Радон

Радон је безбојан гас, без укуса и мириса те се стога не може открити помоћу људских чула. При стандардним условима температуре и притиска, радон гради моноатомски гас густине 9,73 kg/m³,^[9] што је око 8 пута гушће од Земљине атмосфере на нивоу мора, која износи 1,217 kg/m³.^[10] Радон је један од најгушћих гасова при собној температури и најгушћи међу племенитим гасовима. Иако је при стандардним условима притиска и температуре без боје, када се охлади испод тачка топљења од 202 K (−71 °C), радон емитује сјајну радиолуминесценцију која прелази из жуте у наранџасто-црвену како се температура снижава.^[11] Након кондензације, радон сјаји због интензивне радијације коју производи.^[12] Он је врло слабо растворљив у води, али је много растворљивији од лакших племенитих гасова. Такође је знатно више растворљив у органским растварачима него у води.

Пошто је племенити гас, радон је у хемијском смислу врло слабо реактиван. Међутим, пошто је време полураспада радона-222 само 3,8 дана, то га чини врло корисним у физичким наукама као природни радиоактивни трасер (радиоизотопски индикатор).

Радон је члан елемената са нултом валенцијом који се зову и племенити гасови. Он је инертан у већини уобичајених хемијских реакција, попут сагоревања, јер његова спољна валентна љуска садржи осам електрона. То му даје стабилну конфигурацију са минималном енергијом у којој су спољни електрони врло снажно везани.^[13] За издвајање једног електрона из његових љусака потребно је 1037 kJ/mol (такође позната и као прва енергија јонизације).^[14] Међутим, према тредовима у периодном систему, он има нешто нижу електронегативност од елемента изнад њега у периодом систему, ксенона, те је стога реактивнији од њега. Раније студије су дошле до закључка да би стабилност радон хидрата требала бити на истом нивоу као и стабилност хидрата хлора (Cl
2) или сумпор диоксида (SO
2), односно значајно виша од стабилности хидрата водоник сулфида (H
2S).^[15]

Због високих трошкова његовог добијања и радиоактивности, експериментална хемијска истраживања ретко се проводе са радоном. Као резултат тога до данас је добијен врло мали број једињења радона, а готово сви су флуориди или оксиди. Радон може оксидирати само неколико врло снажних оксидацијских средстава попут флуора, дајући радон дифлуорид.^[16][17] То једињење се на температури изнад 250 °C поновно распада на саставне елементе.

Он има врло слабу волатилност (испарљивост) и сматра да се му формула гласи RnF
2. Међутим због врло кратког времена полураспада радона и радиоактивности његових једињења, није могуће детаљније проучавање овог споја. Теоретске студије о овом молекулу предвиђају да би он требало да има дужину Rn-F везе од 2,08 Å, те да је то једињење термодинамички више стабилно и мање испарљиво од свог лакшег сродника XeF
2.^[18] Октаедарски молекул RnF
6 би могао да има чак и нижу енталпију формирања од дифлуорида.^[19] Можда постоје и виши флуориди RnF₄ и RnF₆,^[20] а прорачуни показују да би могли бити стабилни,^[21] али постоји одређена сумња, јер до данас таква једињења нису синтетисана.^[20] Верује се да се јон [RnF]⁺ формира у следећој реакцији:^[22]

Rn (g) + 2 [O
2]+
[SbF
6]−
(s) → [RnF]+
[Sb
2F
11]−
(s) + 2 O
2 (g)

Радон оксиди су, поред малог броја других, неки од малобројних једињења радона;^[23] доказано је постојање само његових триоксида.^[20] За радон-карбонил RnCO се претпоставља да би могао бити стабилан и имати линеарну геометрију молекула.^[24] Молекул Rn
2 и RnXe су доказано знатно стабилније ако се куплирају окретним моментом.^[25] Атом радона угнежђен унутар молекуле фулерена предложен је као лек против тумора.^[26] Иако постоји Xe(VIII), до данас нису пронађена једињења радона Rn(VIII); RnF₈ би могао бити хемијски изузетно нестабилан (XeF₈ је термодинамички нестабилан). Предвиђа се да би најстабилније једињење радон Rn(VIII) могло бити баријум-перрадат (Ba₂RnO₆), аналоган баријум-перксенату.^[21] Нестабилност радона Rn(VIII) се објашњава релативистичком стабилизацијом 6s љуске, такође познатом као ефект инертних парова.^[21]

Радон нема стабилних изотопа. Ипак, до данас је откривено и описано 36 радиоактивних изотопа, чије атомске масе имају распон од 193 до 228.^[27] Најстабилнији од њих је изотоп ²²²Rn, који је производ распада изотопа ²²⁶Ra, а који је опет производ уранијума ²³⁸U.^[28] Међу производима распада изотопа ²²²Rn налазе се и врло мале количине (изузетно нестабилног) изотопа ²¹⁸Rn.

Постоје још три друга изотопа радона чија времена полураспада износе дуже од једног сата: ²¹¹Rn, ²¹⁰Rn и ²²⁴Rn. Изотоп ²²⁰Rn је природни производ у ланцу распада најстабилнијег изотопа торијума (²³²Th), и у старијој литератури се понекад наводи под називом торон. Његово време полураспада износи 55,6 секунди и такође емитује алфа-зраке. Слично њему, ²¹⁹Rn је деривиран из најстабилнијег изотопа актинијума (²²⁷Ac), а назван је актинон, а и он је алфа-емитер са временом полураспада од 3,96 секунди.^[27] У ланцу распада изотопа нептунијума (²³⁷Np) не јављају се значајнији изотопи радона, мада се могу јавити количине у траговима (екстремно нестабилног) изотопа ²¹⁷Rn.

Радон има штетан утицај на здравље људи. Штетна делатност се огледа у поремећајима ћелијске структуре ДНК због високо енергетског, краткотрајног продукта распада радона ²²²Rn, изазивајући развој канцерогених ћелија. Често изазива рак плућа код рудара. Многе државе имају норме које ограничавају концентрацију радона у ваздуху.

Постоји неколико места у Америци и Европи, где људи седе сатима, верујући да ће их тзв. радон сауна или радонова вода-вода која садржи растворени радон, ојачати и дати им енергију. Исто важи и за топле воде у Јапану, где је вода природно богата радоном. До данас не постоји научни доказ за ово веровање, иако је временом дошло до стварања назива радонова терапија.Научници верују да радон може да се користи у медицинске сврхе, иако ова тврдња није потврђена.

Употреба радона је заснована на чињеници да већина његових изотопа представља изворе алфа честица са кратким периодом полураспада. Зато се користе при краткој и радијацији одабраних тканина.

Радон се акумулира у подземљу, рудницима и пећинама. Зато се у хидрологији, радон користи за испитивање подземних вода и одређивање њеног порекла и старости.