เรดอน

เรดอน (อังกฤษ: radon) คือธาตุเคมีที่มีหมายเลขอะตอม 86 และสัญลักษณ์คือ Rn เรดอนเป็นธาตุกัมมันตรังสีที่เป็นก๊าซเฉื่อย (radioactive noble gas) ได้จากการแยกสลายธาตุเรเดียม เรดอนเป็นก๊าซที่หนักที่สุดและเป็นอันตรายต่อสุขภาพ ไอโซโทปของเรดอนคือ Rn-222 ใช้ในงานรักษาผู้ป่วยแบบเรดิโอเธอราปี (radiotherapy) ก๊าซเรดอนที่สะสมในบ้านเป็นสาเหตุของโรคมะเร็งปอดและทำให้ผู้ป่วยในสหภาพยุโรปเสียชีวิตปีละ 20,000 คน

เรดอน แอสทาทีน ← → แฟรนเซียม Xe ↑ Rn ↓ Og
ทั่วไป
ชื่อ, สัญลักษณ์, เลขอะตอม	เรดอน, Rn, 86
อนุกรมเคมี	แก๊สมีสกุล
หมู่, คาบ, บล็อก	18, 6, p
ลักษณะ	ไม่มีสี
มวลอะตอม	(222) กรัม/โมล
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6
อิเล็กตรอนต่อระดับพลังงาน	2, 8, 18, 32, 18, 8
คุณสมบัติทางกายภาพ
สถานะ	แก๊ส
จุดหลอมเหลว	202 K (-71 °C)
จุดเดือด	211.3 K(-61.7 °C)
ความร้อนของการหลอมเหลว	3.247 กิโลจูล/โมล
ความร้อนของการกลายเป็นไอ	18.10 กิโลจูล/โมล
ความร้อนจำเพาะ	(25 °C) 20.786 J/(mol·K)
ความดันไอ P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k ที่ T K 110 121 134 152 176 211
คุณสมบัติของอะตอม
โครงสร้างผลึก	cubic face centered
สถานะออกซิเดชัน	0
อิเล็กโตรเนกาติวิตี	no data (พอลิงสเกล)
พลังงานไอออไนเซชัน	ระดับที่ 1: 1037 กิโลจูล/โมล
รัศมีอะตอม (คำนวณ)	120 pm
รัศมีโควาเลนต์	145 pm
อื่น ๆ
การจัดเรียงทางแม่เหล็ก	nonmagnetic
การนำความร้อน	(300 K) 3.61 mW/(m·K)
เลขทะเบียน CAS	10043-92-2
ไอโซโทปเสถียรที่สุด
บทความหลัก: ไอโซโทปของเรดอน iso NA ครึ่งชีวิต DM DE (MeV) DP 211Rn syn 14.6 h Epsilon 2.892 211At Alpha 5.965 207Po 222Rn 100% 3.824 d Alpha 5.590 218Po
แหล่งอ้างอิง

เรดอนถูกสร้างขึ้นโดยผ่านกระบวนการอีกขั้นหนึ่งของการย่อยสลายธาตุกัมมันตรังสีทั่วไป โดยที่ธอเรียมและยูเรเนียมซึ่งเป็นธาตุกัมมันตภาพเกิดพร้อมโลกที่มีอยู่ตั้งแต่ครั้งที่โลกเริ่มก่อตัวขึ้น ได้เกิดการสลายตัวของธาตุและให้ผลเป็นธาตุเรเดียม และการสลายตัวของเรเดียมจึงทำให้เกิดธาตุเรดอน ซึ่งเมื่อเรดอนสลายตัว ก็ทำให้เกิดธาตุ radon  daughter อันเป็นชื่อเรียกของธาตุกัมมันตรังสีใหม่ที่ได้มา ซึ่งต่างจากเรดอนที่มีสถานะเป็นแก๊ซตรงที่มีสถานะเป็นของแข็งและเกาะติดกับพื้นผิว

