Radiy
← Fransiy | Aktiniy →
88 Ba ↑ Ra ↓ Ubn 88Ra
Oddiy moddaning tashqi ko‘rinishi
Radiy namunasi
Atomning xossalari
Nomi, belgisi, tartib raqami	Radiy / Radium (Ra), 88
Guruh, davr, blok	2 (eskirgan tasnifda IIA), 7, s-element
Atom massasi (molyar massa)	226,0254 a. m. b. (g/mol)
Elektron konfiguratsiyasi	[Rn] 7s2
Kimyoviy xossalari
Ion radiusi	(+2e) 143 pm
Elektrmanfiylik	0,9 (Poling shkalasi)
Elektrod potensiali	Ra←Ra2+ −2,916 V
Oksidlanish darajalari	+2
Ionlanish energiyasi (birinchi elektron)	1-chi 509,3 (5,2785) kJ/mol (eV) 2-chi 979,0 (10,147) kJ/mol (eV)
Oddiy moddaning termodinamik xossalari
Zichlik ( m. sh. da))	(xona haroratida) 5,5 g/sm3
Erish harorati	1233 K (960 °C)
Qaynash harorati	2010 K (1737 °C)
Molyar erish issiqligi	8,5 kJ/mol
Molyar bug‘lanish issiqligi	113 kJ/mol
Molyar issiqlik sig‘imi	29,3 J/(K·mol)
Molyar hajm	45,0 sm3/mol
Kristall panjara oddiy moddasining
Panjara tuzilishi	Hajm markazlashgan kubik
Panjara parametrlari	a = 0,5148 nm
Boshqa xususiyatlari
Issiqlik o‘tkazuvchanligi	(300 K) (18,6) Vt/(m·K)
CAS raqami	7440-14-4
Eng uzoq yashovchi izotoplar
Asosiy maqola: Radiy izotoplari Izotop Tabiiy tar- qalishi Yarim yemirilish davri Yemirilish turi Yemirilish mahsuloti 223Ra juda oz miqdorda 11,43 kun α 219Rn 224Ra juda oz miqdorda 3,6319 kun α 220Rn 225Ra juda oz miqdorda 14,9 kun β− 225Ac 226Ra juda oz miqdorda 1600 yil α 222Rn 228Ra juda oz miqdorda 5,75 yil β− 228Ac

Radiy (kimyoviy belgisi — Ra, lotincha Radium) — kimyoviy element bo‘lib, davriy jadvalning 2-guruhiga ( eskirgan tasnifda — IIA guruhning asosiy kichik guruhiga) va yettinchi davriga mansub. U D. I. Mendeleyev davriy sistemasida atom raqami 88.

Oddiy modda radiy — yaltiroq, ishqoriy-yer metalli kumushsimon oq rangli bo‘lib, havoda tez xiralashadi. Kimyoviy faolligi yuqori, juda zaharli va kanserogen. Radiy birikmalari bariy birikmalariga qaraganda ancha zaharli. Bunga radiyning yuqori radioaktivligi sabab bo‘ladi.

Uning izotoplari orasida eng barqarori nuklid ²²⁶Ra (yarim yemirilish davri taxminan 1600 yil).

Fransuz olimlari Pyer va Mariya Kyuri uran rudasidan uran ajratib olingandan keyin qolgan chiqindilar (uran smola rudasi, qazib olingan joyi: Yoaximstal shahri, Chexiya), sof uranga nisbatan radioaktivroq ekanini aniqladilar. Kyuri juftligi bir necha yillik jadal mehnat natijasida bu chiqindilardan ikkita kuchli radioaktiv element — poloniy va radiyni ajratib oldilar. Kyurilar radiyning kashf etilgani haqida (bariy bilan aralashma holatida) birinchi marta 26-dekabr 1898-yilda Fransiya Fanlar akademiyasida ma’lum qilishdi. 1910-yilda Mariya Kyuri va Andre Debyern sof radiyni quyidagicha ajratib oldilar: elektroliz jarayonida radiy xloridini simobli katodda qayta ishlab, so‘ng vodorod muhitida distillatsiya qildilar. Ajratilgan modda radiy-226 izotopi — uran-238 yemirilishi mahsuloti edi. Radiy va poloniyni kashf etgani uchun Kyuri juftligi Nobel mukofotiga sazovor bo‘ldi. Radiy uran-238 izotopining radioaktiv yemirilishida ko‘plab oraliq bosqichlar orqali hosil bo‘ladi va shu sababli uran rudasida oz miqdorda uchraydi.

