鐳（Radium），元素符號Ra，是一種具有很強的放射性的元素，在化學元素周期表中位于第7周期，第IIA族，原子序數88。純的金屬鐳是幾乎無色的，但是暴露在空氣中會與氮氣反應產生黑色的氮化鐳（Ra3N2）。鐳的所有同位素都具有強烈的放射性，其中最穩(wěn)定的同位素為鐳-226，半衰期約為1600年，會衰變成氡-222。當鐳衰變時，會產生電離輻射，使得熒光物質發(fā)光。是居里夫人發(fā)現的新元素，鐳的發(fā)現對科學貢獻偉大。

2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，鐳-224、鐳-226、鐳-228及其衰變產物在一類致癌物清單中。

發(fā)現者簡介

瑪麗·居里（Marie Curie）和皮埃爾·居里（Pierre Curie）發(fā)現年代：1902年。

1859年5月15日生于法國巴黎一個醫(yī)生家庭。他的兒童和少年時期，性格上好個人沉思，不易改變思路，沉默寡言，反應緩慢，不適應普通學校的灌注式知識訓練，不能跟班學習，人們都說他心靈遲鈍，所以從小沒有進過小學和中學。父親常帶他到鄉(xiāng)間采集動、植、礦物標本，培養(yǎng)了他對自然的濃厚興趣，學到了如何觀察事物和如何解釋它們的初步方法。居里14歲時，父母為他請了一位數理教師，他的數理進步極快，16歲便考得理學士學位，進入巴黎大學后兩年，又取得物理學碩士學位。1880年，她21歲時，和他哥哥雅克·居里一起研究晶體的特性，發(fā)現了晶體的壓電效應。1891年，他研究物質的磁性與溫度的關系，建立了居里定律：順磁質的磁化系數與絕對溫度成反比。他在進行科學研究中，還自己創(chuàng)造和改進了許多新儀器，例如壓電水晶秤、居里天平、居里靜電計等。1895年7月25日皮埃爾·居里與瑪麗·居里結婚。

瑪麗亞·斯克沃多夫斯卡·居里（Maria Sk?odowska Curie）1867年11月7日生于沙皇俄國統(tǒng)治下的華沙，父親是中學教員。16歲她以金質獎章畢業(yè)于華沙中學，因家庭無力供她繼續(xù)讀書，而不得不去擔任家庭教師達六年之久。后來靠自己的一點積蓄和姐姐的幫助，于1891年去巴黎求學。在巴黎大學，她在極為艱苦的條件下勤奮地學習，經過四年，獲得了物理和數學兩個碩士學位。

居里夫婦結婚后次年，即1896年，貝克勒爾發(fā)現了鈾鹽的放射性現象，引起這對青年夫婦的極大興趣，居里夫人決心研究這一不尋?，F象的實質。她先檢驗了當時已知的所有化學元素，發(fā)現了釷和釷的化合物也具有放射性。她進一步檢驗了各種復雜的礦物的放射性，意外地發(fā)現瀝青鈾礦的放射性比純粹的氧化鈾強四倍多。她斷定，鈾礦石除了鈾之外，顯然還含有一種放射性更強的元素。

居里以他作為物理學家的經驗，立即意識到這一研究成果的重要性，放下自己正在從事的晶體研究，和居里夫人一起投入到尋找新元素的工作中。不久之后，他們就確定，在鈾礦石里不是含有一種，而是含有兩種未被發(fā)現的元素。1898年7月，他們先把其中一種元素命名為釙，以紀念居里夫人的祖國波蘭。沒過多久，1898年12月，他們又把另一種元素命名為鐳。為了得到純凈的釙和鐳，他們進行了艱苦的勞動。在一個破棚子里，日以繼夜地工作了三年零九個月。自己用鐵棍攪拌鍋里沸騰的瀝青鈾礦渣，眼睛和喉嚨忍受著鍋里冒出的煙氣的刺激，經過一次又一次的提煉，才從幾噸瀝青鈾礦渣中得到十分之一克的鐳。由于發(fā)現放射性物質，居里夫婦和貝克勒爾共同獲得了1903年諾貝爾物理學獎。

