Radi (element)

	En altres projectes de Wikimedia:
<img alt="Commons" src="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Commons-logo.svg/17px-Commons-logo.svg.png" decoding="async" width="17" height="23" class="mw-file-element" data-file-width="1024" data-file-height="1376"> Commons	Commons (Galeria) <img alt="Modifica el valor a Wikidata" src="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/Arbcom_ru_editing.svg/10px-Arbcom_ru_editing.svg.png" decoding="async" width="10" height="10" class="mw-file-element" data-file-width="600" data-file-height="600">
<img alt="Commons" src="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Commons-logo.svg/17px-Commons-logo.svg.png" decoding="async" width="17" height="23" class="mw-file-element" data-file-width="1024" data-file-height="1376"> Commons	Commons (Categoria) <img alt="Modifica el valor a Wikidata" src="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/Arbcom_ru_editing.svg/10px-Arbcom_ru_editing.svg.png" decoding="async" width="10" height="10" class="mw-file-element" data-file-width="600" data-file-height="600">

Radi
	88Ra
	franci ← radi → actini
Aspecte
	Blanc platejat metàl·lic; ; ; ; Línies espectrals del radi
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Radi, Ra, 88
Categoria d'elements	Metalls alcalinoterris
Grup, període, bloc	2, 7, s
Pes atòmic estàndard	(226)
Configuració electrònica	[Rn] 7s2; 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2;
Propietats físiques
Fase	Sòlid
Densitat; (prop de la t. a.)	5,5 g·cm−3
Punt de fusió	973 K, 700 °C
Punt d'ebullició	2.010 K, 1.737 °C
Entalpia de fusió	8,5 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització	113 kJ·mol−1
Pressió de vapor
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	2 (òxid bàsic fort)
Electronegativitat	0,9 (escala de Pauling)
Energies d'ionització	1a: 509,3 kJ·mol−1
	2a: 979,0 kJ·mol−1
Radi covalent	221±2 pm
Radi de Van der Waals	283 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Cúbica centrada en la cara ;
Ordenació magnètica	No magnètic
Resistivitat elèctrica	(20 °C) 1 µΩ·m
Conductivitat tèrmica	18,6 W·m−1·K−1
Nombre CAS	7440-14-4
Isòtops més estables
	Article principal: Isòtops del radi

El radi és l'element químic de símbol Ra i nombre atòmic 88. Tots els isòtops de radi són radioactius; l'únic isòtop natural, el radi 226, té un període de semidesintegració de 1 620 anys. De fet, tot el radi natural en la Terra és un producte de la desintegració de l'urani.^[1] Per això, el radi es troba en quantitats diminutes en totes les menes que contenen urani.

Història Modifica

Placa a París indicant la ubicació del laboratori dels Curie a l'École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris

El radi fou descobert l'any 1898 per Marie Curie (1867–1934) i el seu marit Pierre (1859–1906), a partir de la uraninita obtinguda d'una mina del nord de Bohèmia, a Txèquia, que en conté al voltant d'1 g per cada 7 tones de mineral. Marie Curie i el químic francès André-Louis Debierne (1874–1949) foren els primers a extreure radi pur l'any 1910 mitjançant electròlisi d'una dissolució de clorur de radi i emprant un càtode de mercuri. L'amalgama obtinguda la destil·laren en atmosfera d'hidrogen i obtingueren el metall pur.^[2]

