სახე

მოვერცხლისფერო

ძირითადი თვისებები

დასახელება, სიმბოლო, ნომერი

პოლონიუმი, Po, 84

წარმოთქმა

ელემენტის კატეგორია

მეტალოიდი

ჯგუფი, პერიოდი, ბლოკი

16, 6, p

ატომური მასა

(209) გ მოლი-1

ელექტრონული კონფიგურაცია

[Xe] 6s2 4f14 5d10 6p4

ელექტრონები ორბიტალებზე

2, 8, 18, 32, 18, 6
(იხ. სურათი)

ფიზიკური თვისებები

აგრეგატული მდგომარეობა

მყარი

სიმკვრივე

9.196 გ სმ-3

სიმკვრივე თხევად მგდომარეობაში (ლღობის ტემპერატურაზე)

9.398 გ სმ-3

ლღობის ტემპერატურა

527 K, 254 ˚C
489 ˚F

დუღილის ტემპერატურა

1235 K, 962 ˚C, 1764 ˚F

კრიტიკული წერტილი

დნობის სითბო

13 კჯ მოლი-1

აორთქლების სითბო

102.91 კჯ მოლი-1

სპეციალური სითბოტევადობა

(25 ˚C)
26.4 კჯმოლი-1
K-1

ორთლის წნევა
P(Pa) 1 10 100 1k 10k 100k
T(K)-ზე (846) 1003 1236

ატომური თვისებები

ჟანგვითი რიცხვები

6, 4, 2, -2

ელექტროუარყოფითობა

2.0 (პოლინგის შკალა)

იონიზაციის ენერგიები

I. 812.1 კჯ·მოლი−1

ატომური რადიუსი

168 pm

კოვანელტური რადიუსი

140±4 pm

ვან დერ ვაალსის რადიუსი

197 pm

სხვადასხვა

კრისტალური სტრუქტურა

კუბური

მაგნიტური მოწესრიგებულობა

არამაგნიტური

კუთრი ელექტრული წინაღობა

(20˚C) 0.40 ნΏ მ

სითბოგამტარობა

(300 K) 20 ვტმ-1K-1

სითბოგადაცემა

(25˚C) 23.5 µm m-1K-1

ბგერის სიჩქარე

(20˚C) მ/წმ

იუნგის მოდული

გპა

შერის მოდული

გპა

ბულკის მოდული

გპა

სიმტკიცე მოსის მიხედვით

CAS-ის რეფისტრაციის ნომერი

7440-08-6

მდგრადი იზოტოპები

იზოტოპი NA ნახევარ-სიცოცხლე DM DE(MeV) DP
208Po სინთ 2.898 y α 5.215 204Pb
ε, β+ 1.401 208Bi
209Po სინთ 103 y α 4.979 205Pb
ε, β+ 1.893 209Bi
210Po კვალი 138.376 d α 5.307 206Pb

პოლონიუმი

 

პოლონიუმი(ლათ. Polonium) ქიმიური ელემენტია, რომელიც აღინიშნება სიმბოლოთი Po, ხოლო ატომური ნომრია 84. ის არის რადიოაქტიური ნახევრადლითონი მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის. არ გააჩნია სტაბილიური იზოტოპები.

 

დასახელების აღმოჩენის ისტორია

ელემენტი აღმოჩენილი იქნა 1898 წელს პიერ კიურისა და მარია სკლადოვსკაია კიური ურანის საბადოში - ურანიტში. ელემენტი დასახელებულ იქნა მარია სკლადოვსკაია კიურის სამშობლოს საპატივსაცემოდ - პოლონეთი (ლათ. Polonia).

1902 წელს გერმანელმა მეცნიერმა ვილგელმ მარკვალდმა აღმოაჩინა ახალი ელემენტი. მან მას უწოდა რადიოტელური. კიურიმ როგორც კი წაიკითხა ეს ცანაწერი ელემენტის აღმოჩენის შესახებ, მასინვე აცნობა რომ ეს ელემენტი არის პოლონიუმი, რომელიც იყო აღმოცენილი მათ მიერ 4 წლით ადრე. მარკვალდი არ დაეთანხმა ამ შეფასებას და განაცხადა,რომ პოლონიუმი და რადიოტელური სხვადასხვა ელემენტებია. მთელი რიგი ექსპერიმენტების შემდეგ კიურებმა დაამტკიცეს, რომ პოლონიუმსა და რადიოტელურს ახასიათებთ ერთიდაიგივე ნახევარდაშლის პერიოდი. მარკვალდი იძულებილი იყო უკან დაეხია.

