Radon

Radon (Rn, łac. radon) – pierwiastek chemiczny z grupy gazów szlachetnych.

Ten artykuł dotyczy pierwiastka. Zobacz też: miejscowość i gmina we Francji o tej samej nazwie.

Radon

astat ← radon → –
Xe ↑ Rn ↓ Og 86 Rn
Wygląd
bezbarwny
Widmo emisyjne radonu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	radon, Rn, 86
Grupa, okres, blok	18 (VIIIA), 6, p
Stopień utlenienia	0, II
Właściwości metaliczne	gaz szlachetny
Masa atomowa	[222][1][a]
Stan skupienia	gazowy
Gęstość	9,074 kg/m³[2]
Temperatura topnienia	−71 °C[2]
Temperatura wrzenia	−61,7 °C[2]
Numer CAS	10043-92-2
PubChem	24857
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 120 pm 145 pm 220 pm Konfiguracja elektronowa [Xe]6s24f145d106p6 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 32, 18, 8 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga 2,2 Potencjały jonizacyjne I 1037 kJ/mol
Właściwości fizyczne Punkt krytyczny 104 °C; 6,28 MPa[3] Ciepło parowania 18,10 kJ/mol Ciepło topnienia 3,247 kJ/mol Ciepło właściwe 94 J/(kg·K) Przewodność cieplna 3,61×10−3 W/(m·K) Układ krystalograficzny regularny ściennie centrowany Objętość molowa 50,50×10−6 m³/mol[4]
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 210 Rn {syn.} 2,4 h α 6,404 206Po 211 Rn {syn.} 14,6 h α w.e. 5,965 2,892 207Po 211At 222 Rn ≈100% 3,824 dni α 5,590 218Po 224 Rn {syn.} 1,8 h β− 0,8 224Fr
Niebezpieczeństwa Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Wiarygodne źródła oznakowania tej substancji według kryteriów GHS są niedostępne.
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Odkryty w 1900 roku przez Friedricha Dorna. Początkowo był nazywany „emanacją”^[5] (symbol Em^{[potrzebny przypis]}), proponowano dla niego także nazwę „niton”^[6] (Nt^{[potrzebny przypis]}). Niektóre jego izotopy nosiły własne nazwy, pochodzące od pierwiastków z których powstały, jak 222
Rn – „radon”, „emanacja radowa”, 220
Rn – „toron”, „emanacja torowa” (symbol Tn^[7]) lub 219
Rn – „aktynon”, „emanacja aktynowa” (An^[8])^[9]. Po roku 1923 przyjęto jako obowiązującą nazwę najtrwalszego izotopu.

Właściwości fizyczne

Radon jest bezbarwnym, bezwonnym radioaktywnym gazem szlachetnym. Występuje naturalnie, jako produkt rozpadu radu, który z kolei powstaje z obecnego w przyrodzie w sporych ilościach uranu. Jego najstabilniejszy izotop 222
Rn ma okres połowicznego rozpadu 3,8 dnia i jest stosowany w radioterapii.

Gęstość radonu wynosi 9,73 kg/m³ – jest 8 razy cięższy niż średnia gęstość gazów atmosferycznych. W temperaturze pokojowej jest bezbarwny, ale schłodzony do punktu zamarzania (−71 °C), nabiera barwy żółtej, a poniżej −180 °C staje się pomarańczowo-czerwony. Emituje również intensywną poświatę, będącą efektem jego radioaktywności.

Promieniotwórczość

Radon w czasie rozpadu emituje promieniowanie alfa (oraz w mniejszym stopniu beta) o małej przenikliwości, ale o dużej zdolności jonizującej (wysoka energia, duża masa cząstki). 222
Rn jest izotopem naturalnym, pochodzącym bezpośrednio z rozpadu 226
Ra (o okresie połowicznego zaniku 1600 lat). Ten zaś jest długożyciowym produktem przemian radioaktywnych zachodzących w naturalnym szeregu promieniotwórczym, którego pierwszym członem jest naturalny izotop uranu 238
U. Zawartość uranu w skorupie ziemskiej wynosi średnio 2 ppm (0,0002%), jest więc stosunkowo duża. Dlatego zawartość 222
Rn w powietrzu atmosferycznym w warstwie przypowierzchniowej jest znaczna. Średnie stężenie 222
Rn w powietrzu w Polsce wynosi ok. 10 Bq/m³. Promieniowanie pochodzące od radonu stanowi 40–50% dawki promieniowania, jaką otrzymuje mieszkaniec Polski od źródeł naturalnych. Radon może stanowić zagrożenie dla zdrowia, bowiem gromadzi się w budynkach mieszkalnych, zwłaszcza w piwnicach, przedostając się tam z gruntu w wyniku różnicy ciśnień (efekt kominowy). Dotyczy to zwłaszcza podłoża granitowego, zawierającego większe ilości uranu niż skały osadowe. Aktualnie w Polsce obowiązuje limit stężenia radonu w nowych budynkach mieszkalnych wynoszący 200 Bq/m³^[10]. Szkodliwość radonu jest wynikiem stosunkowo szybkiego jego rozpadu, prowadzącego do powstania kilku krótkożyciowych pochodnych, również radioaktywnych, emitujących promieniowania alfa. Ich zatrzymanie w płucach powoduje uszkodzenia radiacyjne, prowadzące do rozwoju choroby nowotworowej.

