Химические элементы

Радий в отличие от всех остальных щелочноземельных элементов не имеет стабильных изотопов. Еще одним отличием от остальных металлов этой подгруппы является тот факт, что открыт он был не в 1808 году и не Гемфри Дэви. Открытие этого элемента принадлежит, наверное, самой известной супружеской паре — Пьеру и Марии Складовской Кюри и Андре-Луи Дебьерну. В конце 1898 года ученые сообщили, что в ходе исследования повышенной радиоактивности урановой смолки был выделен радий, который был ответственен эта «лишнее» излучение. Отметим также, что помимо радия, избыточное излучение приходилось на полоний. Стоит подчеркнуть трудолюбие первооткрывателей: они переработали в течение года тонну остатков урановой смолки. В 1910 году был получен металлический радий.

Как читатель уже догадался, радий в природе почти не встречается. Этот металл составляет лишь 10^-10 % массы земной коры. Встречается он в следовых количествах в месторождениях урана, так как является продуктом распада.

Радий почти не находит применения из-за своей высокой радиоактивности, а также ничтожных количеств. Так один из изотопов радия ²³³Ra претерпевает альфа-распад, при этом испуская альфа-частицы. Эту особенность используют для лечения злокачественных опухолей в мочеполовой системе. Важно, что в этом случае рак распространился внутрь костной ткани. Так как радий по химическим свойствам схож с кальцием, который входит в состав костей, этот элемент может проникнуть внутрь кости. Это повышает эффективность терапии. Также на основе радия изготавливали светящиеся краски, которыми покрывали циферблаты часов. Это было сравнительно безопасно, так как альфа-частицы не могут пройти через слой стекла, однако на данный момент более безопасные краски вытеснили радиоактивные.

Водород. Первый и сам по себе

Данный элемент стоит особняком от всех элементов из-за своих физических свойств. Конечно, если рассматривать строение атома, а точнее его электронную оболочку, то он похож на щелочные металлы. У него также, как у щелочных металлов, внешняя и единственная для него электронная оболочка имеет один электрон на s-орбитали. Сами сравните: H 1s¹; Li 1s²2s¹. Но по сравнению с щелочными металлами, стоящими под водородом, его атом очень мал. Да и его ядро содержит всего один протон. В результате этого его свойства сильно отличаются. Да, из-за электронной конфигурации его ставят в одну колонку с щелочными металлами. Но водород нельзя назвать щелочным металлом. И он как бы сам по себе.

В дальнейшем мы увидим, что все элементы имеют аналоги, то есть другие элементы, со схожими свойствами. На этом принципе построена периодическая система элементов. Но у водорода нет аналогов. Он уникален и стоит сам по себе. Если взять любой другой атом любого элемента, то у него сложно отобрать все электроны, да и ядро представляет сложную структуру из протонов и нейтронов. А если у водорода отобрать электрон, то останется только элементарная частица — протон.

Уникальность его свойств определяет внешний вид не только нашего Земного мира, но и всей вселенной. Она на 88,6 % состоит именно из водорода. В результате термоядерной реакции он сгорает в недрах звезд и превращается в атомы гелия. К тому же, вылетающие из звезд в космическое пространство ускоренные протоны называются солнечным ветром. И такой ветерок, скажем мы вам, очень даже смертельный. С ним необходимо считаться при межпланетных или межзвездных перелетах в будущем. А попадая в земную атмосферу, такой ветер взаимодействует с ее элементами. Благодаря этому мы можем наблюдать северное сияние.

Собственно протон — это катион водорода H⁺. Если он где-нибудь находит электрон, то становится атомом водорода. Взаимодействуя с атомами кислорода, протоны солнечного ветра образуют молекулы воды, которые дождем выпадают на Землю.

В лабораториях химики получают газообразный водород в аппаратах Киппа при помощи реакции разбавленной серной кислоты H₂SO₄ и цинка Zn. Также его получают электролизом дистиллированной воды. В этом случае вода разлагается на водород и кислород. Для улучшения проводимости воды в нее добавляют немного соли.

При работе с водородом необходимо быть крайне осторожным, так как смесь водорода с воздухом в соотношении 2: 5 образует гремучую смесь, которая при малейшей искре взрывается.

Водород входит во множество различных химических соединений. Например, в состав кислот: HCl, HF, H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄ и т. д. Если вы внимательно приглядитесь к тому, что общего в этих формулах, то научитесь интуитивно определять, что перед вами формула какой-то кислоты. Также он входит в состав щелочей и гидроксидов: NaOH, KOH, LiOH, Fe(OH)₃, Ca(OH)₂… Ну и, конечно же, водород входит в состав всем известной воды H₂O.