Rossiyada radiy ilk bor mashhur sovet radiokimyogari V. G. Xlopin tajribalarida olingan. 1918-yilda Davlat rentgenologiya instituti negizida Radiy bo‘limi tashkil etilib, 1922-yilda alohida ilmiy institut maqomini oldi. Radiy institutining muhim vazifalaridan biri radioaktiv elementlarni, birinchi navbatda radiyni tadqiq etish edi. Institut direktori etib V. I. Vernadskiy, direktor o‘rinbosari etib V. G. Xlopin tayinlandi, institutning fizika bo‘limini esa L. V. Misovskiy boshqardi.

Buyuk Britaniyada 1909-yilda London radiy instituti ochilib, radiyning tibbiyotda amaliy qo‘llanishini tadqiq qilgan.

Radiyning radioaktiv yemirilishi jarayonida hosil bo‘ladigan ko‘plab radionuklidlar kimyoviy jihatdan aniqlanishidan oldin radiy A, radiy B, radiy C va hokazo nomlar bilan atalgan. Hozir ular boshqa kimyoviy elementlarning izotoplari ekani ma’lum bo‘lsa-da, bu tarixiy nomlar ba’zan an’anaga ko‘ra ishlatiladi:

Kyuri juftligi sharafiga atalgan, tizimdan tashqari radioaktiv manba faolligining «kyuri» (Ki) birligi sekundiga 3,7⋅10¹⁰ ta yemirilishga, ya’ni 37 GBkga teng bo‘lib, dastlab 1 gramm radiy-226 faolligiga asoslangan. Biroq aniqroq o‘lchovlar natijasida 1 g radiy-226 ning faolligi quyidagidan taxminan 1,3 % kam ekani aniqlandi: 1 Ki. Hozir bu birlik sekundiga aniq 37 milliard yemirilish sifatida belgilanadi.

«Radiy» nomi Ra atomlari yadrolarining nurlanishi bilan bog‘liq (lot. radius — nur).

Radiy atomining to‘liq elektron konfiguratsiyasi: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰6p⁶7s²

Oddiy sharoitda radiy yaltiroq oq metall bo‘lib, havoda qorayadi (bunga, ehtimol, radiy nitridi Ra₃N₂ yoki uning oksid RaO bilan aralashmasi hosil bo‘lishi sabab bo‘ladi). U suv bilan reaksiyaga kirishadi. Xossalari bariy va stronsiyga o‘xshaydi, lekin kimyoviy faolligi yuqoriroq. Odatiy oksidlanish darajasi — +2. Radiy gidroksidi Ra(OH)₂ — kuchli, o‘yuvchi asosdir.

Metall radiyning kristall panjarasi kubik singoniyaga (hajm markazlashgan panjara) mansub bo‘lib, fazoviy guruhi Im3m, elementar yacheyka parametrlari a = 0,5148 nm. Zichligi 5,5 g/sm³. Erish harorati 969 °C (0,65 millibar bosimda), qaynash harorati 1507 °C. Erish issiqligi 8 kJ/mol. Bug‘lanish issiqligi 149,6 kJ/mol. Sublimatsiya issiqligi 157,9 kJ/mol. Issiqlik sig‘imi C0
p 29,3 J/(mol·K). Entropiyasi S0
298 69,1 J/(mol·K).

Kuchli radioaktivlik tufayli radiyning barcha birikmalari qorong‘ida yaqqol ko‘rinadigan ko‘kimtir nur chiqaradi (radioxemilyuminessensiya (radiochemiluminescence)), uning tuzlarining suvli eritmalarida esa radioliz yuz beradi. Metall radiy-226 radioaktiv yemirilish tufayli soatiga 550 J issiqlik ajratadi (har 1 g hisobiga).Yemirilish jarayonida energiya bilan birga radon (taxminan 1 mm³ radon-222 bir sutkada 1 g radiy-226 dan ajraladi) va geliy ham hosil bo‘ladi.

