ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.09.2020
Просмотров: 3898
Скачиваний: 7
246
жущих, обволакивающих, анацидных (защита нервных окончаний) препаратах.
Хлорид висмута (
BiOCl
) используется для образования искусственного перламут-
ра.
ПОЛОНИЙ
Радиоактивный, токсичный металл. Период полураспада
209
Po
составляет
105 лет. В земной коре встречается в виде следов в урановых рудах. Получают
при нейтронной бомбардировке висмута. Число изотопов с учетом ядерных изо-
меров
33. В природе встречены следы 4-х радионуклидов с коротким периодом
полураспада с α и γ типом распада.
Радиус
Po
4+
– 65,
Po
2–
– 230, атомный – 167
пм. Основная линия в
атомном
спектре
–
300,321 нм. Образуется при распаде
222
Rn
. Один из наиболее мощных α
радиоизлучателей. Имеет 27 радионуклидов, самый опасный
210
Ро
с периодом по-
лураспада 138,4 дня.
Кларк полония в земной коре – следы в урановых рудах (2∙10
–15
%), гидро-
сфере
2∙10
–11
%, почве
–
0,12∙10
–3
Бк/м
2
.
В организме человека содержится 18,5 Бк полония, из них 11,8 Бк – в ко-
стях. Суточное потребление с пищей – 0,118 Бк. Период полувыведения
–
до 80
суток. Наиболее устойчивый
Po
4+
. Способен к комплексообразованию. Концен-
трирует табак. Используется
как источник тепла в космическом оборудовании и
источник α-частиц для научных исследований.
АСТАТ
Радиоактивный неметалл. Не изучен из-за короткого периода полураспада.
Получают искусственным путем для целей исследования при нейтронной бом-
бардировке
209
Bi
.
Число изотопов с учетом ядерных изомеров 29
.
Наиболее известны ис-
кусственные радионуклиды
210
At
и
211
At
с периодом полураспада соответственно
8,1 и 7,2 ч. с α типом распада. Радиус
At
5+
–57,
At
–
– 227 пм. Основная линия в
атомном спектре
–
224,401 нм. Общее содержание его в земной коре до 1,6 км
оценивается в 70 мг. В организме связывается с белками и накапливается в щито-
видной железе.
Геохимический барьер восстановительно-глеевый сероводородный.
РАДОН
Тяжелый, бесцветный и радиоактивный газ, токсичен. В некоторых ме-
стностях уровень содержания в воздухе превышает допустимый. Встречаются ра-
доновые воды, которые используются для лечебных целей. Содержание в атмо-
сфере – 500 т, по объему – 6·10
18
%. Больше всего в воздухе над почвой (1 атом/мл
воздуха). В помещениях больше, чем в атмосфере. Суперактивный биологически,
экологически, радиотоксикологически. Обеспечивает 30% естественного облуче-
ния на Земле. Обусловливает естественную радиоактивность воздуха.
Число изотопов с учетом ядерных изомеров
28.
В природе известны следы
трех радионуклидов c α и γ типом распада:
222
Rn
с периодом полураспада 3,82 дня,
220
Rn
– 55,6 с,
219
Rn
– 3,96 с
.
Основная линия в атомном спектре
–
745 нм.
247
Кларк радона в земной коре n·10
-16
%, атмосфере
–
7·10
-17
% , речных и пи-
тьевых водах содержится 0,37–3,7 Бк/л, артезианских 10–40 Бк/л, лечебных водах
– более 100 кБк/м
3
.
Строительные материалы могут быть сильным источником радона (в 1000–
5000 раз больше по сравнению с фоном). Радон накапливается в помещениях с
пластиковыми материалами и красками на эпоксидной основе. Источник получе-
ния –
226
Rn
. ПДК
222
Rn
в воздухе рабочих помещений – 3
.
10
-11
Ки. Превращается в
210
Po
,
210
Pb
,
210
Bi
.
Средняя концентрация элемента в воздухе жилых помещений составляет
25 Бк/м
3
. При этом риск заболевания раком легких составляет 3–4 случая на 1000
человек, при 200 Бк/м
3
– 30–40 случаев.
ФРАНЦИЙ
Радиоактивный металл с коротким периодом полураспада (20,0–21,8 мин).
В природе не встречается. Ничтожное количество его образуется в урановых ру-
дах. Получается в следовых количествах из актиния при нейтронной бомбарди-
ровке радия. Число изотопов с учетом ядерных изомеров
30. Встречается в при-
роде
223
Fr
(Т
1/2
= 21,8 мин), распад идет с выделением β и γ частиц.
Радиус Fr
+
– 180, атомный – 270
пм. Основная линия в атомном спектре –
717,7 нм.
РАДИЙ
Радиоактивный элемент, в природе встречается в урановых рудах. Взаимо-
действует с кислородом и водой. Радиевых минералов не существует, рассеян в
природе
Число изотопов с учетом ядерных изомеров
25
.
