POLON (Po), pierwiastek chemiczny należący do 16 grupy (tlenowce), leżący w 6 okresie w układzie okresowym, o liczbie atomowej 84, masie atomowej [210], został odkryty w 1898 r. przez Marię i Piotra Curie w rudzie uranowej jako jeden z najwcześniej poznanych pierwiastków promieniotwórczych (jednocześnie z radem). Zawartość polonu wynosi w niej około 0,1 mg/t, jest więc mniejsza od zawartości radu, natomiast intensywność apromieniowania polonu jest znacznie silniejsza niż radu (okres połowicznego rozpadu 210Po wynosi 138,3 dni, 226Ra – 1590lat). Występuje on jako jeden z członów w szeregach rozpadowych pierwiastków promieniotwórczych.

Polon jest srebrzystobiałym metalem, wykazującym własności zasadowe. W związkach chemicznych występuje na –II, II, IV i VI stopniu utlenienia. Na stopniu utlenienia IV jest najtrwalszy.

Znanych jest kilkanaście związków chemicznych polonu. Najważniejsze związki to tlenki, wodorotlenki, halogenki, siarczki. Przykładowe związki polonu:

  • dwuchlorek polonu PoCl2 (polon dwuwartościowy),
  • żółty dwutlenek polonu PoO2 (polon czterowartościowy, powstaje przez utlenienie polonu na powietrzu),
  • różowy czterochlorek polonu PoCl4,
  • czerwony czterobromek polonu PoBr4,
  • czarny czterojodek polonu PoJ4.

Z metalami tworzy polonki - np. PbPo, a także związki metaloorganiczne. Wykazano istnienie nader nietrwałego wodorku polonu (H2Po), z którego formalnie wywodzą się polonki. Dodatek amoniaku wytrąca z kwaśnych roztworów soli polonu żółty wodorotlenek o słabo kwaśnych własnościach, gdyż rozpuszcza się w zasadach z utworzeniem jonów poloninowych PoO32-. Ze słabo kwaśnych roztworów Po (IV) siarkowodór wytrąca siarczek polonu (II) PoS, który rozkłada się w próżni na składniki, co jest wykorzystywane do otrzymywania metalicznego polonu. Silnie zasadowy charakter polonu w grupie VI objawia się zdolnością tworzenia siarczanu obojętnego i zasadowego o składzie Po(SO4)2 i 2PoO2 SO3.

Pierwiastek ten obecny jest w skorupie ziemskiej i w śladowych ilościach w rudach uranu, gdzie ma postać tlenku. Można go uzyskać w ilościach miligramowych naświetlając neutronami bizmut. Polon otrzymuje się sztucznie w reakcji jądrowej, z roztworów zawierających ślady Po można go wydzielić elektrolitycznie lub osadzić za pomocą blaszki Ag, Ni czy Pt, a następnie przesublimować w próżni. Niewątpliwie Po wykazuje jako pierwiastek i w związkach bardziej zasadowy i metaliczny charakter od Te, jest jednak do niego bardzo podobny.

Znane są dwie odmiany alotropowe polonu, a, β.  Polon posiada 33 izotopy z przedziału mas 194 - 218, nie posiada jednak trwałych izotopów. Powstaje w wyniku przemian promieniotwórczych, okres połowicznego rozpadu polonu 210Po wynosi 138,3 dni, emituje cząstkę a.Otrzymano także Polon 209Po o okresie połowicznego rozpadu 200 lat, w wyniku sztucznej syntezy jądrowej poprzez bombardowanie bizmutu neutronami. Najtrwalszym, naturalnie występującym izotopem jest izotop 210Po, który zawiera się w dymie papierosowym.  Metaliczny polon otrzymywany jest przez elektrolizę roztworów jego soli.

Zastosowania:

W chemii radiacyjnej jako wysokowydajne źródło cząstek a, zmieszany z berylem jako źródło neutronów. Ze względu na bardzo duży koszt produkcji samego polonu, związki tego pierwiastka nie mają żadnego praktycznego wykorzystania. W ZSRR, w latach 60 - tych, PoF6 był używany jako aktywator lakierów luminescencyjnych mający zastosowanie w lampach, obecnie został jednak zastąpiony tańszymi odpowiednikami.