Wpływ na zdrowie

Osobny artykuł: Wpływ radonu na zdrowie.

Przedawkowanie radonu lub stała praca przy kopalinach emanujących radon wpływa niekorzystnie na zdrowie. Szkodliwość polega na uszkadzaniu struktury chemicznej kwasu DNA przez wysokoenergetyczne, krótkotrwałe produkty rozpadu radonu 222
Rn, co może prowadzić do choroby popromiennej.

Niektóre badania naukowe potwierdzają pozytywne działanie radonu w terapii zapaleń górnych i dolnych dróg oddechowych^[11]. W medycynie alternatywnej wody radonowe stosuje się do kąpieli w rehabilitacji chorób narządów ruchu, zarówno pourazowych, jak i reumatycznych^[12] – nie potwierdzają jednak tego źródła medyczne^{[potrzebny przypis]}.

Właściwości chemiczne

Właściwości radonu są stosunkowo słabo znane z powodu jego wysokiej radioaktywności. Radon należy do grupy gazów szlachetnych, które są chemicznie obojętne. Mimo to znanych jest kilka jego związków o różnych stopniach utlenienia. Są to m.in. fluorki RnF
2, RnF
4, RnF
6, chlorek RnCl
4 i trójtlenek radonu RnO
3. Ze względu na nietrwałość samego radonu nie mają zastosowań.

Izotopy

Naturalnie występują cztery izotopy radonu, które powstają w wyniku rozpadu uranu 238
U (218
Rn i 222
Rn), 235
U (219
Rn) i toru 232
Th (220
Rn). Spośród nich izotop 222
Rn ma zdecydowanie najdłuższy czas trwania – 3,8 dnia (pozostałe poniżej doby). Stanowi on praktycznie 100% radonu spotykanego naturalnie i ma możliwość migracji i gromadzenia się. Oprócz występujących naturalnie izotopów, znanych jest około 30 innych wytworzonych sztucznie w laboratorium.

Izotopy radonu
izotopy naturalne pogrubione

Izotop	Okres połowicznego rozpadu
195 Rn	6 ms
196 Rn	4,7 ms
197 Rn	66 ms
198 Rn	65 ms
199 Rn	620 ms
200 Rn	0,96 s
201 Rn	7,0 s
202 Rn	9,94 s
203 Rn	44,2 s
204 Rn	1,17 min
205 Rn	170 s
206 Rn	5,67 min
207 Rn	9,25 min
208 Rn	24,35 min
209 Rn	28,5 min
210 Rn	2,4 h
211 Rn	14,6 h
212 Rn	23,9 min
213 Rn	19,5 ms
214 Rn	0,27 µs
215 Rn	2,30 µs
216 Rn	45 µs
217 Rn	0,54 ms
218 Rn	35 ms
219 Rn	3,96 s
220 Rn	55,6 s
221 Rn	25,7 min
222 Rn	3,8235 dni
223 Rn	24,3 min
224 Rn	107 min
225 Rn	4,66 min
226 Rn	7,4 min
227 Rn	20,8 s
228 Rn	65 s

Zobacz też

• wody radonowe

Uwagi

1. Wartość w nawiasach klamrowych jest liczbą masową najtrwalszego izotopu tego pierwiastka, z uwagi na to, że nie posiada on trwałych izotopów, a tym samym niemożliwe jest wyznaczenie dla niego standardowej względnej masy atomowej. Bezwzględna masa atomowa tego izotopu wynosi: 222,01758 u (222
   Rn). Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.