Встречаются в природе
226
Ra
(T
1/2
= 1600 лет),
228
Ra
(T
1/2
= 5,75 лет),
223
Ra
(T
1/2
= 11,43 дня),
224
Ra
(T
1/2
=
3,66 дня) с выделением α и β частиц, а
228
Ra
– γ и β-частиц. Радиус Ra
2+
– 152,
атомный – 223
пм. Основная линия в атомном спектре – 381,442 нм.
Кларк радия в земной коре 6,0∙10
–11
%,
почве – 8∙10
–11
, золе растений –
2∙10
–11
%,
речных водах –
0,01 мкг/л.
В организме человека содержится 2,64∙10
–11
% радия, в костной ткани –
4∙10
–13
, мышцах – 0,23∙10
–13
%, крови – 6,6∙10
–9
мг/л. Суточное потребление
с пи-
щей – 2,2 пг
226
Ra
.
Период полувыведения
18 лет. В организме ведет себя анало-
гично кальцию.
Растение-концентратор –
бразильский орех.
АКТИНИЙ
Радиоактивный мягкий токсичный металл с максимальным периодом по-
лураспада 21,77 года (
227
Ac
). Реагирует с водой с выделением водорода. В природе
встречается в следовых количествах. Продукт разложения
235
U
, спутник урановых
руд.
Число изотопов с учетом ядерных изомеров
26. В природе известны следы
225
Ac
и
228
Ac,
они распадаются соответственно в течение нескольких дней и часов
248
с образованием β и γ частиц. Основная линия в атомном спектре
–
408,844;
416,840 нм.
ТОРИЙ
Радиоактивный малотоксичный металл, рассеян в природе. Защищен окси-
дной пленкой. Взаимодействует с водяным паром и медленно с кислотами. Спла-
вы тория могут быть твердыми.
Число изотопов с учетом ядерных изомеров 25
.
Распространен в природе
232
Th
(100%) с наиболее длительным периодом полураспада (Т
1/2
= 1,4· 10
10
лет).
Распад идет с образованием α и γ частиц. Радиус Th
3+
– 101, Th
4+
– 99, атомный –
179,8
пм. Основная линия в атомном спектре – 401,914 нм.
Кларк тория в земной коре –12·10
–4
% (1
.
10
-3
). Концентрации изменяются в
широких пределах в зависимости от петрохимического состава. Прослеживается
рост его содержания от ультраосновных (5·10
–7
) к кислым (1,8·10
–3
%) породам.
Особенно заметно нарастает содержание в породах щелочного ряда до 6,5·10
–3
%,
в речных водах
–
0,1 мкг/л.
Основной источник тория – монацитовый песок, включения в пегматитах,
цирконе и сфене. Соли тория сильно гидролизуются, выделяя гидрат
ThO
2
. Боль-
шинство из них устойчивы и трудно растворимы. В качестве примесей торий вхо-
дит в оксиды, силикаты. Встречается в породах от ультраосновных дунитов до
кислых гранитов. Торий выделяется с момента телокристаллизации гранитных и
щелочных магм в виде изоморфной примеси в апатитах, цирконах и ортитах по-
следних стадий магматического процесса. Значительная часть его уходит в пегма-
титовые расплавы гранитов и нефелиновых сиенитов с образованием основной
части ториевых соединений. В земной коре торий находится в рассеянном состоя-
нии, его в два раза больше, чем урана. Накапливается механически или абсорбци-
онно.
Торий встречается в оксидах, силикатах, титанотанталониобатах, фосфа-
тах, карбонатах. Главные минералы: торианит (
Th
5
U
)
O
2
, торит
ThSiO
4
, феррито-
рит (
Th,U,Fe
)
SiO
4
.
H
2
O
, эшинит (
Ce, Th
)(
Nb, Ti
2
)
O
6
, прирорит (
Y, Th
)(
Nb, Ti
)
2
O
6
,
монацит (
Ce,Th
)(
P
,
Si
)
O
4
. Наиболее высокие содержания
ThO
2
в торианите (от 58
до 93%), в ураносодержащих минералах его количество изменяется от 1 до 25% в
монаците.
В эндогенных условиях
близость ионных радиусов способствует широкому
проявлению изоморфизма с редкоземельными элементами,
Y, U
. По мере сниже-
ния температуры в постмагматический этап происходит разделение урана и тория
с группой редкоземельных элементов, которые накапливаются в щелочных ком-
плексах пород. Наиболее благоприятны для накопления тория карбонатиты, сие-
ниты и другие щелочные породы, щелочные граниты. В изверженных породах
концентрируется в виде ториевых и торийсодержащих минералов, последних в
природе гораздо больше. Они устойчивы в зоне окисления.
В экзогенных условиях встречаются в виде россыпей ториевых и то-
рийсодержащих минералов.
Геохимический барьер – кислородный. Элемент слабо подвижный в боль-
шинстве геохимических обстановок. Частично мигрирует в сильнокислой среде.