RAD (Ra)

Pierwiastek należący do drugiej grupy głównej układu okresowego (berylowce), o liczbie atomowej 88 i masie atomowej [226]. Posiada własności zasadowe. W związkach występuje jako dwuwartościowy (bezbarwne jony Ra2+), najważniejsze związki to:

  • wodorotlenek radowy Ra(OH)2 - rozpuszcza się w wodzie, mocno zasadowy
  • chlorek radu RaCl2 i bromek RaBr2 (bezwodny chlorek radowy powstaje przy przepuszczaniu chlorowodoru i par czterochlorku węgla nad siarczanem radowym, natomiast dwuwodny chlorek radowy można otrzymać przez rozpuszczenie węglanu radowego w kwasie solnym)
  • węglan radowy RaCO3 i siarczan radowy RaSO4 – trudno rozpuszczalne (węglan radowy powstaje przez wytrącenie rozpuszczalnych soli radu za pomocą węglanu amonowego, siarczan radowy jest trudniej rozpuszczalny od siarczanu barowego)

Rad jest miękkim metalem o jasnoszarej barwie i aktywności chemicznej podobnej do baru. Metaliczny rad otrzymany został przez Marię Skłodowską – Curie przez elektrolizę soli radowych w postaci amalgamatu radu. Rad odpowiada pod względem chemicznym swym lżejszym homologom, a w szczególności barowi. Jest członem szeregu uranowo – radowego naturalnych pierwiastków promieniotwórczych. Sole radu barwią płomień palnika gazowego na kolor intensywnie czerwony. Jest to najmniej rozpowszechniony pierwiastek w przyrodzie. Rad posiada 27 znanych izotopów z przedziału mas izotopowych 213 - 230, wszystkie emitują promieniowanie jonizujące. Wszystkie izotopy radu są niestabilne, najtrwalszy jest izotop 226Ra posiadający czas półtrwania t1/2=1599 lat.

Jako jeden z produktów radioaktywnego rozpadu uranu (okres połowicznego rozpadu wynosi ok. 1590 lat, sam rad przechodzi w radon)  jest chemicznie bardzo aktywny, występuje w bardzo małych ilościach we wszystkich minerałach uranowych. Najbogatszym w rad minerałem jest blenda smolista (blenda uranowa), stanowiąca główne źródło tego pierwiastka. Zawiera ona jednak zaledwie 0,14 g Ra na 100 kg. Innym źródłem radu jest także karnotyt. W karnotytach afrykańskich zawartość radu wynosi 1 g na 40 ton rudy, w kanadyjskich 1 g na 6-7 ton rudy. Ze względu na tak małe stężenie wydobycie radu z rud uranowych jest bardzo żmudne i kosztowne. Dotychczasowa światowa produkcja radu wynosi ok. 3 kg. W toku przeróbki rud rad strąca się w postaci siarczanu razem z barem służącym jako nośnik. Osad obu siarczanów przeprowadza się w bromki i rozdziela za pomocą frakcjonowanej krystalizacji. Metaliczny rad został otrzymany w 1910 r. przez Marię Skłodowską –Curie na drodze elektrolizy chlorku baru. Użyto przy tym katody rtęciowej. Po zakończeniu elektrolizy rtęć oddzielono od radu przez destylowanie. Rad jest metalem srebrzystobiałym, topiącym się w temp. 970 °C. Pod względem własności chemicznych zbliża się do baru; utlenia się w atmosferze powietrza i rozkłada wodę, tworzy łatwo rozpuszczalny chlorek, RaCl2, i trudno rozpuszczalny siarczan, RaSO4. Węglan radu, RaCO3, trudno rozpuszcza się w wodzie, ulega natomiast łatwo działaniu kwasów. Na powietrzu w temperaturze pokojowej pokrywa się szybko warstewką tlenku, a po ogrzaniu zapala się. Metal ten ulega działaniu wody i alkoholi. Jest on silnym reduktorem - wykazuje duże powinowactwo do tlenu. Z azotem tworzy azotek Ra3N2. Reaguje energicznie z fluorowcami tworząc odpowiednie halogenki. Rad ulega na zimno działaniu rozcieńczonych kwasów. Reaguje z wodorem tworząc wodorek RaH2.

Zastosowanie:

85% światowych zapasów radu wykorzystuje się do celów leczniczych ( w formie chlorku lub bromku) stosowany w med. do zwalczania nowotworów złośliwych, pozostała cześć do celów naukowych, w technice - do sporządzania stale świecących luminoforów. Zmalało natomiast znaczenie radu jako źródła promieniowania gamma γ ze względu na łatwość otrzymania licznych sztucznych izotopów promieniotwórczych.