Suvli eritmada radiy rangsiz Ra²⁺ kationiga aylanadi, shuning uchun radiyning barcha birikmalari oq rangli bo‘ladi. Biroq radiyning alfa-nurlanishi ta’sirida ular vaqt o‘tishi bilan sarg‘ayib, so‘ng yanada to‘q rangga kiradi. Radiy xloridi suvda bariy xloridiga qaraganda kamroq eriydi. Radiy bromidi xloriddan yaxshiroq eriydi. Radiy nitratining eruvchanligi nitrat kislota konsentratsiyasi oshishi bilan kamayadi. Radiyning erimaydigan tuzlariga sulfat, xromat, karbonat, yodat, tetraftorberillat va nitrat kiradi. Karbonatdan tashqari, ularning barchasi bariyning mos tuzlariga nisbatan kamroq eriydi. Ma’lum sulfatlar ichida radiy sulfati eng kam eriydiganidir.

XX asr boshlarida sof radiy olish nihoyatda mashaqqatli ish edi. Mariya Kyuri sof radiyning kichik bir bo‘lagini olish uchun 12 yil mehnat qilgan. Atigi 1 g sof radiy olish uchun bir necha vagon uran rudasi, 100 vagon ko‘mir, 100 sisterna suv va 5 vagon turli kimyoviy moddalar kerak bo‘lgan. Shuning uchun XX asr boshlarida dunyoda radiydan qimmat metall bo‘lmagan. 1 g radiy uchun 200 kgdan ortiq oltin qiymatini to‘lash kerak edi.

Odatda radiy uran rudalaridan olinadi. Juda eski rudalarda uzoq muddatli radioaktiv muvozanat qaror topgan bo‘lsa, uran-238 yemirilish zanjirida har bir tonna uranga 333 milligramm radiy-226 to‘g‘ri keladi.

Radiyni uranli minerallardan yuvib chiqaradigan radioaktiv tabiiy suvlardan olish usuli ham bor. Bunday suvlardagi radiy miqdori 7,5×10⁻⁹ g/ggacha yetishi mumkin. Masalan, hozirgi Komi Respublikasi Uxta tumanidagi Vodniy posyolkasi o‘rnida 1931-yildan 1956-yilgacha dunyoda radiyni Uxta konining minerallashgan yerosti suvlaridan ajratib oladigan yagona korxona — «Vodniy promisel» ishlab turgan.

Mazkur zavodning huquqiy vorisi («Progress» Uxta elektrkeramika zavodi OAJ) arxivida saqlangan hujjatlar tahliliga ko‘ra, «Vodniy promisel» yopilguniga qadar u yerda taxminan 271 g radiy ishlab chiqarilgan. 1954-yilda jahonda qazib olingan radiy zaxirasi 2,5 kg deb baholangan. Demak, 1950-yillarning boshiga kelib radiyning deyarli har o‘ninchi grammi «Vodniy promisel»da olingan.

Radiy ancha noyob elementdir. U kashf etilganidan buyon o‘tgan bir asrdan ortiq vaqt davomida dunyo bo‘yicha atigi 1,5 kg sof radiy olingan. Uran smola rudasining Kyuri juftligi radiy olgan bir tonnasida bor-yo‘g‘i 0,1 g radiy-226 mavjud. Tabiatdagi radiyning barchasi radiogen, ya’ni uran-238, uran-235 yoki toriy-232 yemirilishi natijasida hosil bo‘ladi; tabiatda topilgan to‘rtta izotopning eng keng tarqalgan va eng uzoq yashovchisi (yarim yemirilish davri 1602 yil) radiy-226 bo‘lib, u radioaktiv qator uran-238 tarkibiga kiradi. Muvozanat holatida rudadagi uran-238 bilan radiy-226 miqdorlarining nisbati ularning yarim yemirilish davrlari nisbatiga teng: (4,468⋅10⁹ yil)/(1602 yil)=2,789⋅10⁶. Demak, tabiatda har 2,8 million uran atomiga atigi bitta radiy atomi to‘g‘ri keladi; radiyning Klark ko‘rsatkichi (Yer po‘stidagi miqdori) ~1 mkg/t.