Publicitat de cosmètics amb radi del 1918

Després de l'anunci de la descoberta del radi i la popularització dels raigs X com a agent terapèutic, diversos metges van començar a utilitzar el radi com a element curatiu. La percepció que podia curar qualsevol malaltia va estendre el seu ús a molts productes sanitaris quotidians com supositoris, preservatius, pasta dentífrica o begudes curatives. La seva dificultat de producció va fer augmentar el preu d'1 gram de radi a 100 000 dòlars el 1921. A més, les seves característiques radioluminiscents en combinació amb el sulfur de zinc van fer del radi un element d'ús extensiu en rellotges, brúixoles i instruments d'aviació per poder ser observats en la foscor. No obstant això, els seus efectes nocius es van posar de manifest durant la dècada de 1920, quan els treballadors que feien servir radi emmalaltien per motius laborals. Un notori cas fou les anomenades Radium Girls que patiren enverinament per radiació en recobrir les esferes dels rellotges que fabricaven amb una pintura basada en el radi utilitzada en la fàbrica United States Radium Corporation a Orange (Estats Units) l'any 1917.^[3]

Inicialment els productes de desintegració del radi s'anomenaren com a radi A, B, C... La seva equivalència amb els noms dels radionúclids actuals figura a la següent taula:

Equivalència dels noms antics dels productes de desintegració del radi^[4]
Nom antic	Emanació de radi	Radi A	Radi B	Radi C	Radi C₁	Radi C₂	Radi D	Radi E	Radi F
Radionúclid	${\ce {^{222}Rn}}$	${\ce {^{218}Po}}$	${\ce {^{214}Pb}}$	${\ce {^{214}Bi}}$	${\ce {^{214}Po}}$	${\ce {^{210}Tl}}$	${\ce {^{210}Pb}}$	${\ce {^{210}Bi}}$	${\ce {^{210}Po}}$

Estat natural i obtenció Modifica

La radiobarita és el mineral que conté la proporció més alta de radi i només és del 0,01 %.

El radi es troba en ínfimes quantitats a l'escorça de la Terra, essent la concentració mitjana de 0,6 ng/kg. Dels 90 elements naturals, ocupa la posició 86a quant a abundància.^[5]

Inicialment el radi s'obtingué de les mines d'uraninita de Jáchymov, al nord-est de Bohèmia (Txèquia). Posteriorment també s'extragué de les arenes de carnotita de Colorado (EUA), però els jaciments més importants es troben al Congo-Kinshasa i al Canadà, a la regió del Gran Llac dels Ossos.^[2] El radi es pot obtenir a partir de la seva extracció de minerals d'urani com la uraninita o carnotita o de tori com la monazita i torianita, però també dels residus del combustible de la indústria nuclear.^[1] Es comercialitza en forma de clorur de radi o de bromur de radi. Pràcticament no existeix al món radi metàl·lic.^[2]

Propietats Modifica

Rellotge dels anys 1950 amb il·luminació nocturna per radi

Propietats físiques Modifica

El radi és un element metàl·lic que pertany al grup 2 de la taula periòdica o grup dels alcalinoterris. La seva densitat és de 5 g/cm³ i el seu punt de fusió 696 °C. El seu color és blanc brillant, però exposat a l'aire es recobreix ràpidament d'una fina capa de nitrur de radi que li lleva brillantor. Com que és inestable emet raigs beta, alfa i gamma. Algunes desintegracions són:

{\ce {^226_88Ra -> ^222_84Rd + ^4_2He + \gamma}}

{\ce {^228_88Ra -> ^228_89Ac + ^0_{-1}e + \gamma}}

Un gram de radi 226 té una radioactivitat de 3,7×10¹⁰ Bq, que equivalen a 1 curie (Ci). Els rajos beta produïts pel radi poden fer que certes substàncies brillin (radioluminescència).^[1]

Propietats químiques Modifica

El radi és atacat per l'aigua amb una vigorosa evolució de l'hidrogen i per l'aire amb la formació del nitrur de radi. La seva forma natural és en forma de catió radi(2+) en tots els seus compostos. El sulfat de radi ${\ce {RaSO4}}$ és el sulfat més insoluble conegut, i l'hidròxid de radi ${\ce {Ra(OH)2}}$ , és el més soluble dels hidròxids alcalinoterris. L'acumulació gradual d'heli dins dels cristalls de bromur de radi, ${\ce {RaBr2}}$ , els debilita i ocasionalment exploten. En general, els compostos del radi són molt similars als del bari, el que dificulta la separació dels dos elements.^[3]