 

მყარი პოლონიუმის ალფა ფორმა

პირველი ნიმუში პოლონიუმისა, რომელიც შეიცავდა 0.1გ ამ ელემენტს გამოყოფილ იქნა 1910 წელს.

 

 

ბუნებაში გავრცელება

პოლონიუმის რადიონუკლიდები შედიან ბუნებრივი რადიაოქტიური რიგების შემადგენლობაში:

210Po (Т1/2 = 138.376 დღე), 218Po (Т1/2 = 3.10 წუთი) და 214Po (Т1/2 = 1.643×10−4 წმ) - რიგში 238U;

216Po (Т1/2 = 0.145 წმ) და 212Po (Т1/2 = 2.99×10−7 წმ) - რიგში Th;

215Po (Т1/2 = 1.781×10−3 წმ) და 211Po(Т1/2 = 0.516 წმ) - რიგში 235U.

ამიტომაც პოლონოუმი ყოველთვის არსებობს ურანისა და თორიუმის მინერალებში. პოლონიუმის შემცველობის წონასწორობა დედამიწის ქერქში შეადგენს მასით 2×10−14%.

 

თვისებები

პოლონიუმი - რბილი მოვერცხლისფრო-თეთრი რადიოაქტიური მეტალია.

მეტალური პოლონიუმი სწრაფად იჟანგება ჰაერზე. ცნობილია პოლლონიუმის დიოქსიდი (РоО2)x და პოლონიუმის მონოქსიდი РоО. ჰალოგენებთან წარმოქმნის ტეტრაჰალოგენიდებს. მჯავებთან ურთიერტქმედებისას გადადის ხსნარში, ვარდისფერი შეფერილობის Ро2+ კათიონის წარმოქმნით.

Ро + 2HCl → PoCl2 + Н2↑.

მაგნიუმის თანაობისას, პოლონოიუმის მარილმჯავაში გახსნისას წარმოიქმნება პოლონიუმის ჰიდრიდი, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე იმყოფება თხევად მდგომარეობაში (-36.1°C-დან 35.3°C-მდე).

Ро + Mg + 2HCl → MgCl2 + H2Po

მიღებულია ინდიკატორული რაოდენობით მჟავა პოლონიუმის ტრიოქსიდი РоО3 და პოლონიუმმჟავას მარილები, რომლებიც ტავისუფალი სახიტ არ არსებობენ - პოლონატები К2РоО4. ცნობილია ასევე პოლონიუმის დიოქსიდი PoO2. წარმოქმნის ჰალოგენიდებს შემდეგი შემადგენლობით: PoX2, PoX4 и PoX6. ტელურის მსგავსად პოლონიუმს შეუძლია მთელ რიგ მეტალებთან წარმოქმნას ქიმიური ნაერთები - პოლონიდები.

პოლონიუმი არის ერთადერთი ქიმიური ელემენტი, რომელიც დაბალ ტემპერატურაზე წარმოქმნის ერთატომიან მარტივ კუბურ კრისტალურ მესერს.

 

 

იზოტოპები

2006 წლის დასაწყისში ცნობილი იყო პოლონიუმის 33 იზოტოპი მასური რიცხვის დიაპაზონით 188-დან 220-მდე. გარდა ამისა, ცნობილია პოლონიუმის 10 მეტასტაბილური იზოტოპი, რომელიც იმყოფება აღგზნებულ მდგომარეობაში. სტაბილური იზოტოპი არ გააჩნია. შედარებით სიცოცხლისუნარიანი იზოტოპებია 209Po და 208Po, რომელტა ნახევარდაშლის პერიოდია 102 და 2.9 წელი შესაბამისად. პოლონიუმის ზოგიერთი იზოტოპები, რომელებიც შედიან ურანისა და თორიუმის რადიოაქტიულ რიგებში, აქვთ საკუტარი დასახელება, რომელიც ძირითადად დღეს განიხილება, როგორც მოძველებული: იზოტოპი დასახელება აღნიშვნა რადიოაქტიური რიგი 210Po რადიუმი F RaF 238U 211Po აქტინიუმი C' AcC' 235U 212Po თორიუმი C' ThC' 232Th 214Po რადიუმი C' RaC' 238U 215Po აქტინიუმი A AcA 235U 216Po თორიუმი A ThA 232Th 218Po რადიუმი A RaA 238U

 

მიღება

პრაქტიკაში პოლონიუმის ნუკლიდს 210Ро რაოდენობრივად გრამებში ღებულობენ ხელოვნურად, მეტალური 209Bi-ის ნეიტრონების დასხივებით ბირთვულ რეაქტორებში. მიღებული 210Bi b-დაშლის ხარჯზე გარდაიქმნება 210Po. ბისმუტის იგივე იზოტოპის პროტონებით დასხივებით, მიმდინარეობს შემდეგი რეაქციით:

209Bi + p → 209Po + n

წარმოიქმნება პოლონიუმის ყველაზე სიცოცხლისუნარიანი იზოტოპი 209Po.