Tabiiy radiy izotoplarining barchasi jadvalda keltirilgan:

Radiyning geokimyosi asosan uranning ko‘chishi va to‘planish xususiyatlariga, shuningdek, faol ishqoriy-yer metalli bo‘lgan radiyning kimyoviy xossalariga bog‘liq. Radiy to‘planishiga yordam beruvchi jarayonlardan, avvalo, yer yuzasiga yaqin chuqurliklarda geokimyoviy to‘siqlar hosil bo‘lishini aytish mumkin. Masalan, oksidlanish zonasidagi sulfatli to‘siqlar shunday xususiyatga ega. Pastdan ko‘tariladigan, tarkibida radiy bo‘lgan xloridli-vodorod sulfidli suvlar oksidlanish zonasida sulfatli suvlarga aylanadi, bu yerda radiy sulfati birgalikda cho‘kib, BaSO₄ va CaSO₄ bilan deyarli erimaydigan holga keladi va doimiy radon manbaiga aylanadi. Uranning yuqori ko‘chuvchanligi va to‘planish qobiliyati tufayli gidrotermal muhitlar, ko‘mir, bitum, yonuvchi slanets, qumtosh, torfzor, fosforit, qo‘ng‘ir temirtosh va baliq suyak qoldiqlari bo‘lgan gillarda (litofatsiyalarda) uran rudalarining ko‘plab turlari hosil bo‘ladi. Ko‘mir yoqilganda kul va shlakda ²²⁶Ra to‘planadi. Fosfatli jinslarda ham radiy miqdori yuqori bo‘ladi.

Uran va toriyning yemirilishi hamda ularning o‘rab turgan tog‘ jinslaridan yuvilib chiqishi tufayli neftda doimiy ravishda radiy radionuklidlari hosil bo‘ladi. Turg‘un holatda neft tabiiy tutqichlarda joylashadi; neft va uni tagidan tutib turuvchi suvlar o‘rtasida radiy almashinuvi (suv–neft tutashish zonasidan tashqari) sodir bo‘lmaydi, natijada neftda radiy ortiqcha miqdorda to‘planadi. Kon o‘zlashtirilganda qatlam va haydaladigan suvlar neft qatlamlariga jadal kirib boradi, suv–neft tutashish yuzasi keskin ortadi va radiy sizib o‘tayotgan suvlar oqimiga o‘tadi. Sulfat-ionlar miqdori yuqori bo‘lsa, suvda erigan radiy va bariy radiobarit Ba(Ra)SO₄ shaklida cho‘kib, quvurlar, armatura va rezervuarlarning yuzasida yig‘iladi. Yer yuzasiga chiqadigan suv-neft aralashmasining ²²⁶Ra va ²²⁸Ra bo‘yicha odatiy hajmiy faolligi taxminan 10 Bk/l bo‘lishi mumkin (bu suyuq radioaktiv chiqindilarga mos keladi).

Radiyning asosiy qismi tog‘ jinslarida tarqoq holda bo‘ladi. Radiy ishqoriy va ishqoriy-yer jins hosil qiluvchi elementlarning kimyoviy analogi bo‘lib, ular dala shpatlari tarkibiga kiradi. Dala shpatlari Yer po‘sti massasining yarmini tashkil qiladi. Kaliyli dala shpatlari kislotali magmatik jinslar — granitlar, siyenitlar, granodioritlar va boshqalarning asosiy jins hosil qiluvchi minerallaridir. Granitlar tarkibidagi uran tufayli ularning tabiiy radioaktivligi fon darajasidan biroz yuqori bo‘lishi ma’lum. Uranning Klark miqdori 3 g/tdan oshmasa ham, granitlarda uning miqdori 25 g/tga yetadi. Radiyning ko‘proq tarqalgan kimyoviy analogi bariy nisbatan kam uchraydigan kaliy-bariy dala shpatlari (gialofanlar) tarkibiga kiradi, «sof» bariy dala shpati — selsian BaAl₂Si₂O₈ minerali esa nihoyatda kamyob. Ammo radiyning yarim yemirilish davri qisqaligi sababli radiyli dala shpatlari yoki boshqa minerallar hosil bo‘lishi uchun radiy to‘planmaydi. Radiy radonga yemiriladi; radon g‘ovaklar va mikroyoriqlar orqali chiqib ketadi hamda yerosti suvlari bilan yuvilib ketadi. Tabiatda ba’zan tarkibida uran bo‘lmagan, geologik jihatdan yosh radiy minerallari, masalan, radiobarit va radiokalsit uchraydi. Ular radiyga boy eritmalardan (oson eruvchan ikkilamchi uran minerallariga bevosita yaqin joylarda) kristallanganda, radiy bariy va kalsiy bilan birga kristallanadi. Bunga sabab — izomorfizm.