249
В организме человека содержится 30 мкг тория. Суточное потребление с
пищей – 3 мкг. Период полувыведения –
14 лет. Концентрируется в костях.
Используется
в преломляющихся материалах, ядерных топливных эле-
ментах, газонепроницаемых оболочках.
УРАН
Радиоактивный металл, занимающий ведущее положение среди радио-
активных элементов по длительности периода полураспада
238
U
(4,46
.
10
9
лет). В
геохимии ведущее положение занимает устойчивый ион
U
6+
, в который переходят
ионы четырехвалентного урана. Лишь один минерал уранинит (смоляная руда)
отнесен в своей основе к
U
4+
. Однако соединения типа
UO
2
быстро окисляются в
кислых растворах, переходя в промежуточный оксид, который называется закись-
окись урана (
U
3
O
8
). Его называют урановой смоляной рудой.
Кларк урана 2,4
.
10
-4
% (2,6
.
10
-4
).
В природе известно около сотни минералов, содержащих в узлах своих
решеток ионы урана. Среди них на долю минералов урана с высшей степенью
окисления относится 75%. Это гидраты, соединения с сильными кислотами, ком-
плексные кислоты. Шестивалентный ион урана является амфотерным оксидом. С
сильными кислотами он представляет типичное основание, со слабыми – образует
комплексные анионы, которые могут нейтрализоваться сильными катионами. Ти-
пичные ионы урана – [
UO
2
]
2+
, [
UO
4
]
2-
.
Ряд соединений урана летучи (карбиды, галоиды, ураниловые соединения),
поэтому в период выделения летучих комплексов элемент уходит в пневматоли-
ты, где дает начало образованию урановых смолок при наличии висмута, серебра,
никеля, кобальта вместе с карбонатами железа, кальция и магния.
В гипергенной зоне уран начинает новый цикл миграции: усиливается дис-
персное состояние, образуются подвижные неустойчивые коллоидные системы
(урановая охра), накапливается в органическом веществе.
250
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1.
Алексеенко В.А.
Геохимические методы поисков месторождений полезных
ископаемых: Учебник. Изд. 2-е, переработ. и доп. – М.: Высшая школа,
2000.
2.
Барабанов В.Ф.
Геохимия. – М.: Недра, 1985.
3.
Бордон В.Е.
Геохимия и металлоносность осадочного чехла Белоруссии. –
Мн.: Наука и техника, 1989.
4.
Бордон В.Е., Ольхович Е.Т.
Петрология и геохимия кристаллических пород
докембрия Беларуси. – Мн.: Наука и техника, 1977.
5.
Войткевич Г.В. и др.
Краткий справочник по геохимии. – М.: Недра, 1974.
6.
Жариков В
.
А.
Основы физической геохимии: Учебник.- 2-е изд., испр. и
доп. – М.: Изд-во Моск. ун-та. Наука, 2005.
7.
Иванов В.В.
Экологическая геохимия элементов: Справочник. – М.: Недра:
кн. 1 – 1994; кн. 2 – 1994; кн. 3 – 1996. – М.: Экология: кн. 4 – 1996; кн. 5 –
1997; кн. 6 – 1997.
8.
Интерпретация геохимических данных: Учебное пособие / Под ред.
Е.В.Склярова. – М.: Интернет Инжиниринг, 2001.
9.
Овчинников Л.Н
. Прикладная геохимия. – М.: Недра, 1990.
10.
Перельман А.И.
Геохимия. – М.: Высшая школа, 1989.
11.
Соловов А.П.
Геохимические методы поисков месторождений полезных
ископаемых: Учебник. – М.: Недра, 1985.
Дополнительная
1.
Белыбердин В.
Тайны зарождения Вселенной. – М.: Рипол Классик, 2002.
2.
Бордон В.Е., Матрунчик Л.И.
Геохимическая зональность платформенного
чехла Беларуси. – Мн.: Наука и техника, 1990.
3.
Борисов М.В., Шваров Ю.В.
Термодинамика геохимических процессов. –
М.: Изд-во МГУ, 1992.
4.
Вернадский В.И.
Труды по геохимии. – М.: Наука, 1994.
5.
Геология Беларуси /
А.С. Махнач, Р.Г. Гарецкий, А.В. Матвеев и др.
– Мн.:
Институт геологических наук НАН Беларуси, 2001.
6.
Геохимия глубинного вещества Земли/ Ю.С.Геншафт и др. –М.:
Наука,1989.
7.
Голубев В.С.
Динамика геохимических процессов. – М.:Недра, 1981.
8.
Горбунов Н.И
. Минералогия и коллоидная химия почв. – М.: Наука. 1974.
8.
Дуденко Л.Н
. Геохимические структуры эндогенных систем. – Л.: Недра,
Ленингр. отдел., 1981.
9.
Жуховицкая А.А., Генералова В.А.
Геохимия озер Белоруссии. – Мн.: Наука
и техника, 1991.
Формат:
Список