Қауіпті химиялық элементтер

Қауіпті химиялық элементтер - радон, плутоний, бериллий, уран, актиний, фермий, менделевий, нобелий, резерфордий, нептуний, америций, берклий.

Радиацияға толы сфера – Біздің қоршаған ортада радиактивті элементтердің (заттардың) көп болуынан. Бұл ашық түде болуы, антропогендік факторлармен де болады. Осы 1940-1980 ж әлемде 1349 рет ядролық сынақтар жүргізілді. Осының нәтижесінде өте үлкен, өте көп қоршаған ортағарадионуклидтер әкеліп соқтырды. 1950 ж атмосферада және су астында 11,000 кем емес радиоактивті қалдықтарымен контейнерлер жүргізілді. 60 жылдары Арикаспийде әлемдік мақсатқа байланысты 50 жер асты ядролық жарылыстар болып өтті.

Астат

Астат (латынша Astatium, гр. astatos «тұрақсыз»), At — химиялық элементтердің периодтық жүйесінің 6-шы периодының VІІ тобына жататын радиоактивті элемент, реттік саны 85, атомдық массасы 210. Оның ең ұзақ өмір сүретін изотопы 210At-тың жартылай ыдырау уақыты — 8,3 сағат. Астат химиялық қасиеттері жағынан иодқа өте жақын. Астат алғаш рет 1940 жылы бөлініп шығарылған.

Радон

Менделеев кестесіндегі 8 топ, 6 периодта орналасқан.

Реттік нөмірі 86. Аталуы Rn. Жай күйінде инертты газ, радиоактивті, адам денсаулығына және адам өміріне қауіпті. Ыдырау уақыты 3.8 тәулік. Радонды алғаш американдық физик Р.Оуэнс торийдің ыдырауы кезінде байқаған (1899). Ең тұрақты изотопы 222Rn (Т1/2= 3,823 тәулік). Радон табиғатта сирек кездеседі. Қалыпты жағдайда түссіз, иіссіз, дәмсіз газ; тығыздығы 9,9 г/л (0С-та), балқу t –71С, қайнау t –61,8C; фтормен әрекеттесіп, фторид (RnF2) түзеді. 500С-та Радонды сутекпен тотықсыздандырады. Толуолда, фенолда, суда ерігенде, клатраттар түзеді. Радон радий тұздарынан алынады. Ол өте улы, ыдырау кезінде организмнен қиын шығарылатын, ұшпайтын радиоактивті өнімдер (Po, Bі, Pb изотоптары) түзеді. Медицинада (радонды ванна, т.б.), техникада, биологияда, табиғатта радиоактивті элементтерді анықтауда қолданылады.[1]

Ашылуы

1899 жылы Резерфорд тәжірибесінде эманация түрінде ашқан. Сол кезден бастап радон эманациын радон деп атаған. 1908 жылы таза күйінде Рамзай мен Грей өндіріп шыққан. 1923 жылы өзінің тұрақты аты радонга өзгерді.

Франций

Франций (Francіum), Fr — элементтердің периодтық жүйесінің X тобындағы хим. элемент, ат. н. 87, ат. м. 212; ат. м. 217-ден 224-ке дейін болатын 9 радиоактивті изотопы белгілі. Ең ұзақ өмір сүретін изотопы 223F (Т1/2=21,8 мин). Оны француз ғалымы М.Пер ашқан (1939). Тығызд. 2,3 — 2,5 г/см3, балқу t 18 — 21°С, қайнау t 640 — 660°С, ерітінділерінде сілтілік металдар сияқты және кристалдану кезінде цезий тұздарымен бірге тұнады. Басқа элементтерден экстракция немесе хромотография әдісі арқылы бөліп алады. Тұрақты тотығу дәрежесі +1, химиялық қасиеттері цезий элементіне ұқсас. 227Ас изотопын анықтау үшін және қосылыстары медицинада қолданылады.