პოლონიუმის მიკრორაოდენობას მოიპოვებენ ურანის საბადოების გადამუშავებით. პოლონიუმს გამოყოფენ ექსტრაქციით, იონმიმოცვლით, ქრომატოგრაფიით და გადადენით.

მეტალურ პოლონიუმს ღებულობენ პოლონიუმის სულფიდის PoS ან დიოქსიდის (PoO2)x თერმული დამუშავებით ვაკუუმში 500 °C-ზე.

 

გამოყენება

პოლონიუმი-210 შენადნობებში ბერილიუმთან და ბრომთან გამოიყენება კომპაქტური და ძალიან მძლავრი ნეიტრონული წყაროების დასამზადებლად, რომლებიც პრაქტიკულად არ იძლევიან g-გამოსხივებას (თუმცა, სამწუხაროდ მათი სიცოცხლისუნარიანობა ხანმოკლეა 210Po: Т1/2 = 138.376 დღე). ალფა-ნაწილაკები პოლონიუმი-210 ბადებენ ნეიტრონებს ბერილიუმის ან ბორის ბირთვებზე (α, n)- რეაქციებში. ეს არის ჰერმეტული მეტალური კაფსულა, რომელშიც მოთავსებულია პოლონიუმ-210-ით დაფარული კერამიკული ტაბლეტი ბორის ან ბერილიუმის კარბიდის. ასეთი ნეიტრონული წყაროები მსუბუქია და პორტატულები, სრულიად უსაფრთხოა მუშაობისას და ძალიან საიმედო. მაგალითად, თითბერის კაფსულა დიამეტრით ორი და სიმაღლით ოთხი სანტიმეტრი ყოველწამიერად იძლევა 90 მილიონ ნეიტრონს.

პოლონიუმი ასევე გამოიყენება ავტომობილების ელექტროსანთლების შენადნობებში, ანთებისას, ნაპერწკლების წარმოქმნის დროს დაძაბულობის შესამცირებლად.

პოლონიუმის გამოყენების მნიშვნელოვან სფეროს წარმოადგენს, მისი გამოყენება შენადნობების სახით ტყვიასთან, იტრიუმთან ან დამოუკიდებლად ძლიერი და ძალიან კომპაქტური სითბოს წყაროს საწარმოებლად ავტონომიური დანადგარებისათვის, მაგალითად კოსმოსური. ერთი კუბური სანტიმეტრი პოლონიუმი-210 გამოყოფს დაახლოებით 1320ვტ სითბოს. ეს სიმძლავრე ძალიან დიდია და პოლინიუმი ადვილად გადადის გამლღვალ მდგომარეობაში, ამიტომაც მას ალღობენ , მაგალითად ტყვიასთან. თუმცა ამ შენადნობებს აქვს მნიშვნელოვნად დაბალი ენერგოსიმკვრივე (150ვტ/სმ3), მიუხედავად ამისა მათი გამოყენება უფრო მისახერხებელია და უსაფრთხო, იმდენად რამდენადაც პოლონიუმი-210 გამოყოფს ალფა-ნაწილაკებს, რომელთა შეღწევადობის უნარი და გარბენის სიგრძე არის მინიმალური. მაგალითად, საბჭოთა მთვარემავალის, ხელსაწყოების განყოფილების, უბნის გასაცხელებლად გამოიყენებოდა პოლონიუმის გამაცხელებელი.

პლონიუმ-210 ლითიუმის მსუბუქ იზოტოპთან ნალღობში შესაძლებელია გამოყებნებულ იქნას, როგორც ბირთვული მუხტის კრიტიკული მასის არსებითად, მნიშვნელოვნად შემცირების უნარის მქონე ნივთიერება და გამოყენებულ იქნას როგორც თავისებური სახის ბირთვული დეტონატორი. ამიტომაც, პოლონიუმი წარმოადგენს სტრატეგიულ მეტალს, ასევე მკაცრად უნდა იქნას გასათვალისწინებელია მისი შენახვის პირობები, რომელსაც კონტროლს უნდა უწევდეს სახელმწიფო, ბირთვული ტერორიზმის თავიდან ასაცილებლად.

პოლონიუმი ასევე გამოიყენება ფირიდან მტვრის მოსაშორებლად.