ลักษณะ

คุณสมบัติทางกายภาพ

เรดอนจัดเป็นก๊าซเฉื่อยที่ไร้รส สี และกลิ่น ไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยผัสสะสัมผัสของมนุษย์ ในอุณหภูมิและความดันมาตรฐาน เรดอนจะมีสภาพเป็นก๊าซอะตอมเดี่ยวที่มีความหนาแน่นเท่ากับ 9.73 กิโลกรัม/เมตร³,^[1] มากกว่าความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศโลกที่ระดับน้ำทะเลประมาณ 8 เท่า ^[2]

เรดอนจะสามารถสังเกตเห็นได้เมื่อนำไปแช่เย็นในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ซึ่งจะเปล่งแสงเป็นสีเหลืองไปถึงแดงส้มแปรผันตามอุณหภูมิที่ลดลง ^{[3] [4]} ด้วยสาเหตุจากการแผ่รังสีที่เข้มข้นขึ้น ^[5]

เรดอนสามารถละลายในน้ำได้ ซึ่งสามารถละลายได้มากกว่าเมื่อเทียบกับแก๊สมีสกุลชนิดอื่น และละลายได้ดีกว่าในของเหลวชีวภาพเมื่อเทียบกับการละลายในน้ำ

คุณสมบัติทางเคมี

เรดอนจัดเป็นสมาชิกของกลุ่มธาตุวาเลนซ์เป็นศูนย์หรือถูกเรียกว่ากลุ่มแก๊สมีสกุล ในการดึงอีเล็กตรอนหนึ่งๆออกจากเปลือกต้องใช้พลังงานไอออไนเซชัน 1037 กิโลจูล/โมล ^[6] เรดอนมีอิเล็กโตรเนกาทิวิตีต่ำกว่าซีนอนอ้างอิงจากตารางธาตุ ดังนั้นจีงเกิดปฏิกิริยาได้มากกว่า

การทดลองเกี่ยวกับธาตุเรดอนนั้นมีน้อยเนื่องด้วยปัจจัยทางด้านค่าใช้จ่ายที่สูงกอปรกับเป็นธาตุกัมมันตรังสี เรดอนสามารถออกซิไดซ์ได้ด้วยตัวออกซิ ไดซ์ที่มีประสิทธิภาพอย่างฟลูออรีนซึ่งจะทำให้เกิดเรดอนไดฟลูออรีน ^[7][8] อันสามารถแยกส่วนกลับไปสู่ธาตุเดิมได้ในอุณหภูมิที่มากกว่า 250 องศาเซลเซียส เรดอนมีระดับการระเหยเป็นไอที่ต่ำและถูกเชื่อว่าเป็น RnF
₂

เนื่องจากเรดอนมีครึ่งชีวิตที่สั้นและสารประกอบที่มีกัมมันตภาพรังสีจึงทำให้การตรวจสอบรายละเอียดของสารประกอบทำได้ยาก ทำให้มีเพียงข้อตั้งทางทฤษฎีที่คาดว่าเรดอนน่าจะมีระยะระหว่างพันธะ Rn-F เป็น 2.08 Å และสารประกอบมีอุณหพลศาสตร์ที่คงที่และผันผวนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับ XeF
₂.^[9]

[RnF]+ ไอออน เชื่อว่าก่อตัวขึ้นมาตามรูปแบบนี้:[10]

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

ไอโซโทป

เรดอนไม่มีไอโซโทปคงที่ โดยทั่วไปจะมีไอโซโทปกัมมันตรังสี 36 ตัว ที่มีมวลอะตอมตั้งแต่ 193 ถึง 228 ประกอบเข้าด้วยกัน^[11] ไอโซโทปตัวคงที่ที่สุดของเรดอนคือ ²²²Rn อันเป็นไอโซโทปที่ได้จากการสลายตัวของเรเดียม-226 หรือจากการสลายตัวของยูเรเนียม-238 ^[12] มีไอโซโทป 3 ตัวที่มีครึ่งชีวิตเพียงหนึ่งชั่วโมงกว่าอันได้แก่ ²¹¹Rn, ²¹⁰Rn และ ²²⁴Rn