Актиний

Актиний (лат. Actinium), Ac — Химиялық элементтердің периодтық жүйесінің 7-ші периодының ІІІ тобына жататын радиоактивті элемент. Реттік саны — 89. Ең ұзақ уақыт өмір сүретін изотопы 227Ac, жартылай ыдырау уақыты — 22 жыл.[1] Актинийді 1899 жылы А. Дебьерн уран рудаларын өңдеу қалдықтарында тапқан. Радийді нейтрондармен атқылау арқылы актинийді алады. Бұл — ақшыл-күміс түсті металл, химиялық қосындыларда валенттілігі 3+, химиялық қасиеттері бойынша лантанға жақын. Актиний — қауіпті радиоактивті улы зат. Актиний (Actіnіum) Ас – элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы радиоактивті элемент; реттік нөмірі 89, атомдық массасы 227. 1899 жылы француз химигі А.Дебьерн ашқан. Актинийдің жер қыртысындағы мөлшері 61010. Актиний күмістей ақ түсті металл, балқу температурасы 105050С, өте әрекеттескіш; ауада тез тотығады, тұз және азот қышқылдарында ериді. Актиний химиялық қосылыстарда 3 валентті болып келеді. Қосылыстарының (гидрототықтар, фторид, оксалат, фосфат, карбонат, фторсиликат) көпшілігі ерімейді. Актиний галогенидтері ауада ұшқыр келеді, негіздік қасиеті лантаннан да күшті. Актиний тотығы оның гидрототығын немесе оксалатын 1100С-да қыздырып-күйдіру арқылы алынады. Оның галогенидтері фторлы сутекке, төрт хлорлы көміртекке, бромды алюмийниге актиний тотығының, құрғақ гидрототығының немесе оксалатының әсері нәтижесінде түзіледі. Актиний тұздары ақ түсті, ертінділері түссіз келеді.

Плутоний

Плутоний (Plutonіum), Pu — элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы жасанды жолмен алынған бірінші радиоактивті хим. элемент; ат. н. 94, ат. м. 244,0642, актиноидтар тобына жатады. Плутонийді 1940 ж американдық ғалымдар Г.Сиборг, Э.Макмиллан, Дж.Кеннеди және А.Валь ашқан. Олар 238U элементін ауыр сутек ядросы дейтронмен сәулелендіру арқылы 239Pu-ді алды. Массалық сандары 232-ден 246-ға дейін болатын 15 изотопы белгілі. Тұрақты изотопы 244Pu (Т1/2 7,5107 жыл,  сәуле шығарғыш). Плутоний жылтыр, күмістей ақ металл, морт; тығыздығы 19,80 г/см3, балқу t 640оС, қайнау t 3350оС, 112оС-тан төмен температурада моноклинді -фазасы тұрақты. Тотығу дәрежелері +3-тен +7-ге дейін, тұрақтысы +4. Түйірлі Плутоний ауада баяу тотығады, ұнтақ және жаңқа күйінде өздігінен тұтанғыш Плутоний — өте улы, адам организміне түскенде сүйектер мен бауырда жиналады. Қыздырғанда галогендермен, H2, N2, S, NH3-пен, сумен баяу әрекеттесіп, HCl, HСlO4, H3PO4-терде ериді, концентрлі HNO3 пен H2SO4-те салғырттанады. Көптеген металмен аралық металлидтер түзеді. Плутонийдің (ІV) оксиді PuO2 — сарғыш қоңыр түсті кристалды ұнтақ, сәйкес гидроксиді Pu(OH)4 қышқылдармен тұз түзеді; нитраттары, фторидтері, т.б. тұздары өте күрделі технологиялық процестерде Плутонийді ураннан бөліп алуда пайдаланылады. Плутоний ядролық реакторларда, атомдық, термоядролық бомбаларда т.б. қолданылады. 238Pu изотопынан қуаты 5, одан да көп жылға жететін ат. электрбатареялары жасалады.

Бериллий

Бериллий(лат. Beryllіum), Ве — элементтердің периодтық жүйесінің ІІ тобындағы хииялық. элемент, атомдық нөмірі 4, атомдық массасы 9,0122, жеңіл, ашық сұр түсті металл. Тұрақты бір изотопы (9Ве) бар. 1798 ж. берилл минералынан француз химигі Л. Воклен тапты. Металл күйінде алғаш рет неміс химигі Р. Влер алды. Бериллий алюминийден жеңілірек, тығыздығы 1,816 г/см3, балқу температурасы 12840С, қайнау температурасы 24500С, химиялық қосылыстарында 2 валентті, беткі қабаты тотығып, қорғауыш қабыршақ түзілетіндіктен ауада өзгермейді. 8000С-тан жоғары температурада қыздырғанда жылдам тотығады; қышқылдарда да, сілтілерде де ериді. Сілтілерде еріп бериллаттар деп аталатын тұздар түзеді (мысалы, натрий бериллаты — Na2BeO2). Бериллий галогендер, оттек, күкірт және азотпен тікелей қосылып, оттекпен оксид (BeO), азотпен нитрид (BeN2), көміртекпен карбид (Be2C), күкіртпен сульфид (BeS) қосылыстарын түзеді. Бериллий оксиді — ақ түсті, қиын балқитын зат, сумен оңай қосылып, бериллий гидроксидін [Be(OH)2] түзеді, бұл — амфотерлі әлсіз негіз, қышқыл мен сілтілерде ериді. Бериллий алуда қолданылатын негізгі шикізат — берилл және гельвин минералдары. Металл бериллий хлорлы бериллийді балқытып электролиздеу арқылы алынады. Сонымен қатар, бериллий металын магниймен BеF2 қосылысын тотықсыздандырып алады, магнийдің артық мөлшерін вакуумда қайта айдап бөледі, алынған бериллий әрі қарай дистилдеу әдісімен тазартылады. Бериллийді құймаларға араластырғанда қаттылығы артады, бұл бағалы қасиеті бұрыннан белгілі болса да, оны қолдану тек 20 ғасырдың 40-жылдарында басталды. Баяу балқитын металдардың бериллидтері — авиация және ракета жасауда аса қажетті зат. Рентген сәулелері бериллийден жақсы өтетін болғандықтан, одан рентген трубкаларының терезелерін дайындайды. Бериллий әр түрлі құймалар және коррозияға берік болат алуда, электротехникада, атом реакторларын жасауда кең түрде қолданылады. Қазақстанда бериллий Өскемендегі титан-магний комбинатында өндіріледі. [1]

Уран

Уран - периодты жүйедегі атомдық нөмірі 92 болатын химиялық элемент. Атомдық массасы - 238.029, U (лат. - Uranium) болып белгіленеді, актиноидқа жатады.

