釙

釙是一種銀白色金屬，能在黑暗中發光，由著名科學家居里夫人與丈夫皮埃爾·居里在1898年發現，為了紀念居里夫人的祖國波蘭,兩人對這種元素命名為釙。釙是目前已知最稀有的元素之一，在地殼中含量約為100萬億分之一，釙主要通過人工合成方式取得。釙是世界上最毒的物質之一。

基本介紹

• 中文名：釙
• 外文名：Polonium
• 元素符號：Po
• 原子量：209
• 元素類型：金屬元素
• CAS號：7440-08-6
• 發現人：居里夫婦

發現簡史

1898年皮埃爾·居里與瑪麗·居里在處理鈾礦時發現釙元素，瑪麗·居里為紀念自己祖國波蘭（拉丁文 ： Polonia），把這種新元素定名為釙。

居里夫人研究鈾射線的存在，她製作了一種測量鈾射線的儀器平面電容器。她收集到各種各樣的物質，從實驗室弄到一切已知元素的化學純淨鹽和氧化物，包括幾種稀有的比黃金昂貴得多的鹽，還有博物館贈送的采自世界各地的礦物標本，她和她的丈夫就是在一個廢棄的大板屋裡進行工作。

居里夫人把這種物質一一放到電容器的金屬片上，觀看電容器上的讀數。可是電容器下的那片金屬片上雖然已經更換了成百種物質，電流計上的指針始終沒有擺動。居里夫人不怕失敗，繼續進行實驗。最後金屬片上放了釷的化合物，電流計上的指針終於擺動了。原來釷和釷的化合物也能放射看不見得光線。

然後他們進行了一系列的實驗，發現鈾的射線比一切鈾的化合物的都強。

奇怪的事情發生了：把瀝青和銅鈾雲母分別放到那片金屬片上時電流計反映出來的電流比鈾反映出來的要強的多，這意味著這兩種物質里可能存在著另一種能夠射出射線的元素。

居里夫人又人工合成了銅鈾雲母，就成分看它和天然的相同，含鈾量也相同。可是，當人造的含鈾雲母研成粉末，撒到那金屬片上時，它的射線比天然的礦物弱18%。這說明，在天然的銅鈾雲母礦中，存在著一種活潑的物質，它的射線比鈾的更強。這兩位科學家繼續研究。開始探索新射線的奧妙。

居里夫人決心把那謎一般的物質從瀝青鈾礦里提煉出來。他們把礦石溶解在酸里，再往裡面通進硫化氫，溶液底部沉積了各種金屬硫化物，沉積物里含有鉛、銅、砷、鉍。那透明溶液是鈾、釷、鋇和瀝青油礦所含的其他幾種成分。他們把沉澱物和溶液分別放到那金屬片上實驗，結果是沉澱物發射的射線更強。這說明那種物質是在沉澱物里。

居里夫人把沉澱物里的雜質一一除去以後，剩下來的那一部分物質所發出的射線比鈾發出的要強400倍。這一部分里有很多的鉍，還有很多的未知物質，不過還不能把它們分離出來。

1898年7月，居里夫人向法國科學院提出了一份工作報告，肯定的指出他們已經發現了一種新元素，其同鉍相似，卻能夠自發的放射出一種強大的不可見射線，他們把這種元素命名為“釙”。

貝蒙成功地研究了這個未知元素的光譜。

1902年德國化學家馬克瓦爾德將一片光滑的鉍片浸放在自瀝青礦分離的鉍溶液中，發現一種有很高放射性的物質沉積在鉍片上。他認為這是一種新元素，命名它為radiotellurium。radio是“放射”；tellurium是“碲”。二者綴合就是“射碲”。他指出：“我之所以將這一新物質暫時命名為射碲，是因為它的所有化學性質適合將它放置在當時還沒有被占的元素周期表中第Ⅳ族格子中，即原子量比鉍稍高的那個元素。這種元素比鉍的電負性較大，但比碲的電正性較大。它的氧化物也應該具有鹼性，而不是酸性。這種物質預期的原子量約為210。”在元素周期表中第Ⅳ族中原子量比鉍稍高的正應當是釙。馬克瓦爾德指出居里夫婦發現的釙是幾种放射性元素的混合物。1903年馬克瓦爾德從15噸的礦物中提取出3毫克射碲的鹽，用電解法從這鹽溶液中把射碲分離出來。這引起一場關於釙和射碲的真實性的辯論，明確釙和射碲是同一元素。釙的名稱被保留下來。

元素分布

地殼內含有非常低濃度的釙元素。在所有自然環境中，例如泥土、大氣以至人體都可以找到極少量釙210。天然的釙存在於所有鈾礦石、釷礦石中。地殼中釙的平均豐度為3×10%。

理化性質

物理性質

釙（Polonium）是一種化學元素，它的符號是Po，原子序數為84，它是呈銀白色的金屬。金屬單質，外觀與鉛相似，質軟。是極稀有的放射性金屬。溶於濃硫酸、硝酸、稀鹽酸、王水和稀氫氧化鉀溶液。已知道釙元素有25個同位素，它們的質量數由192至218，釙210是當中顯著的一個同位素，具放射性特徵，會釋出放射性阿爾法粒子。其半衰期很短，只有138天。

密度	(alpha) 9.196 g·cm (beta) 9.398 g·cm（接近室溫）
熔點	254℃
沸點	962℃

化學性質

較同族碲金屬性強。外圍電子排布6S²6p⁴。

釙的化學性質與碲類似。釙溶於硝酸可以形成正鹽Po(NO₃)₄和各種鹼式鹽，溶於硫酸只生成簡單陽離子的硫酸鹽。當釙溶於鹽酸時，起初生成氯化亞釙（PoCl₂），但由於α輻射分解溶劑產生臭氧，釙（II）被迅速氧化成釙（IV）。釙不和硫直接作用。

