Элемент 87: Франций. Не самый реактивный элемент 1-й группы
Элемент 87 в нашей серии о Периодической таблице – Франций. Исчезающая редкость, Франций нестабильен и радиоактивен, а также не соответствует ожиданиям по своей реакционной способности.
Франций был открыт в 1939 году Маргерит Перей, работавшей в Институте Кюри в Париже. Перей оригинально предложила название «Катий» для ее недавно открытого элемента. Однако это имя было отвергнуто одним из ее руководителей, Ирен Жолио-Кюри (дочерью Марии Кюри). Впоследствии Перей назвала новый элемент Франций в честь своей родной Франции.
Франций исчезает очень редко; по подсчетам, в земной коре в любой момент времени присутствует менее 30 граммов этого элемента. Его самый стабильный изотоп имеет период полураспада всего 22 минуты.
Можно ожидать, что Франций, стоящий у подножия элементов 1-й группы, будет самым реактивным из связки. Реакционная способность элементов 1-й группы увеличивается по мере того, как вы опускаетесь по группе, при этом внешний электрон элементов становится легче удаляемым во время реакций. Тем не менее, Франций подрывает эту тенденцию, из-за странных эффектов, которые происходят по мере того, как элементы становятся тяжелее.
В самых тяжелых элементах периодической таблицы релятивистские эффекты приводят к некоторому странному поведению. Проще говоря, размер и масса Франция означает, что его электроны движутся на очень высоких скоростях. На этих скоростях электроны становятся ближе к ядру, чем ожидалось, и, следовательно, их труднее удалить.
Никто никогда не получал достаточно Франция в одном месте, чтобы произвести пробу, которую можно было бы бросить в ведро с водой – и вряд ли они смогут это сделать в будущем, так как Франций настолько радиоактивен, что он будет испаряться от тепла, которое вырабатывает ее радиоактивность. Однако, если бы это было возможно, то, похоже, что Франций не создаст такого большого взрыва, как элемент над ним в группе, цезий.
Элемент 88: Радий. Излучение, циферблаты часов и зубная паста
Элемент 88 в нашей серии о Периодической таблице – Радий. Радий является высокорадиоактивным веществом, но опасность радиации была полностью осознана только после того, как его использовали в течение ряда лет в потребительских товарах.
Радий был одним из элементов, открытых Марией Кюри вместе с ее мужем Пьером. Это высокорадиоактивный металл, который возникает естественным образом в результате радиоактивного распада Урана и Тория. Кюри, историческая единица радиоактивности, основана на радиоактивности одного из изотопов Радия, Радий-226.
Радий был обнаружен в то время, когда опасность радиоактивности была неизвестна. Следовательно, он использовался в ряде применений в потребительских товарах. В светящихся в темноте циферблатах часов использовалась радиевая краска, а также он применялся для предполагаемой пользы для здоровья в таких изделиях, как зубная паста и даже шоколад.
Некоторые из этих продуктов представляли явный риск для общества, в то время как другие подвергали опасности тех, кто их производил. Случай с девушками-радиумщинами – женщинами, которым было поручено покрасить циферблаты часов светящейся радиевой краской, хорошо документирован. Эти женщины пострадали от ужасных последствий отравления Радием в результате своей работы и были вынуждены вести длительную юридическую борьбу за то, чтобы компании, нанявшие их, признали свою ответственность.
После того, как опасность радиации была оценена более широко, использование Радия в потребительских товарах прекратилось. Сегодня этот элемент имеет мало практического применения и в основном используется в качестве источника радиации для медицинских целей.
Элемент 89. Актиний. Голубое сияние и лечение рака
Элемент 89 в нашей серии о Периодической таблице – Актиний. Первый из ряда актинидов, Актиний является радиоактивным, скудным и имеет малое применение, хотя и был исследован для использования в лечении рака.
Актиний – серебристо-белый металл. Он настолько интенсивно радиоактивен, что его видимые образцы светятся бледно-голубым цветом в темноте из-за его радиоактивности, возбуждающей окружающий воздух.
Все изотопы Актиния радиоактивны, а его наиболее стабильный изотоп имеет период полураспада около 22 лет. Это относительно редкий элемент, со следами, найденными в урановых рудах. Нехватка этого элемента означает, что его неэкономично извлекать; любой используемый в конкретных областях применения Актиний производится в ядерных реакторах.
Из-за его дефицита и радиоактивности применение Актиния минимально. Актиний-225 был исследован для лучевой терапии при лечении некоторых видов рака. Он также может использоваться в качестве источника нейтронов в зондах, измеряющих количество воды в почве.