Уран - бәсекелестiк қабiлетi анағұрлым жоғары энергия көзi болып табылады. Оның басқа отын көздерiнен басты айырмашылығы - ол жоғары концентрацияланған энергия көзi. Яғни, әрi жеңiл, әрi арзан тасымалданатын энергия көзiнен саналады. Мәселен, 1 кг уран дәл осы мөлшердегi көмiрден бөлiнетiн энергиядан 20 мың есе жоғары электр қуатын бөледi. Жалпы құны жағынан да тиiмдi. 1 кВт сағат өндіруге кететін көмiрдің құны 4 евроцент тұрса, осы мөлшердегi газ 1,3–2,3 евроцентке шамалас. Ал уранның дәл осы көлемi небәрi 0,4 евроцентпен бағаланады. «Ал осындай жеңiлдiктерге ие бола тұра, Қазақстан сонау жылдан берi көз қырын қайда қадап жүрген?» деген сұраққа жауап - Қазақстан әлi Чернобыль электр стансасындағы жарылысты ұмыта қойған жоқ. Уранның радиоактивтiлiгi оны өндiру мен өңдеуде, тасымалдау, өндiрiсте қолдану кезiнде үлкен кедергi келтiрумен бiрге төндiретiн қатерден қауіптенген елiмiз уран кенорындарын зерттеу жұмыстарын жасырын түрде жүргiзiп келдi. Уранның әлемдiк қорының 80 пайызы 9 ел үлесiне тиедi. Олар: Аустралия, Қазақстан, Канада, ОАР, Намибия, Нигерия, Ресей, Бразилия және АҚШ. Атап өтерлiгi, уран өндiрiсiнде алғы шептегi үш мемлекеттiң бiрi - Канада мен Австралиядан кейiн тұрған Қазақстан. Соңғы зерттеу қорытындылары ел аумағында 1 млн. тоннаға жуық табиғи уран қоры бар екенiн айқындап бердi. Уран қоры Қазақстанның оңтүстiк бөлiгiнде шоғырланған. Бүгiнде уран кенiшiнiң төрт торабы бар. Солтүстiк торапта Уанас, Шығыс Мыңқұдық, Ыңғай, Ақдала, оңтүстiк Ыңғай, Батыс Мыңқұдық, орталық Мыңқұдық және Буденовское кенiштерi орналасса, шығысында оңтүстiк Мойынқұм, оңтүстiк Мойынқұм-1, Төртқұдық, Қанжуған, оңтүстiк Мойынқұм-2, батыс торапта солтүстiк Қарамұрын, оңтүстiк Қарамұрын, Қарасан-1, Иiркөл және оңтүстiк торапта iрi «Заречное» кенiштерi бар. Рас, бұлардың кейбiрi уран өндiрумен қазiрдiң өзiнде айналысып жатса, құрылысы бiтпеген келесiлерi алдағы екi-үш жыл iшiнде өз жұмыстарын бастайды деп жоспарланып отыр.

Фермий

Фермий(лат. Fermіum), Fm – элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы хим. элемент, ат.н. 100, ат.м. 257, актиноидтарға жатады. Радиоактивті ең орнықтысының (257Fm) жартылай ыдырау периоды 100,5 тәулік.

Менделевий

Менделевий [1] (лат. Mendelevіum), Md – элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы, жасанды жолмен алынған радиоактивті химиялық элемент, атом номері 101, атом молшері 258,0986; актиноидтар тобына жатады. Тотығу дәрежелері +1, +2 және +3, тұрақтысы +3. Оны 1955 жылы америкалық ғалымдар А.Гиорсо, Б.Харви, Г.Чоппин, С.Томпсон және Г.Сиборг ашқан. Олар 253Es (, п) 256Md ядролық реакциясы нәтижесінде Менделевийдің 17 атомын алған. -бөлшектерімен атқылау арқылы шыққан Менделевий атомдары алтын фольга бетіне жиналып, одан ион алмасу бағанасында бөлініп алынған. Массалық сандары 252, 254 – 258 болатын 6 изотоптары бар. Тұрақты изотопы 258Md (Т1/2 56 тәулік, -сәуле шығарғыш) Менделевий изотоптары U және Pu атомдарын Ne, т.б. жеделдетілген ядроларымен сәулелендіру арқылы түзіледі, сонымен қатар экстракция және сорбция әдістермен бөлінеді. Менделевий көп мөлшерде алынбаған және барлық зерттеулер Менделевийдің аз концентрациясымен жүргізілген.