ไอโซโทปตัวอื่นๆที่มีครึ่งชีวิตสั้นได้แก่ ²²⁰Rn เป็นไอโซโทปที่ได้จากการสลายตัวของธอเรียม-232 ซึ่งเป็นไอโซโทปตัวคงที่ที่สุดของธาตุธอเรียม เรียกโดยทั่วไปว่า"ธอรอน"อันมีครึ่งชีวิตอยู่ที่ 55.6 วินาทีและยังปล่อยรังสีอัลฟาออกมา เช่นเดียวกับ ²¹⁹Rn ที่เป็นผลผลิตจากไอโซโทปของธาตุแอคติเนียมตัวที่ 227 ซึ่งเป็นไอโซโทปตัวคงที่ที่สุด เรียกโดยทั่วไปว่า"แอคตินอน"อันมีครึ่งชีวิตอยู่ที่ 3.96 วินาทีและปล่อยรังสีอัลฟาเช่นกัน

นิรุกติศาสตร์

ในตอนแรกเรดอนมีหลายชื่อที่ใช้เรียก โดย "เอ็กซ์ราดิโอ"ถูกใช้เรียกในช่วงปีคริสต์ศักราช 1904 ^[13] และต่อมาได้มีการเสนอชื่อให้ใช้"เรดอน"ในปีคริสต์ศักราช 1918 ^[14] และ"เรดิออน"ในปีคริสต์ศักราช 1919 ^[15] แต่ในท้ายที่สุดแล้ว เรดอนก็ถูกเลือกให้เป็นชื่อที่ใช้เรียกแก๊ซชนิดนี้ตั้งแต่ปีคริสต์ศักราช 1920 ^[16] และในปีคริสต์ศักราช 1923 คณะกรรมการจาก IUPAC ได้คัดเลือกให้ใช้ชื่อเรดอนธาตุนี้

ประวัติ

เรดอนจัดเป็นธาตุกัมมันตรังสีธาตุที่ 5  ที่มีการค้นพบถัดจากยูเรเนียม ธอเรียม เรเดียม และ โปโลเนียม ย้อนกลับไปในช่วงปีคริสต์ศักราช 1900  เฟเดอริช เอิร์นส์ ดอร์นได้ให้รายงานเกี่ยวกับการทดลองว่าด้วยเรื่องส่วนประกอบของธาตุเรเดียมได้ปล่อยแก๊ซกัมมันตภาพรังสีออกมา ซึ่งเขาเรียกมันว่า เรเดียม อีมาเนชัน(Ra Em)^[17] ซึ่งก่อนหน้าที่จะมีรายงานของดอร์ม ปิแอร์ คูรี และ มารี คูรี ได้สังเกตเห็นว่ามีมีก๊าซถูกปล่อยออกมาจากกระบวนการสลายตัวของเรเดียม และคงกัมมันตภาพรังสีเป็นเวลานานนับเดือน ในช่วงปีคริสต์ศักราช 1899^[18]

ในปีคริสต์ศักราช 1910 เซอร์ วิลเลียม แรมซี และ โรเบิร์ต วิทลอว์-เกรย์ แยกเรดอนได้สำเร็จ  และประมาณค่าความหนาแน่นและให้ประมาณค่าเรดอนว่าเป็นก๊าซที่หนักที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ ^[19] ซึ่งผลที่ได้นี้ได้รับการรับรองจาก CIAAW ในปีคริสต์ศักราช 1912

การปรากฏ

เรดอนก่อตัวขึ้นจากกระบวนการสลายตัวของเรเดียม-226 ซึ่งพบได้ในแร่ยูเรเนียม หินฟอสเฟต หินดินดาน หินอัคนี หินแปรบางชนิดอย่างหินแกรนิต หินไนส์ เป็นต้น และหินทั่วๆไปอย่างเช่นหินอ่อนเองบางทีก็มีเรเดียม-226 เป็นส่วนประกอบอยู่ แต่มักจะพบในปริมาณที่น้อย ^[20]

ในบริเวณ1ตารางไมล์บนพื้นผิวของโลก ลึกลงไป 6-15 นิ้ว จะมีธาตุเรเดียมอยู่ประมาณ 1 กรัม ซึ่งจะปล่อยก๊าซเรดอนในปริมาณไม่มากออกมาสู่ชั้นบรรยากาศของโลก ^[21]

