 188 Радиоактивный | 187,999416 ± 0,000021 | N/A | 270 us |
Фазовое состояние
Причина: на 228.9 °C ниже точки плавления (253.85 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для плавления 1 моля при tплав
Энергия для испарения 1 моля при tкип
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 84 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| Po I | 0 | 37 | 0 | 4 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| Po I | 0 | 33 |
| Po II | +1 | 2 |
| Po III | +2 | 2 |
| Po IV | +3 | 2 |
| Po V | +4 | 2 |
| Po VI | +5 | 2 |
| Po VII | +6 | 2 |
| Po VIII | +7 | 2 |
| Po IX | +8 | 2 |
| Po X | +9 | 2 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +4 | 6 | N/A | 94 пм |
| +4 | 8 | N/A | 108 пм |
| +6 | 6 | N/A | 67 пм |
Соединения
Изотопы (5)
Twenty five isotopes of polonium are known, with atomic masses ranging from 194 to 218. Polonium-210 is the most readily available. Isotopes of mass 209 (half-life 103 years) and mass 208 (half-life 2.9 years) can be prepared by alpha, proton, or deuteron bombardment of lead or bismuth in a cyclotron, but these are expensive to produce.
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 211 Радиоактивный | 210,9866536 ± 0,0000014 | N/A | 516 мс | α =100% | |
| 193 Радиоактивный | 192,991026 ± 0,000037 | N/A | 399 мс | α ≈100%β+ ? | |
| 194 Радиоактивный | 193,988186 ± 0,000014 | N/A | 392 мс | α ≈100%β+ ? | |
| 212 Радиоактивный | 211,9888684 ± 0,0000013 | N/A | 294.4 ns | α =100% | |
| 188 Радиоактивный | 187,999416 ± 0,000021 | N/A | 270 us | α ≈100%β+ ? |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
- Ковалентный радиус (Пюккё)
- Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)
- Ковалентный радиус (Пюккё, тройная связь)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
- Truhlar
- UFF
- MM3
Атомные и металлические радиусы
- Атомный радиус (Рам)
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- Pettifor
- Glawe
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- Gunnarsson–Lundqvist
- Robles–Bartolotti
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- Дипольная поляризуемость (погр.)
- C₆ (Gould–Bučko)
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 527.15 K |
| Температура кипения | 1235.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (15)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 1.6232 |
| 2 | p | 4.5428 |
| 2 | s | 22.0782 |
| 3 | d | 13.428 |
| 3 | p | 23.2851 |
| 3 | s | 24.3813 |
| 4 | d | 36.3328 |
| 4 | f | 37.8416 |
| 4 | p | 36.3328 |
| 4 | s | 35.4784 |
Детализация кристаллических радиусов (3)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 4 | VI | 108 | from r^3 vs V plots, | |
| 4 | VIII | 122 | from r^3 vs V plots, | |
| 6 | VI | 81 | Ahrens (1952) ionic radius, |
Режимы распада изотопов (71)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 186 | A | 100% |
| 186 | p | — |
| 187 | A | 100% |
| 187 | B+ | — |
| 188 | A | 100% |
| 188 | B+ | — |
| 189 | A | 100% |
| 189 | B+ | — |
| 190 | A | 100% |
| 190 | B+ | — |
Факторы рассеяния X‑лучей (516)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 4.92763 |
| 10.1617 | — | 4.95784 |
| 10.3261 | — | 4.98823 |
| 10.4931 | — | 5.01881 |
| 10.6628 | — | 5.04957 |
| 10.8353 | — | 5.10634 |
| 11.0106 | — | 5.17368 |
| 11.1886 | — | 5.24191 |
| 11.3696 | — | 5.31104 |
| 11.5535 | — | 5.38108 |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
2×10-10 milligrams per kilogram
Источники (1)
- [5] Polonium https://education.jlab.org/itselemental/ele084.html
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
1.5×10-14 milligrams per liter
Источники (1)
- [5] Polonium https://education.jlab.org/itselemental/ele084.html
Sources
Sources of this element.
Polonium is a very rare natural element. Uranium ores contain only about 100 micrograms of the element per ton. Its abundance is only about 0.2% of that of radium.
In 1934, scientists discovered that when they bombarded natural bismuth (209Bi) with neutrons, 210Bi, the parent of polonium, was obtained. Milligram amounts of polonium may now be prepared this way, by using the high neutron fluxes of nuclear reactors.
Источники (1)
- [6] Polonium https://periodic.lanl.gov/84.shtml
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Polonium.
The element property data was retrieved from publications.