 

ბიოლოგიური როლი

პლონიუმ-210 არის მაღალტოქსიკური, მისი ნახევარდდაშლის პერიოდია 138 დღე და 9 საათი. მისი კუთრი აქტიურობა (166ტბეკ/გ) იმდენად დიდია, რომ თუმცა ის ასხივებს მხოლოდ ალფა-ნაწილაკებს, მასზე ხელით შეხება არ შეიძლება, შედეგად მიიღება კანის რადიაციული დაზიანება,შესაძლებელია მთელი ორგანიზმის. პოლონიუმი საკმაოდ ადვილად აღწევს კანქვეშ. ის საშიშია ასევე მანძილზე, რომელიც აღემატება ალფა-ნაწილაკების გარბენის სიგრძეს, იმდენად რამდენადაც მისი ნაერთები თავისთავად ცხელდებიან და გადადიან აეროზოლურ მდგომარეობაში. ამიტომაც პოლონიუმ-210-თან მუშაობენ ჰერმეტულ კარადებში.

პოლონიუმ-210 მცირე რაოდენობით იმყოფება ბუნებაში და გროვდება თამბაქოში, რომლის შედეგადაც, ის წარმოადგენს ერთ-ერთ შესამჩნევ ფაქტორს, რომელიც მწეველის ჯანმრთელობაზე ახდენს ცუდ გავლენას. პოლონიუმის სხვა ბუნებრივი იზოტოპები იშლება ძალიან სწრაფად, ამიტომაც ვერ ასწრებენ დაგროვებას თამბაქოში. "თამბაქოს მწარმოებლებმა აღმოაჩინეს ეს ელემენტი 40 წლის წინ, თუმცა მისი ამოღების მცდელობა იყო წარუმატებელი" - ნათქვამია სტატიაში, რომელიც გამოაქვეყნა ამერიკელმა მკვლევარებმა სტენდფორდის უნივერსიტეტიდან და როჩესტერიდან, მაიოს კლინიკიდან.

პოლონიუმით, ადამიანის რადიაციულ მოწამვლაზე ზუსტი მონაცემები არ არსებობს, რადგანაც ექსპერიმენტები ადამიანზე არ ტარდებოდა (ტარდებოდა ექსპერიმენტი, მხოლოდ ადამიანის ორგანიზმში პოლონიუმის პატარა დოზის კინეტიკის გაზომვის შესახებ. ასევე დაკვირვებები რამოდენიმე ცნობილი შემთხვევის, პოლონიუმით მწვავე ან ქრონიკული მოწამვლის დროს).

სპეციალისტების შეფასებით, რომელიც გამოქვეყნებული იყო სამეცნიერო ჟურნალში Journal of Radiological Protection და რაციონალური მოწამვლის მათემატიკური მოდელირების საფუძველზე, რომელიც შემუშავებული იყო ცხოველბზე ჩატარებული ექსპერიმენტების მონაცემების საფუძველზე, ლეტალური დოზა პოლონიუმ-210-ის, ზრდასრული ადამიანისათვის მერყეობს 0.1 – 0.3 გბეკ (0.6 – 2 მკგ), იზოტოპის ორგანიზმში მოხვედრისას ფილტვებიდან 1 -3 გბეკ (6 – 18 მკგ)-მდე.

შედარებით ხანგძლივ სიცოცხლისუნარიანი პოლონიუმ-208 (ნახევარდაშლის პერიოდი 2.898 წელი) და პოლონიუმ-209 (ნახევარდაშლის პერიოდი 103 წელი) ხასიათდებიან შედარებით ნაკლებ ტოქსიკურობით წონით ერთეულზე, უკუპროპორციულია ნახევრადდაშლის პერიოდისა. მონაცემები პოლონიუმის სხვა ნაკლებსიცოცხლისუნარიან იზოტოპების რადიოტოქსიკურობაზე მცირეა. ადამიანის ორგანიზმში პოლონიუმი იქცევა თავისი ქიმიური ჰომოლოგების სელენისა და ტელურის მსგავსად, კონცენტრირდება ნაღველში, თირკმლებში, ელენთაში და ძვლის ტვინში. ორგანიზმიდან მისი გამოდევნის პერიოდია 30-დან 50 დღემდე, გამოიყოფა ძირითადად თირკმლებიდან. არსებობს მონაცემები 2.3-დიმერკაპტოპროპანოლზე, რომელიც წარმატებით გამოიყენება, როგორც ვირთხების ორგანიზმიდან პოლონიუმის წარმატებით გამოდევნის საშუალება - 90% ცხოველების, რომლებშიც ინტრავენურად შეჰყავდათ პოლონიუმ-210, სასიკვდილო დოზა, გადაიტანეს, მაშინ როცა საკონტროლო ჯგუფში არსებული ყველა ვირთხა თვენახევრის შემდეგ დაიხოცნენ.

მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით