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Radium Radium 226 déposé par galvanoplastie sur une feuille de cuivre et recouv

Radium Radium 226 déposé par galvanoplastie sur une feuille de cuivre et recouvert de polyuréthane pour prévenir une oxydation. Francium ← Radium → Actinium Ba 88Ra ↑ Ra ↓ Ubn Tableau complet • Tableau étendu Position dans le tableau périodique Symbole Ra Nom Radium Numéro atomique 88 Groupe 2 Période 7e période Bloc Bloc s Famille d'éléments Métal alcalino-terreux Conﬁguration électronique [Rn]7s2 Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 Propriétés atomiques de l'élément Masse atomique 226,0254 u Rayon atomique (calc) 215 pm Rayon de covalence 221 ± 2 pm État d’oxydation 2 Électronégativité (Pauling) 0,9 Oxyde Base forte Énergies d’ionisation 1re : 5,278423 eV 2e : 10,14715 eV Isotopes les plus stables Iso AN Période MD Ed PD MeV 226Ra trace [réf. nécessaire] 1 602 a α 4,871 222Rn 228Ra {syn.} 6,7 a β- 0,046 228Ac Propriétés physiques du corps simple État ordinaire Solide non-magnétique Masse volumique 5 g·cm-3 Système cristallin Cubique centré Couleur Blanc argenté métallique Point de fusion 696 °C Marie Curie et son mari Pierre étudiant le radium, dessin d'André Castaigne. Radium Le radium est l'élément chimique de numéro atomique 88, de symbole Ra. Il est d'un aspect parfaitement blanc mais il noircit lors de son exposition à l'air libre. Le radium est un métal alcalino-terreux présent en très faible quantité dans les minerais d'uranium. Il est extrêmement radioactif, la demi-vie de son isotope le plus stable (226Ra) étant de 1 600 ans. Il fournit du radon comme produit de désintégration. Marie Curie et son mari Pierre le découvrent en 1898 par extraction de la pechblende, un minerai d'uranium. Le mot radium est forgé à partir du latin radius (« rayon »), en même temps que le mot radioactivité. Historique Caractéristiques physiques et chimiques Propriétés radiologiques Radioactivité du radium 226 Présence dans les chaînes de désintégration Abondance relative Mesure de la radioactivité Minéralogie du radium Gisements Production minière Applications Applications médicales Source de luminescence Source d'ionisation Engouement populaire Le radium dans l'environnement Radium en solution Dégazage de radon Bioaccumulation Risques sanitaires Sites marqués au radium Séquelles industrielles Réhabilitation des sites Notes et références Voir aussi Article connexe Liens externes Bibliographie Le radium a été découvert par Marie Skłodowska- Curie et son mari Pierre Curie le 21 décembre 1898, dans un minerai d'uraninite . Lors de l'étude de ce minéral, les Curie en avaient extrait tout l'uranium, pour constater que le reliquat était encore fortement radioactif. En juillet 1898, ils extraient de la pechblende un élément comparable au bismuth, qui s'avère être du polonium. Ils séparent ensuite un mélange radioactif formé principalement de deux composants : des composés de baryum, qui produit une ﬂamme d'un vert brillant, et un composé radioactif inconnu qui donne des lignes spectrales de couleur carmin, qui n'avait jamais été précédemment décrit. Les Curie constatent que ce composé radioactif est très similaire aux composés de baryum, mais moins soluble. Cela permit aux Curie d'isoler ce composé radioactif et de découvrir un nouvel élément, le radium. 1 2 3 3 Sommaire Historique 5 Point d’ébullition 1 736,85 °C Énergie de fusion 37 kJ·mol-1 Volume molaire 41,09×10 m3·mol-1 Pression de vapeur 327 Pa à 973 K Chaleur massique 94 J·kg-1·K-1 Conductivité thermique 18,6 W·m-1·K-1 Divers No CAS 7440-14-4 No ECHA 100.028.293 (http://echa.europa.eu/fr/su bstance-information/-/substanceinfo/10 0.028.293) No CE 231-122-4 Précautions Radioélément à activité notable Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. Les Curie annoncèrent leur découverte à l'Académie des sciences le 26 décembre 1898 . L'élément fut baptisé « radium » vers 1899. Le mot est formé sur le latin radius, le rayonnement, pour rappeler le fort rayonnement radioactif de cet élément . Le radium a été isolé sous forme métallique en 1910 par Marie Curie et André-Louis Debierne dans leur laboratoire de l'École municipale de physique et de chimie industrielles (aujourd'hui ESPCI Paris). Ils procédèrent à une électrolyse d'une solution de chlorure de radium (RaCl2) sur une cathode de mercure, produisant ainsi un amalgame. Cet amalgame fut ensuite chauffé dans une atmosphère d'hydrogène pour éliminer le mercure, laissant le radium pur sous forme métallique . La même année, E. Eoler isola également le radium par décomposition thermique de l'azoture de radium, Ra(N3)2 . La première production industrielle du radium sous forme métallique a été réalisée par Biraco, ﬁliale de l'Union minière du Haut Katanga (UMHK), dans son usine d'Olen en Belgique . L'unité historique de radioactivité, le curie (en l'honneur de Pierre Curie décédé en 1906) correspond à la radioactivité d'un gramme de radium 226Ra , soit 37 gigabecquerels (37 × 109 Bq). En 1911, Marie Curie obtient le prix Nobel de chimie « en reconnaissance de sa contribution aux progrès de la chimie pour avoir découvert le radium et le polonium, avoir isolé le radium, et avoir étudié la nature et les composés de cet élément remarquable » . C'est le plus dense des métaux alcalino-terreux avec lesquels il partage des caractéristiques (comportement assez proche de ceux du béryllium, magnésium, calcium, strontium et baryum) expliquant sa cinétique environnementale ou son métabolisme. L'élément qui lui est le plus proche est le baryum (autre cation divalent), mais le radium est moins bien étudié à cause des contraintes de radioprotection qu'impose sa radioactivité. Propriétés physiques Fraichement préparé, le radium pur est blanc et brillant, mais il noircit lorsqu'il est exposé à l'air (probablement par formation de nitrure Ra3N2). Sa densité est de 5,5 g/cm3, plus élevée que celle du baryum . Son point de fusion est mal déterminé, entre 700 et 960 °C, et sa température d'évaporation est de 1 737 °C. Ces deux valeurs sont légèrement inférieures à celles du baryum, ce qui correspond à la tendance générale des éléments du groupe 2 . De même que le baryum, le radium forme dans les conditions normales de température et de pression un réseau cristallin cubique centré, de maille 514,8 picomètres . Le radium est luminescent (il émet une faible couleur bleue), et il est un peu plus volatil que le baryum. Propriétés chimiques De même que le baryum, le radium est un métal très réactif, et se retrouve généralement dans un degré d'oxydation de +2. Il s'hydrolyse dans l'eau par formation d'hydroxyde de radium. Il se présente en solution aqueuse sous forme de cation incolore Ra2+, très fortement basique. Il ne forme pas facilement de complexe. La plupart des composés chimiques du radium sont donc formés de liaison ionique. Cependant, les électrons 6s et 6p (outre l'électron de valence 7s) pourraient participer à un effet chimique quantique relativiste renforçant le caractère covalent de la liaison avec des composés comme RaF2 ou encore RaAt2 . Comme le baryum, il forme des sels solubles sous forme de chlorure, bromures et nitrates, alors qu'il est très faiblement soluble sous forme de sulfate, de carbonates, phosphates et phosphates acides . Ceci explique qu'en mer et dans les eaux saumâtres, la teneur de l'eau en ions libres de radium sera contrôlée par l'activité sulfate de l'eau. En pleine mer, il est à 70 % complexé sous forme de RaSO4 et pour le reste en grande partie complexé à la matière organique dissoute (en complexes organométalliques dont la stabilité diminue avec l'augmentation de la salinité). En présence de baryum et dans une eau riche en sulfate, il précipite en Ba RaSO4 . Le radium ne possède aucun isotope stable. L'isotope majoritaire, qui est celui historiquement découvert par les Curie, est le radium 226 (demi-vie : 1 600 a). Le radium fait partie des chaînes de désintégration de l'uranium et du thorium, avec lesquels il peut se trouver en équilibre séculaire. Quatre de ses 25 isotopes possibles existent dans la nature à l'état de traces : 223Ra, 224Ra, 226Ra et 228Ra, tous les quatre radioactifs et tous issus de la dégradation radioactive d'autres radio-isotopes d'origine naturelle . On le rencontre donc en très petites quantités associé aux dépôts d'uranium, et à l'état de traces associé au thorium : Une tonne de thorium 232 est en équilibre séculaire avec 0,4 mg de radium 228 (demi-vie de 5,75 ans) et 0,7 μg de radium 224 (demi-vie de 3,63 j) Une tonne d'uranium naturel, formée majoritairement d'uranium 238, est en équilibre avec 360 mg de radium 226 (demi-vie de 1590 ans) ; et les 7,2 kg d'uranium 235 présents sont de leur côté en équilibre avec 550 ng de radium 223 (de demi-vie 11,4 jours). -6 4 6, 7 8, 9, 10 11 12 13 14 15 Caractéristiques physiques et chimiques 16 17 18, 19 20 21 21 Propriétés radiologiques Radioactivité du radium 226 Présence dans les chaînes de désintégration 21 Section polie de pechblende. Bien que ces quantités soient extrêmement faibles, la radioactivité induite (qui est inversement proportionnelle à la demi-vie) est très importante : le radium contribue autant que l'uranium à la radioactivité d'un minerai d'uranium, de même pour le thorium. Ainsi, l’activité moyenne du 226Ra dans la roche est de quelques dizaines de Bq/kg (becquerels par kilogramme), mais elle peut être mille fois supérieure dans les sols ou les zones riches en minerai d’uranium . Aux premiers temps de l'étude uploads/Industriel/ radium-wikipedia.pdf