釙的化合物易於水解並還原。原子共價半徑167皮米，Po⁶⁺67皮米，第一電離能 818kJ/mol，電負性2.0。主要氧化數+2、+4、+6。釙的氧化態有+6，+4，+3，+2，0和-2，+4和+6為最常見價態。

釙在250℃與氧反應生成二氧化釙，溶於鹽酸、硫酸和硝酸生成PoIV鹽。釙在400～600℃與鹼反應生成M₂Po和M₂PoO₃，可被氧化為M₂PoO₄。Po⁴⁺極易水解成為膠體，可形成很多配合物。

所有釙的同位素都是放射性的。已知有兩種同位素異形體：α-Po為單正方體；β-Po為單菱形體。在約36℃時，發生α-Po轉化為β-Po的相變。物理性質似鉈、鉛、鉍。溶於稀硝酸和稀氫氧化鉀。釙是世界上最稀有的元素（天然存在的）。

同位素：釙有三種同位素，都有放射性。釙同位素中最普遍、最易得的是釙210，其半衰期僅有134天，其放射性比鐳大近5000倍。釙-210危險性很大，在操作時即便是很小量也要格外小心謹慎。

兩種同素異形體，α-Po密度 9.32g/cm³，單正方體，β-Po密度9.4g/cm³，單菱形體。

已知其27種同位素，質量數為192～218，均為放射性核素。最重要的同位素為210Po，T_1/2=138.4d，α放射性。

釙-210屬於極毒的放射性核素，它發射的α粒子在空氣中的射程很短，不能穿透紙或皮膚，所以在人的體外不構成外照射危險。但是它的電離能力很強，如果通過吸入、食入或由傷口進入人體內，可以引起體內污染、中毒或急性放射病。如果在短時間內體內的吸收劑量達到4Gy，可以致命。大小不及一粒鹽的釙-210，可使體重70公斤的人死亡。但是，在通常情況下，釙-210對自然界和人類並不構成危險。這是因為釙是最稀有的元素之一，在地殼中的含量大約只有一百萬億分之一。天然的釙存在於所有鈾礦石和釷礦石中，但含量極微。在自然環境中，例如大氣以至人體內都有極微量釙-210存在。釙-210的物理半衰期為138天，這就是說，每過138天，它的放射性活度就自動減少一半，約2.5年後其放射性基本消失。

居里夫人簡介

瑪麗·居里（1867~1934），原名瑪麗·斯克沃多夫斯卡， 通常稱為居里夫人，是原籍波蘭的法國著名女科學家、物理學家、化學家。1867年11月7日生於波蘭首都華沙，1891年隨姐姐布洛尼斯拉娃至巴黎讀書。在巴黎取得學位並從事科學研究，是巴黎和華沙“居里研究所”的創始人。

1903年，居里夫婦和貝克勒爾由於對放射性的研究而共同獲得諾貝爾物理學獎，1911年居里夫人又因發現釙和鐳而獲得諾貝爾化學獎。成為歷史上第一個兩獲諾貝爾獎的人。瑪麗·居里的成就包括開創了放射性理論，發明分離放射性同位素技術，以及於12月21日發現兩種新元素釙和鐳。在她的指導下，人們第一次將放射性同位素用於治療癌症。居里夫人是成功女性的先驅，她的典範激勵了很多人。但居里夫人由於長期接觸放射性物質，1934年7月4日因惡性白血病逝世。

製備方法

天然的釙存在於鈾礦石和釷礦石中，由於含量過於微小，釙主要藉助人工合成方式獲得。

在瀝青鈾礦中，藉由鉍的衰變而得到釙。

可用鋅還原氯化釙製得。

克量的釙可用中子輻照鉍衰變產生，而製備較大量的釙則必須憑藉核反應堆等大型設備，但通常會在受國際協定嚴密監督下的核反應堆或粒子加速器中製造，全世界每年的產量也只有100克左右。

套用領域

它與鈹混合可作為中子源；也用作靜電消除劑，在該種情況下，釙210的放射性使空氣發生電離，離子所帶電荷中和了膠片所帶靜電。

為了減低靜電發生常會使用釙，工業設備中亦常用到，像是捲紙、卷電線和卷金屬片。

釙的放射性比鐳強，可作為α射線源。將釙沉積在鈹上，用作中子源。還可用作為航天設備的熱源。

中毒事件

2006年11月1日，俄羅斯亞歷山大·利特維年科，在英國因身體不適住進醫院。此後他不斷嘔吐，大量脫髮，檢查表明，他的中樞神經、心臟、腎和骨髓都遭到不同程度的傷害，於當月23日晚不治身亡。2006年11月24日下午英國衛生防護局在利特維年科的尿液里發現了放射性核素釙-210，而且釙-210的含量極高。

2012年7月，瑞士一家研究機構稱在亞西爾·阿拉法特（Yasser Arafat)的遺物中發現了放射性元素釙的痕跡。

2013年10月13日，英國世界權威醫學雜誌《柳葉刀》支持阿拉法特系死於釙中毒的說法。《柳葉刀》刊登了瑞士科學家的有關調查報告，證實阿拉法特系放射性元素釙210中毒死亡。2013年11月8日，巴勒斯坦官方證實，前領導人阿拉法特為“非自然死亡”。