Нобелий

Нобелий (лат. Nobelіum), No – элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы жасанды жолмен алынған радиоактивті хим. элемент, ат. н. 102, ат. м. 258,1009, актиноидтар тобына жатады. Алғаш 1957 ж. Стокгольмде (Швеция) бір топ ғалымдар изотоп күйінде алып, А.Нобельдің құрметіне атаған. 251No – 256No изотоптары туралы сенімді мәліметтер алғаш 1963 – 67 ж. (КСРО) алынды. Тұрақты 259No изотопы (жартылай ыдырау периоды – 1,5 сағ) 1970 ж. Ок-Риджде (АҚШ) алынған. Ерітінділердегі мейлінше тұрақты тотығу дәрежесі +2 және +3. Уран және трансуранды элементтерді Ne иондарымен, сондай-ақ басқа да жеңіл элементтермен атқылау кезінде алынады.

Резерфордий

Резерфордий Rf (1997ж - Курчатовий(лат. Kurchatovіum), Кu) – элементтердің периодтық жүйесінің ІV тобындағы жасанды жолмен алынған радиоактивті хим. элемент, ат. н. 104, ат. м. 261. K-ді Дубна қ-ндағы Ядр. зерттеулер ин-тында плутоний Pu элементін неон Ne элементімен атқылау арқылы алған.[1]

Нептуний

Нептуний (лат. Neptunіum), Np – актиноидтар тобына жататын жасанды жолмен алынған радиоактивті химиялық элемент. Атомдық нептуний 93, атомдық массасы. 237,0482. Нептун ғаламшарының құрметіне аталған. Оны 1940 ж. америк. ғалымдар Э.М. Макмиллан (1907 – 1991) және Ф.Х. Эйблсон ашқан. Нептунийдің 15 изотопы белгілі; 237Np және 239Np изотоптары уран қазбаларында өте аз мөлшерде кездеседі. Нептуний морт, аздап күміс жылтыры бар металл, тығызд. 20,45 г/см3, балқу t 637ӘC, қайнау t 4100ӘC. Тотығу дәрежелері +3-тен +7-ге, сулы ерітінділерде тұрақтысы +5-ке дейін өзгереді. Суықта біртіндеп тотығады, қыздырған кезде сұйытылған HCl-дың Na2SіF6 қоспасында ериді. H2, N2, C, Sі, P, т.б. элементтермен әрекеттеседі. Нептуний негізінен ғылыми-зерттеу жұмыстары мақсатында қолданылады. [1]

Америций

Америций (латынша Americium), Am — актинидтер тобына жататын радиоактивті химиялық элемент. Реттік саны — 95. Жасанды жолмен 1944 жылы түзілген. Ең ұзақ уақыт өмір сүретін изотопы 243Am (жартылай ыдырау уақыты — 8000 жыл) және 241Am (жартылай ыдырау уақыты — 458 жыл). Күміс түсті жұмсақ металл.Валенттілігі 3+, 4+, 5+ және 6+ болып өзгере алады.

Берклий

Берклий (Berkelіum), Вk — элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы жасанды жолмен алынған радиоактивті химиялық элемент, актиноидтар тобына жатады, атомдық номері 97, атомдық массасы 247. Берклийді 1949 ж. Г. Сиборг бастаған американ ғалымдары 241Am элементін α-бөлшектермен атқылау нәтижесінде алған. Беркли қаласында (АҚШ) ашылғандықтан осы қаланың құрметіне аталған. Берклий ашылғаннан кейін оның химиялық қасиеттерін зерттеумен қатар, оны бөліп алу үшін “аса ауыр снарядтар” ретінде көміртек, азот және оттек атомдарының ядролары пайдаланылды. Берклийдің 7 изотопы алынған, олардың ішіндегі ұзағырақ өмір сүретін изотоптары: 247Вk (жартылай ыдырау периоды Т1/2=1380 жыл), β-бөлшектерін шығарады, 249Вk (Т1/2=314 күн)- және -бөлшектерін шығарады, берклий химиялық қасиеттері жағынан лантоноидтар тобындағы тербий элементіне өте ұқсас. Валенттілігі +3 және +4-ке тең.

Тағы қараңыз

"Қазақ Энциклопедиясы"