ด้วยเหตุนี้ทำให้สามารถพบเรดอนได้ในหลายๆที่ด้วยกันบนภาคพื้นดินในปริมาณตั้งแต่ 1 ถึง 100 แบ็กแรล/เมตร³ และเหนือผิวมหาสมุทรประมาณ 0.1 แบ็กแรล/เมตร³ แต่จะสามารถตรวจพบได้ในปริมาณที่มากในเขตเหมืองและถ้ำ โดยปริมาณที่ตรวจพบมีประมาณตั้งแต่ 20 ไปจนถึง 2,000 แบ็กแรล/เมตร³.^[22]

อ้างอิง

1. "Radon". All Measures. 2004. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2011-08-09. สืบค้นเมื่อ 2008-02-12.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (ลิงก์)
2. Williams, David R. (2007-04-19). "Earth Fact Sheet". NASA. สืบค้นเมื่อ 2008-06-26.
3. "Radon". Jefferson Lab. สืบค้นเมื่อ 2008-06-26.
4. Thomas, Jens (2002). Noble Gases. Marshall Cavendish. p. 13. ISBN 978-0-7614-1462-9.
5. Thomas, Jens (2002). Noble Gases. Marshall Cavendish. p. 13. ISBN 978-0-7614-1462-9.
6. David R. Lide (2003). "Section 10, Atomic, Molecular, and Optical Physics; Ionization Potentials of Atoms and Atomic Ions". CRC Handbook of Chemistry and Physics (84th ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press.
7. Stein, L. (1970). "Ionic Radon Solution". Science. 168 (3929): 362–4. Bibcode:1970Sci...168..362S. doi:10.1126/science.168.3929.362. PMID 17809133.
8. Pitzer, Kenneth S. (1975). "Fluorides of radon and element 118". J. Chem. Soc., Chem. Commun. (18): 760–1. doi:10.1039/C3975000760b.
9. Meng- Sheng Liao; Qian- Er Zhang (1998). "Chemical Bonding in XeF₂, XeF₄, KrF₂, KrF₄, RnF₂, XeCl₂, and XeBr₂: From the Gas Phase to the Solid State". The Journal of Physical Chemistry A. 102 (52): 10647. doi:10.1021/jp9825516.
10. Holloway, J (1986). "Noble-gas fluorides". Journal of Fluorine Chemistry. 33: 149. doi:10.1016/S0022-1139(00)85275-6.
11. Sonzogni, Alejandro. "Interactive Chart of Nuclides". National Nuclear Data Center: Brookhaven National Laboratory. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2018-10-10. สืบค้นเมื่อ 2008-06-06.
12. "Principal Decay Scheme of the Uranium Series". Gulflink.osd.mil. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2008-10-25. สืบค้นเมื่อ 2008-09-12.
13. Ramsay, Sir William; Collie, J. Normal (1904). "The Spectrum of the Radium Emanation". Proceedings of the Royal Society. 73 (488–496): 470–6. doi:10.1098/rspl.1904.0064.
14. Schmidt, Curt (1918). "Periodisches System und Genesis der Elemente". Z. Anorg. Ch. 103: 79–118. doi:10.1002/zaac.19181030106.
15. Perrin, J (1919). "Radon". Ann. Physique. 11: 5.
16. Adams, Elliot Quincy (1920). "The Independent Origin of Actinium". J. Amer. Chem. Soc. 42 (11): 2205. doi:10.1021/ja01456a010.
17. Dorn, Friedrich Ernst (1900). "Ueber die von radioaktiven Substanzen ausgesandte Emanation". Abhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft zu Halle. Stuttgart. 22: 155.
18. Curie, P.; Curie, Mme. Marie (1899). "Sur la radioactivite provoquee par les rayons de Becquerel". Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences. 129: 714–6.
19. Ramsay, W.; Gray, R. W. (1910). "La densité de l'emanation du radium". Comptes rendus hebdomadaires des seances de l'Academie des sciences. 151: 126–8.
20. Thad. Godish, (2001) . "Indoor Environment Quality". Boca Raton, FL. CRC Press LLC.
21. J. H. Harley (1975). Noble gases. U.S. Environmental Protection Agency. pp. 109–114.
22. Sperrin, Malcolm; Gillmore, Gavin; Denman, Tony (2001). "Radon concentration variations in a Mendip cave cluster". Environmental Management and Health. 12 (5): 476. doi:10.1108/09566160110404881.