Radoni (Rn), kemiallinen alkuaine, periodisen taulukon ryhmän 18 raskas radioaktiivinen kaasu (jalokaasut), radumin radioaktiivisen hajoamisen aiheuttama. (Radonia kutsuttiin alun perin radiumin säteilyksi.) Radoni on väritön kaasu, 7,5 kertaa raskaampi kuin ilma ja yli 100 kertaa raskaampi kuin vety. Kaasu nesteytyy lämpötilassa -61,8 ° C (-79,2 ° F) ja jäätyy lämpötilassa -71 ° C (-96 ° F). Lisäjäähdytyksessä kiinteä radoni hehkuu pehmeällä keltaisella valolla, joka muuttuu oranssinpunaiseksi nestemäisen ilman lämpötilassa (–195 ° C [–319 ° F]).
Radoni on luonteeltaan harvinainen, koska sen kaikki isotoopit ovat lyhytaikaisia ja koska sen lähde, radium, on vähäinen elementti. Ilmakehään sisältyy radonjälkiä lähellä maata maaperän ja kivien tiivistymisen seurauksena, jotka molemmat sisältävät pienen määrän radiumia. (Radium esiintyy uraanin luonnollisena hajoamistuotteena, joka on läsnä erityyppisissä kiveissä.)
1980-luvun lopulla luonnossa esiintyvä radonikaasu oli tullut tunnistaa potentiaalisesti vakavaksi terveysvaaraksi. Mineraalien, etenkin graniitin, uraanin radioaktiivinen hajoaminen tuottaa radonikaasua, joka voi diffundoitua maaperän ja kallion läpi ja päästä rakennuksiin kellarien kautta (radonin tiheys on suurempi kuin ilma) ja kaivoista johdettujen vesivarantojen kautta (radonilla on merkittävä vesiliukoisuus). Kaasu voi kerääntyä huonosti ilmastoitujen talojen ilmaan. Radonin hajoaminen tuottaa radioaktiivisia “tyttäriä” (polonium-, vismutti- ja lyijy-isotooppeja), jotka voidaan imeä kaivovesistä tai imeytyä pölyhiukkasiin ja hengittää keuhkoihin. Altistuminen tämän radonin ja sen tyttärien korkeille pitoisuuksille monien vuosien aikana voi lisätä huomattavasti keuhkosyövän riskiä. Itse asiassa radonin uskotaan nyt olevan suurin keuhkosyövän syy tupakoimattomiin Yhdysvalloissa. Radonitasot ovat korkeimmat koteissa, jotka on rakennettu geologisten muodostelmien päälle, jotka sisältävät uraanin mineraaliesiintymät.
Radonin tiivistetyt näytteet valmistetaan synteettisesti lääketieteellisiin ja tutkimustarkoituksiin. Tyypillisesti radiumin syöttö pidetään lasiastiassa vesiliuoksessa tai huokoisena kiinteänä aineena, josta radooni voi helposti virrata. Muutaman päivän välein kertynyt radoni pumpataan pois, puhdistetaan ja puristetaan pieneen putkeen, joka sitten suljetaan ja poistetaan. Kaasuputki on läpäisevien gammasäteiden lähde, joka tulee pääasiassa yhdestä radonin hajoamistuotteista, vismutti-214. Tällaisia radoniputkia on käytetty säteilyterapiaan ja radiografiaan.
Luonnollinen radoni koostuu kolmesta isotoopista, yksi jokaisesta kolmesta luonnon radioaktiivisen hajoamissarjan (uraani-, torium- ja aktinium-sarja). Saksalainen kemisti Friedrich E. Dorn löysi vuonna 1900 radon-222 (3,823-päivän puoliintumisaika), pisinikäinen isotooppi, syntyy uraanisarjasta. Nimi radoni on toisinaan varattu tälle isotoopille erottamaan se muista kahdesta luonnollisesta isotoopista, nimeltään toroni ja aktinoni, koska ne ovat peräisin toriumista ja aktiiniinisarjoista.
Radoni-220: ta (toroni; 51,5 sekunnin puoliintumisaika) havaitsivat ensimmäisen kerran vuonna 1899 brittiläiset tutkijat Robert B. Owens ja Ernest Rutherford, jotka huomasivat, että osa toriumyhdisteiden radioaktiivisuudesta saattoi puhalleta tuulet laboratoriossa. Radoni-219 (aktinoni; 3,92-toinen puoliintumisaika), joka liittyy aktiniumiin, löysivät itsenäisesti saksalainen kemisti Friedrich O. Giesel ja ranskalainen fyysikko André-Louis Debierne vuonna 1904. Radioaktiiviset isotoopit, joiden massat ovat välillä 204 - 224, on tunnistettu, joista pisin on radoni-222, jonka puoliintumisaika on 3,82 päivää. Kaikki isotoopit hajoavat stabiiliksi heliumin lopputuotteiksi ja raskasmetallien, yleensä lyijyn, isotoopeiksi.
Radoniatomeilla on erityisen vakaa kahdeksan elektronin elektroninen kokoonpano ulkokuoressa, mikä vastaa elementin ominaista kemiallista passiivisuutta. Radoni ei kuitenkaan ole kemiallisesti inertti. Esimerkiksi radonidifluoridiyhdisteen olemassaolo, joka on kemiallisesti ilmeisesti stabiilimpi kuin muiden reaktiivisten jalokaasujen, kryptonin ja ksenonin yhdisteet, todettiin vuonna 1962. Radonin lyhyt käyttöikä ja sen korkean energian radioaktiivisuus aiheuttavat vaikeuksia kokeellisessa tutkimuksessa radoniyhdisteitä.
Kun pienten määrien radon-222 ja fluorikaasun seos lämmitetään noin 400 ° C: seen (752 ° F), muodostuu haihtumaton radonifluoridi. Millikurien ja curien radonimäärien voimakas a-säteily tuottaa riittävästi energiaa, jotta tällaisten määrien radoni voi reagoida spontaanisti kaasumaisen fluorin kanssa huoneenlämpötilassa ja nestemäisen fluorin kanssa -196 ° C: ssa (-321 ° F). Radon on myös hapetetaan halogeenilla fluoridit, kuten CIF 3, BRF 3, BRF 5, IF 7, ja [NIF 6] 2- HF ratkaisuja, jotta stabiileja liuoksia radonin fluoria. Näiden fluorausreaktioiden tuotteita ei ole analysoitu yksityiskohtaisesti niiden pienten massojen ja voimakkaan radioaktiivisuuden takia. Kuitenkin, vertaamalla reaktiot radonin kanssa krypton ja ksenon on voitu päätellä, että radonin muodostaa fluoridi, RNF 2, ja johdannaiset difluoridi. Tutkimukset osoittavat, että ioninen radon on läsnä monissa näistä ratkaisuista ja niiden uskotaan olevan Rn 2+, RNF +, ja RNF 3 -. Radonin kemiallinen käyttäytyminen on samanlainen kuin metallifluoridin ja vastaa sen asemaa jaksollisessa taulukossa metalloidina elementtinä.
Elementin ominaisuudet
| atominumero | 86 |
|---|---|
| vakaa isotooppi | (222) |
| sulamispiste | −71 ° C (−96 ° F) |
| kiehumispiste | −62 ° C (−80 ° F) |
| tiheys (1 atm, 0 ° C [32 ° F]) | 9,73 g / litra (0,13 unssi / gallona) |
| hapetustilat | 0, +2 |
| elektronikonfig. | (Xe) 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 |