瑪麗·居里發(fā)現了一種化學元素鐳，化學符號Ra，原子序數88，原子量226.0254，屬周期系ⅡA族，為堿土金屬的成員和天然放射性元素。1898年12月，瑪麗·居里和皮埃爾·居里從瀝青鈾礦提取鈾后的礦渣中分離出氯化鐳，1907年測出鐳元素的新的原子量，1910年又用電解氯化鐳的方法制得了金屬鐳（白色金屬）它的英文名稱來源于拉丁文radius，含義是“射線”。鐳在地殼中的含量為1×10-9%，至今已發(fā)現質量數為206～230的同位素中，除鐳-223、鐳-224、鐳-226、鐳-228是天然放射性同位素外，其余都是用人工方法合成的。鐳存在于所有的鈾礦中，每2.8噸鈾礦中含1克鐳。

發(fā)現簡史

在柏克勒爾對于鈾的放射性質進行了開創(chuàng)先河的觀察和研究以后，跟著便發(fā)現鈾的射線也像X射線，能使空氣和其他氣體產生導電性，而釷的化合物也經人發(fā)現有著類似的性質。1896年起，居里夫人和她的丈夫一起進行了系統(tǒng)的發(fā)現，在各種元素與其化合物以及天然物中尋找這種效應。

柏克勒爾現象，引起了居里夫婦的濃厚興趣，射線放出來的力量究竟是從哪里來的呢？這種放射的性質又是什么呢？

居里夫人把自己的全部身心都投入到鈾鹽的研究中去了，她廣為搜羅并研究了各種鈾鹽礦石，她被鈾鹽礦石神奇的射線所吸引，她把特別的愛奉獻給了這種特別的礦石。

接受過嚴格而又系統(tǒng)的高等化學教育的居里夫人，在研究鈾鹽礦石時想到，沒有任何理由可以證明鈾是唯一能發(fā)射射線的化學元素。她猜想，一定還會有別的元素也具有同樣的力量，只不過人們還不知道罷了。

她依據門捷列夫的元素周期律排列的元素，逐一進行測定，結果很快發(fā)現另外一種釷元素的化合物，也自動發(fā)出射線，與鈾射線相似，強度也較接近。

居里夫人認識到，這種現象決不只是鈾的特性，必須給它一個新名稱，居里夫人就把它命名為“放射性”，鈾、釷等有這種特殊“放射”功能的物質，叫做“放射性元素”。

后來，在她的丈夫皮埃爾先生的幫助下，她又測定了能夠收集到的所有礦物，她想知道還有哪些礦物具有放射性。

在測量中，她獲得了又一個戲劇性的發(fā)現，在一種來自波希米亞的瀝青鈾礦中，她發(fā)現，其放射性強度比原先設想的要大不知多少倍。

那么，這種不正常的而且過度的放射性又是從哪里來的呢？用這些瀝青鈾礦中的鈾和釷的含量，決不能解釋她觀察到的放射性的強度。

因此，只能有一種解釋，這些瀝青礦物中含有一種比鈾和釷的放射性作用強得多的新元素，而且不是當時人類所已經知道的元素，它一定是一種未知的元素。

居里夫人的發(fā)現吸引了皮埃爾先生的注意，居里夫婦攜起手來，并駕齊驅，向科學的未知領域發(fā)起強有力的進攻。

在條件極其簡陋的實驗室里，經過居里夫婦鍥而不舍的長期努力，1898年7月，他們宣布發(fā)現了這種新元素，它比純鈾放射性要高出400倍。

為了紀念她飽經磨難的祖國，新元素被命名為釙（即波蘭的意思）。

1898年12月，居里夫婦又根據大量的實驗事實宣布，他們又發(fā)現了第二種放射性元素，這種新元素的放射性比釙還強，他們把這種新元素命名為“鐳”。

但是，由于沒有釙和鐳的樣品，也沒有釙和鐳的原子量，當時的科學界，幾乎沒有人愿意相信他們的這個驚世駭俗的新發(fā)現。

居里夫婦決心，無論付出什么樣的代價，都要提煉出釙和鐳的樣品，這一方面是為了證實它們的存在，另一方面，也已為了使自己更有把握。

居里夫婦是一對經濟相當拮據的知識分子，他們無力支付購買瀝青鈾礦所需的高昂的費用。但他們沒有被眼前的這只“攔路虎”所嚇倒，他們幾乎想盡了各種各樣的辦法。

經過無數次的周折，奧地利政府這才正式決定，先捐贈一噸重的殘礦渣給居里夫婦，并且許諾，如果他們將來還需要大量的礦渣，可以在最優(yōu)惠的條件下供應給他們。

居里夫人立即投入了繁重的提取工作中去，她每次把20多公斤的廢礦渣放入冶煉鍋里加熱熔化，連續(xù)幾個小時不間斷地用一根粗大的鐵棍攪動沸騰的渣液，而后從中提取僅含百萬分之一的微量物質。

從1898年到1902年，經過無數次的提取，處理了近一噸礦石殘渣，終于得到了0.1克的鐳鹽，并測定出了它的原子量是226。

鐳的發(fā)現在科學界爆發(fā)了一次真正的革命，1903年，居里夫婦因此而雙雙獲得了諾貝爾物理學獎。居里夫人這一巨大成功絕不是輕而易舉就能獲得的，它凝聚了居里夫婦多少汗水、多少淚水，完全是居里夫婦共同心血的結晶。

元素形態(tài)

CAS號：7440-14-4

氧化態(tài)：Ra2 （主要）

原子體積（cm3/mol）：45.20

外層電子層排布：7s2

電離能（kJ/mol）

M - M 509.3

M - M2 979

M2 - M3 3300

M3 - M4 4400

M4 - M5 5700

M5 - M6 7300

M6 - M7 8600

M7 - M8 9900

M8 - M9 13500

M9 - M10 15100

晶胞參數：

a = 514.8 pm

b = 514.8 pm

c = 514.8 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

元素描述

密度6.0g/cm3（20℃），熔點700℃，沸點約1140℃。銀白色有光澤的軟金屬。在空氣中不穩(wěn)定，易與空氣中氮和氧化合。與水作用放出氫氣，生成氫氧化鐳Ra(OH)2。溶于稀酸。化學性質與鋇十分相似；所有鐳鹽與相應的鋇鹽是同晶型的。鐳能生成僅微溶于水的硫酸鹽、碳酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽；鐳的氯化物、溴化物、氫氧化物溶于水。已知鐳有13種同位素，226Ra半衰期最長，為1622年。

以下為鐳的各種反應

與氮氣反應：3Ra N2=Ra3N2

與氧氣反應：2Ra O2=2RaO

與硫反應：Ra S=RaS

與鹵素反應：Ra F2=RaF2；Ra Cl2=RaCl2；Ra Br2=RaBr2；Ra I2=Ral2

與水反應：Ra 2H2O=Ra(OH)2 H2

鐳介紹

鐳元素符號Ra，原子序數88，原子量226.03。外圍電子排布7s2，密度6.0g/cm3，熔點700℃，沸點<1140℃，位于第七周期，第ⅡA族。銀白色有光澤的軟金屬。第一電離能509.37kJ/mol，電負性0.9?；瘜W性質活潑，在空氣中不穩(wěn)定，易跟空氣中氮氣和氧氣化合。跟水反應生成氫氧化鐳（Ra(OH)2）并放出氫氣。溶于稀酸?；瘜W性質跟鋇十分相似。鐳的氯化物、溴化物、氫氧化物易溶于水，硫酸鹽、碳酸鹽微溶于水。已知鐳有多種同位素，鐳-226半衰期最長，為1622年。鐳有很強的放射性，衰變時放出α和γ兩種射線，并放出大量熱（每克鐳每小時放熱586.18J），裂變生成氫和氮。在鐳射線照射下，水、氨、氯化氫能分解，氧氣能轉變成紅氧。硫化鋅、硫化鈣等堿土金屬硫化物，在鐳射線的照射激發(fā)下能發(fā)出淺綠色柔和的磷光。鐳射線能破壞動物體，殺死細胞、細菌。利用鐳的放射性可治療癌癥，在硫化鋅，硫化鈣中混入10ppm的鐳鹽，可制成發(fā)光涂料、發(fā)光塑料。鐳鹽跟鈹粉的混合制劑，可作中子放射源，用于探測石油資源和巖石的組成。鐳在自然界中以化合態(tài)存在，主要存在于多種礦物、土壤、礦泉水和海底淤泥中。鐳在自然界中分布特別稀少，僅占地殼原子總數的一百億億分之八。1898年法國科學家居里夫婦從瀝青鈾礦中發(fā)現鐳，居里夫人于1910年從瀝青鈾礦中制得純凈金屬鐳。鐳的希臘原文是射線。用汞陰極和鈀-銥陽極電解氯化鐳溶液可得到鐳汞劑，然后在氫氣中進行熱分解制得。