Radiy izotop tarkibiga qarab yuqori yoki o‘ta yuqori radiotoksiklikka ega. Inson organizmida u kalsiyga o‘xshab harakat qiladi — tanaga kirgan radiyning taxminan 80 % i suyak to‘qimasida to‘planadi. Radiyning katta konsentratsiyalari osteoporoz, o‘z-o‘zidan yuz beradigan suyak sinishlari va suyaklarning xavfli o‘smalarini (osteogen sarkoma), shuningdek, qon yaratuvchi to‘qima o‘smalarini keltirib chiqaradi. Radon — radiyning gazsimon radioaktiv yemirilish mahsuloti ( inert gazlar turkumiga kiradi) bo‘lib, o‘pka saratonini keltirib chiqaradi va o‘pka saratonining tamaki chekish bilan bir qatordagi asosiy sabablaridan biridir.

Mariya Sklodovskaya-Kyurining bevaqt vafot etishiga radiydan surunkali zaharlanish sabab bo‘lgan, chunki o‘sha paytda nurlanishning xavfi hali anglab yetilmagan edi.

Radiyning 35 ta izotopi ma’lum. Ularning massa sonlari 201 dan 235 gacha. Tabiiy holda ²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁶Ra, ²²⁸Ra izotoplari radioaktiv qatorlar (uran-238, uran-235 va toriy-232) tarkibida uchraydi. Qolgan izotoplarni sun’iy yo‘l bilan olish mumkin. Radiyning ma’lum izotoplarining aksariyatida alfa-yemirilish sodir bo‘ladi va ular radonning massa soni boshlang‘ich yadronikidan 4 taga kichik izotoplariga aylanadi. Neytronlari kam radiy izotoplarida qo‘shimcha beta-yemirilish kanali ham mavjud: pozitron chiqarish yoki orbital elektronni tutib olish natijasida boshlang‘ich yadro bilan bir xil massa soniga ega fransiy izotopi hosil bo‘ladi. Neytroni ortiqcha radiy izotoplarida (massa sonlari 227 dan 235 gacha) faqat beta-minus-yemirilish kuzatilgan; bu jarayonda boshlang‘ich yadro bilan bir xil massa soniga ega aktiniy yadrolari hosil bo‘ladi. Ayrim radiy izotoplari (²²¹Ra, ²²²Ra, ²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁶Ra) alfa-yemirilishdan tashqari, klasterli radioaktivlikni ham namoyon etadi: ular uglerod-14 yadrosini chiqarib, massa soni boshlang‘ich yadronikidan 14 taga kichik qo‘rg‘oshin yadrosini hosil qiladi (masalan, ²²²Ra → ²⁰⁸Pb+¹⁴C). Biroq bu jarayon ehtimoli alfa-yemirilishga nisbatan atigi 10⁻⁸…10⁻¹⁰% ni tashkil etadi. Radiyning ayrim izotoplarining radioaktiv xossalari:

XX asr boshida radiy foydali deb hisoblangan va ko‘plab oziq-ovqat hamda kundalik mahsulotlarga qo‘shilgan: non, shokolad, ichimlik suvi, tish pastasi, yuz uchun upa va kremlar, quvvat hamda jinsiy salohiyatni oshiruvchi vositalar.

Hozir radiy ba’zan ixcham neytron manbalarida ishlatiladi; buning uchun uning kichik miqdori berilliy bilan qotishtiriladi. Alfa-nurlanish ( geliy-4 yadrolari) ta’sirida berilliydan neytronlar ajralib chiqadi:

Tibbiyotda radiydan radon manbai sifatida radonli vannalar tayyorlashda foydalaniladi^{[manba 2084 kundan beri ko‘rsatilmagan]} (biroq hozir ularning foydasi bahsli hisoblanadi^{[manba 2084 kundan beri ko‘rsatilmagan]}). Bundan tashqari, radiy teri, burun shilliq pardasi va siydik-tanosil yo‘llarining xavfli kasalliklarini davolashda qisqa muddatli nurlantirish uchun qo‘llanadi^{[manba 2084 kundan beri ko‘rsatilmagan]}.

Biroq hozirgi vaqtda tibbiy maqsadlarga ko‘proq mos radionuklidlar juda ko‘p. Ular zarur xossalarga ega va tezlatkichlarda yoki yadro reaktorlarida olinadi, masalan, ⁶⁰Co (T_1/2 = 5,3 yil), ¹³⁷Cs (T_1/2 = 30,2 yil), ¹⁸²Ta (T_1/2 = 115 kun), ¹⁹²Ir (T_1/2 = 74 kun), ¹⁹⁸Au (T_1/2 = 2,7 kun) va h. k., shuningdek, izotop generatorlarida ham (qisqa yashovchi izotoplar olish uchun) foydalaniladi.

1970-yillargacha radiydan ko‘pincha doimiy nur sochuvchi bo‘yoqlar tayyorlashda (aviatsiya va dengiz asboblari, maxsus soatlar hamda boshqa qurilmalar siferblatlarini belgilash uchun) foydalanilgan. Hozir radiy odatda xavfi kamroq izotoplar bilan almashtiriladi: tritiy (T_1/2 = 12,3 yil) yoki ¹⁴⁷Pm (T_1/2 = 2,6 yil). Ba’zan radiyli nur tarqatuvchi tarkibga ega soatlar, jumladan, qo‘l soatlari ham oddiy iste’molchilar uchun ishlab chiqarilgan. Radiyli yorituvchi modda eski archa o‘yinchoqlarining ayrimlarida ham uchraydi^{[manba 2084 kundan beri ko‘rsatilmagan]}, kalitlarning yoritilgan tutqichlarida, ayrim eski radioqabul qilgichlarning shkalalarida va boshqa buyumlarda mavjud. Sovet davrida ishlab chiqarilgan doimiy nur beruvchi aralashmaning o‘ziga xos belgisi — xantalsimon sariq rangli bo‘yoq; ba’zan boshqa ranglar ham uchraydi (oq, yashilimtir, to‘q zarg‘aldoq va boshqalar). Bunday asboblar xavfli, chunki ularda ogohlantiruvchi belgilar bo‘lmagan va ularni faqat dozimetr bilan aniqlash mumkin. Alfa-nurlanish ta’sirida lyuminofor yemirilib, bo‘yoq ko‘pincha yorug‘lik tarqatmay qo‘yadi. Lekin bu uning xavfini kamaytirmaydi: radiy yo‘qolmaydi. Eskirgan bo‘yoq uvalanib tushishi ham mumkin; uning zarrasi ovqat yoki nafas orqali organizmga kirsa, alfa-nurlanish tufayli katta zarar yetkazadi.

Radiolyuminessent tarkibning keyinchalik qo‘llanila boshlangan fosforessent tarkiblardan farqi — qorong‘ida vaqt o‘tishi bilan so‘nmaydigan doimiy nurlanishidir.

• Pogodin S. A., Libman E. P. Sovet radiysi qanday olingan / SSSR Fanlar akademiyasining muxbir a’zosi V. M. Vdovenko tahriri ostida. — M.: Atomizdat, 1971. — 232 b. — («Atomizdat» ilmiy-ommabop kutubxonasi). — 25 000 nusxa (yumshoq muqova)
• Pogodin S. A., Libman E. P. Sovet radiysi qanday olingan / SSSR Fanlar akademiyasining muxbir a’zosi V. M. Vdovenko. — 2-nashr, tuzatilgan va to‘ldirilgan. — M.: Atomizdat, 1977. — 248 b.
• Venetskiy S. I. «Bir gramm uchun bir yil mehnat» (Radiy) // Noyob va tarqoq elementlar haqida (Metallar haqidagi hikoyalar) (rus tilida). — Moskva: Metallurgiya, 1980. — 184 b. — 200 000 nusxa

• Radiy — WebElements saytida
• Radiy — Kimyoviy elementlar ommabop kutubxonasida