Radon (Rn), kemiskt element, en tung radioaktiv gas från grupp 18 (ädla gaser) i det periodiska systemet, genererat av radioaktivt sönderfall av radium. (Radon kallades ursprungligen radiumutstrålning.) Radon är en färglös gas, 7,5 gånger tyngre än luft och mer än 100 gånger tyngre än väte. Gasen kondenserar vid -61,8 ° C (-79,2 ° F) och fryser vid -71 ° C (−96 ° F). Vid ytterligare kylning lyser fast radon med ett mjukt gult ljus som blir orange-röd vid temperaturen på vätskeluften (−195 ° C [−319 ° F]).
Radon är sällsynt i naturen eftersom dess isotoper är alla kortlivade och eftersom dess källa, radium, är ett knappa element. Atmosfären innehåller spår av radon nära marken till följd av sippling från mark och stenar, som båda innehåller små mängder radium. (Radium förekommer som en naturlig förfallsprodukt av uran som finns i olika bergarter.)
I slutet av 1980-talet hade naturligt förekommande radongas erkänts som en potentiellt allvarlig hälsorisk. Radioaktivt sönderfall av uran i mineraler, särskilt granit, genererar radongas som kan diffundera genom jord och sten och komma in i byggnader genom källare (radon har en högre densitet än luft) och genom vattenförsörjning härrörande från brunnar (radon har en betydande löslighet i vatten). Gasen kan samlas i luften i dåligt ventilerade hus. Förfallet av radon producerar radioaktiva "döttrar" (polonium, vismut och blyisotoper) som kan intas från brunnsvatten eller kan absorberas i dammpartiklar och sedan andas in i lungorna. Exponering för höga koncentrationer av denna radon och dess döttrar under många år kan kraftigt öka risken för att utveckla lungcancer. Faktum är att radon nu anses vara den största orsaken till lungcancer bland icke-rökare i USA. Radonnivåerna är högst i hus byggda över geologiska formationer som innehåller uranmineralavlagringar.
Koncentrerade prover av radon framställs syntetiskt för medicinska och forskningsändamål. Typiskt hålls en tillförsel av radium i ett glaskärl i en vattenlösning eller i form av ett poröst fast ämne från vilket radon enkelt kan strömma. Varje några dagar pumpas den ackumulerade radonen av, renas och komprimeras till ett litet rör, som sedan förseglas och tas bort. Gasröret är en källa till penetrerande gammastrålar, som huvudsakligen kommer från en av radons sönderfallsprodukter, vismut-214. Sådana radonrör har använts för strålterapi och radiografi.
Naturlig radon består av tre isotoper, en från var och en av de tre naturliga radioaktiva sönderdelningsserierna (uran-, thorium- och aktiniumserien). Upptäckt 1900 av den tyska kemisten Friedrich E. Dorn, radon-222 (3,823-dagars halveringstid), den längstlevande isotopen, uppstår i uranserien. Namnet radon är ibland reserverat för denna isotop för att skilja den från de andra två naturliga isotoperna, kallade thoron och actinon, eftersom de har sitt ursprung i torium respektive aktiniumserien.
Radon-220 (thoron; 51,5-sekunders halveringstid) observerades först 1899 av de brittiska forskarna Robert B. Owens och Ernest Rutherford, som märkte att en del av radioaktiviteten hos thoriumföreningar kunde sprängas av vindar i laboratoriet. Radon-219 (aktinon; 3,92-sekunders halveringstid), som är förknippad med aktinium, hittades oberoende 1904 av den tyska kemisten Friedrich O. Giesel och den franska fysikern André-Louis Debierne. Radioaktiva isotoper med massor som sträcker sig från 204 till 224 har identifierats, den längsta livslängden av dessa är radon-222, som har en halveringstid på 3,82 dagar. Alla isotoper förfaller till stabila slutprodukter av helium och isotoper av tungmetaller, vanligtvis bly.
Radonatomer har en särskilt stabil elektronisk konfiguration av åtta elektroner i det yttre skalet, vilket står för elementets karakteristiska kemiska inaktivitet. Radon är emellertid inte kemiskt inert. Exempelvis konstaterades förekomsten av föreningen radondifluorid, som uppenbarligen är mer stabilt kemiskt än föreningar av de andra reaktiva ädelgaserna, krypton och xenon, 1962. Radons korta livslängd och dess högenergiska radioaktivitet orsakar svårigheter för den experimentella undersökningen av radonföreningar.
När en blandning av spårmängder radon-222 och fluorgas upphettas till ungefär 400 ° C (752 ° F) bildas en icke flyktig radonfluorid. Den intensiva a-strålningen av millikurie- och curie-mängder radon ger tillräcklig energi för att tillåta radon i sådana mängder att reagera spontant med gasformigt fluor vid rumstemperatur och med flytande fluor vid −196 ° C (−321 ° F). Radon oxideras också av halogenfluorider såsom ClF 3, BrF 3, BrF 5, IF 7 och [NiF 6] 2- HF-lösningar för att ge stabila lösningar av radonfluorid. Produkterna från dessa fluoreringsreaktioner har inte analyserats i detalj på grund av deras små massor och intensiva radioaktivitet. Icke desto mindre, genom att jämföra reaktioner av radon med de av krypton och xenon har det varit möjligt att härleda att radon bildar en difluorid, RNF 2, och derivat av difluorid. Studier visar att jonisk radon finns i många av dessa lösningar och tros vara Rn 2+, RnF + och RnF 3 -. Det kemiska beteendet hos radon liknar det hos en metallfluorid och överensstämmer med dess position i det periodiska systemet som ett metalloidelement.
Elementegenskaper
| atomnummer | 86 |
|---|---|
| stablest isotop | (222) |
| smältpunkt | −71 ° C (−96 ° F) |
| kokpunkt | −62 ° C (−80 ° F) |
| densitet (1 atm, 0 ° C [32 ° F]) | 9,73 g / liter (0,13 ounce / gallon) |
| oxidationstillstånd | 0, +2 |
| elektronkonfigur. | (Xe) 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 |