元素結構

晶體結構：

晶胞為體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子。

一種化學元素。化學符號Ra，原子序數88，原子量226.0254，屬周期系ⅡA族，為堿土金屬的成員和天然放射性元素。1898年M.居里和P.居里從瀝青鈾礦提取鈾后的礦渣中分離出溴化鐳，1910年又用電解氯化鐳的方法制得了金屬鐳，它的英文名稱來源于拉丁文radius，含義是“射線”。鐳是熒藍色/銀白色金屬，是最活潑的堿土金屬。鐳在空氣中可迅速與氮氣和氧氣生成氮化鐳（Ra2N3）和氧化鐳（RaO），與水反應劇烈，生成氫氧化鐳和氫氣。鐳的最外電子層有兩個電子，氧化態(tài)為 2，只形成 2價化合物。鐳鹽和相應的鋇鹽屬同晶形化合物，化學性質很相似。氯化鐳、溴化鐳、硝酸鐳都易溶于水，硫酸鐳、碳酸鐳、鉻酸鐳難溶于水。鐳有劇毒，它能取代人體內的鈣并在骨骼中濃集，急性中毒時，會造成骨髓的損傷和造血組織的嚴重破壞，慢性中毒可引起骨瘤和白血病。鐳是生產鈾時的副產物，用硫酸從鈾礦石中浸出鈾時，鐳即成硫酸鹽存在于礦渣中，然后轉變?yōu)槁然D，用鋇鹽為載體，進行分級結晶，可得純的鐳鹽。金屬鐳則由電解氯化鐳制得。鐳及其衰變產物發(fā)射γ射線，能破壞人體內的惡性組織，因此鐳可治癌癥，但也會破壞人體內的良性組織。

元素來源

存在于多種礦石和礦泉中，但含量極稀少，較多的來源于瀝青鈾礦中。在處理瀝青鈾礦提取鈾時，鐳經常與鋇一起在不溶于酸的殘渣中以硫酸鹽形式回收，當時居里夫婦用了3年9個月提煉出0.1克鐳。

鐳的衰變

放射性元素在一段時間（各種元素不同的衰變速度）衰變后，會產生不同的物質。鐳是其中的一種。

鐳的衰變速度

鐳的衰變速度與它的現存量R成正比：dR=Rλdt→dR/R=λdt→LnR=Ceλt

t=0，R=R0→R=R0eλt

鐳經過1600年后，只余原始量R0的1/2→1/2=e1600λ→λ=(-Ln2)/1600→R=R0e(-Ln2)*t/1600

鐳的α衰變方程

鐳的阿爾法方程：

用途

鐳能放射出α和γ兩種射線，并生成放射性氣體氡。

鐳放出的射線能破壞、殺死細胞和細菌。因此，常用來治療癌癥等。此外，鐳鹽與鈹粉的混合制劑，可作中子放射源，用來探測石油資源、巖石組成等。

鐳是原子彈的材料之一。老式的熒光涂料也含有少量的鐳。中子轟擊鐳-225可以獲取錒。

用鐳同位素尋找古河道中的鈾。