Isòtops Modifica

El radi té quatre isòtops radioactius naturals que tenen períodes de semidesintegració (T_1/2) molt inferiors a l'edat de la Terra, de manera que provenen de diferents cadenes de desintegració (²³⁸U, ²³⁵U i ²³²Th). Així, el ²²⁶Ra (T_1/2 = 1 600 anys) procedeix de la cadena de desintegració de l'²³⁸U; el ²²⁸Ra (T_1/2 = 5,75 anys), descobert el 1905 per l'alemany Otto Hahn, i el ²²⁴Ra (T_1/2 = 3,6 dies), descobert pels britànics Ernest Rutherford i Frederick Soddy en 1902, pertanyen a la cadena del ²³²Th; i el ²²³Ra (T_1/2 = 11,4 dies), descobert pel químic polonès T. Godlewski el 1905, a la cadena del ²³⁵U.^[3]

Per altra banda, actualment es coneixen trenta-dos isòtops més del radi, que van des del radi 201 fins al radi 234.^[6]

Aplicacions Modifica

Generació de radó Modifica

El radi té un ús limitat. La seva principal aplicació és la preparació de gas radó en els laboratoris de recerca. El radó és un element químic gasós, radioactiu, incolor, inodor i insípid, que procedeix de la desintegració natural del radi (urani-radi-radó). Pesa més que l'aire i, com que surt del sòl, té tendència a acumular-se als soterranis de les cases. El gas radó s'utilitza per a estudiar el transport de masses d'aire, els fenòmens físics de dispersió i per a la validació de models de transport atmosfèrics.^[7]

Medicina Modifica

Dones en una fàbrica pintant amb radi sense protecció ca. 1922

Els pocs usos del radi deriven de les seves propietats radioactives per al tractament del càncer. Tot i això, radioisòtops com el cobalt 60 i el cesi 137 l'han anat substituint, ja que són més potents i més fàcils de manipular que el radi. Actualment, hi ha alguns tractaments radioterapèutics que fan servir radi 226 en braquiteràpia. També s'usa el radi 223, com a emissor alfa, per al tractament de les metàstasis òssies derivades de càncer de pròstata.^[7]

Altres camps Modifica

Mitjançant la mescla de radi amb sulfur de zinc fosforescent s'obtenen pintures lluminoses que produeixen una feble llum verdosa en la foscor i que s'empraven en pantalles lluminoses de rellotges, interruptors, panells, etc. Avui dia ja no s'utilitzen.^[7]

Referències Modifica

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 Challoner, Jack. Los elementos. La nueva guía de los componentes básicos del universo. (en castellà). Alcobendas: LIBSA, 2018, p. 37. ISBN 9788466236669.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 William M. Haynes. CRC handbook of chemistry and physics (en anglès). 96a edició. Boca Raton: CRC Press, 2015. ISBN 978-1-4822-6097-7.
↑ ^3,0 ^3,1 ^3,2 García Orellana, J. «Z = 88, radio, Ra. El elemento radiactivo por excelencia». An. Quím., 115, 2, 2019, pàg. 150.
↑ Ropp, R. C.. Encyclopedia of the alkaline earth compounds. Oxford: Elsevier, 2013. ISBN 978-0-444-59553-9.
↑ Emsley, John. Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements. Oxford: Oxford University Press, 2001. ISBN 0-19-850341-5.
↑ «Nudat 2». National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. [Consulta: 18 desembre 2020].
↑ ^7,0 ^7,1 ^7,2 Sanz Balagué, J.; Tomasa Guix, O. Elements i recursos minerals: aplicacions i reciclatge. Universitat Politècnica de Catalunya, 2017. ISBN 978-84-9880-666-3.