Долгоживущие, генетически не связанные радионуклиды.

Калий. Состоит из трех изотопов К³⁹,К⁴⁰, К⁴¹. К-40– радиоактивный изотоп с Т_1/2=1,3×10⁹ лет, b,g – излучатель. Содержание в природе К – 0,0118%. Методы выделения из природы К-40 не разработаны. Определение К-40 – спектрометрически. К-40 вносит в настоящее время наибольший вклад в радиоактивность земной коры и вод океана. Содержание калия в организме человека составляет 0,18 %. Годовая эффективная эквивалентная доза от в организме равна 165 мкЗв. Основная часть дозы формируется β-излучением.

Все радионуклиды с Т_1/2<10⁸ лет существовавшие ранее в земном веществе к настоящему времени распались. Количество оставшихся радионуклидов значительно уменьшилось со времени образования земного вещества; ⁴⁰К – примерно в 12 раз, ²³⁵U~ в 30 раз.

Хозяйственная деятельность человека: добыча урановых и ториевых руд, различная их переработка, применение минеральных удобрений (особенно фосфорных), использование угля, а также отходов промышленных предприятий приводят к перераспределению естественных радионуклидов в биосфере.

Рубидий (лат. Rubidium), Rb, химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 37, атомная масса 85,4678; серебристо-белый металл, относится к щелочным металлам. Природный Рубидий представляет собой смесь двух изотопов: стабильного⁸⁵Rb (72,15%) и слаборадиоактивного ⁸⁷Rb (период полураспада Т_½4,8·10¹⁰лет). При β-распаде ⁸⁷Rb образуется стабильный ⁸⁷Sr. Определение содержания ⁸⁷Sr и Рубидия в горных породах и минералах (стронциевый метод) дает возможность надежно установить их геологический возраст. Искусственно получено около 20 радиоактивных изотопов Рубидия. Рубидий открыли в 1861 году Р. Бунзен и Г. Кирхгоф при спектральном исследовании солей, выделенных из минеральных вод. Название элементу дано по цвету наиболее характерных красных линий спектра (от лат. rubidus - красный, темнокрасный). Металлический Рубидий получил впервые в 1863 году Бунзен. Химические свойства Рубидия. Атом Rb легко отдает единственный электрон внешней оболочки (ее конфигурация 5s¹). Электроотрицательность Рубидий 0,89, первый потенциал ионизации 4,176 эв. Во всех химических соединениях Рубидий одновалентен (степень окисления +1). Химическая активность Рубидия очень высока. С кислородом соединяется бурно, давая пероксид Rb₂O₂ и надпероксид RbO₂ (при недостатке кислорода образуется оксид Rb₂O). С водой Рубидий реагирует со взрывом, причем выделяется водород и образуется раствор гидрооксида Рубидия, RbOH. По свойствам RbOH сильно напоминает гидрооксид калия КОН. Со многими неметаллами Рубидий соединяется непосредственно; бурно взаимодействует с большинством кислот. Почти все соли Рубидия хорошо растворимы в воде. Мало растворимы перхлорат RbClO₄, хлороплатинат Rb₂[PtCl₅] и некоторые другие; они используются для аналитического определения Rb наряду с методом пламенной фотометрии, основанным на свойстве паров Rb и его соединений окрашивать пламя в ярко-красный цвет.

Неоди́м (лат. Neodimium), Nd (читается «неодим»), химический элемент с атомным номером 60, атомная масса 144,24. Состоит из пяти изотопов 142Nd (27,07%), 143Nd (12,17%), 145Nd (8,30%), 146Nd (17,22%) и 148Nd (5,78%) и радиоактивных изотопов 144Nd (23,78%, период полураспада Т1/2 = 5×10¹⁵ лет) и 150Nd (5,67%, период полураспада Т1/2 = 2×10¹⁵ лет). Конфигурация внешних электронных слоев 4s2p6d10f4 5s2p66s2. Степени окисления в соединениях +3 (валентность III), реже +4 и +2 (валентности IV и II).

Относится к редкоземелььным элементам (цериевая подгруппа лантаноидов). Расположен в группе III B в 6 периоде периодической системы.

Радиус нейтрального атома 0,182 нм, радиус иона Lu3+ — 0,112—0,141 нм, иона Nd2+— 0,143— 0,149 нм. Энергии ионизации 5,49, 10,72, 22,1, 40,41 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,07.

История открытия

Неодим открыл в 1885 австрийский химик К. Ауэр фон Вельсбах (см. АУЭР фон ВЕЛЬСБАХ Карл), который установил, что обнаруженный в 1839 году французским химиком К. Г. Мосандером (см. МОСАНДЕР Карл Густав) элемент дидим на самом деле представляет смесь двух элементов с близкими физическими и химическими свойствами, которым он дал названия неодим и празеодим (см. ПРАЗЕОДИМ). История открытия неодима отражена в его названии (от греч. neos — новый и didymos — двойник).

Нахождение в природе

Неодим — один из наиболее распространенных редкоземелььных элементов. Содержание его в земной коре 2,5·10-3%, в морской воде 9,2·10-6мг/л. Входит в состав минералов бастнезит (см. БАСТНЕЗИТ), монацит (см. МОНАЦИТ) и лопарит (см. ЛОПАРИТ).

Получение

При разделении редкоземелььных элементов неодим концентрируется вместе с легкими лантаноидами и выделяется вместе с празеодимом. Дальнейшее разделение проводят методами ионной хроматографии или экстракции. Металлический неодим получают электролизом расплава хлорида или фторида неодима NdF3, NdCl3.

Физические и химические свойства

Неодим — светло-серый металл. Ниже 885°C устойчива a-модификация с гексагональной решеткой типа лантана, а = 0,36579 нм и с = 1,17002 нм, выше 885°C и до температуры плавления 1016°C — b-модификация с кубической решеткой типа a-Fe. Температура кипения 3027°C, плотность a-Nd 6,908 кг/дм3.

К окислению неодим менее устойчив, чем тяжелые лантаноиды. При нагревании на воздухе быстро окисляется, образуя оксид Nd2O3. Бурно реагирует с кипящей водой с выделением водорода и образованием гидроксида Nd(OH)3:

2Nd + 6Н2O = 3Nd(OH)3 + 3Н2

При нагревании реагирует с галогенами, азотом, водородом, серой и другими неметаллами. Бурно реагирует с минеральными кислотами.

Оксид Nd2О3 обладает основными свойствами, ему отвечает основание Nd(ОН)3 средней силы. К растворимым в воде солям неодима относятся хлорид, нитрат, ацетат и сульфат, к плохо растворимым — оксалат, фторид, карбонат и фосфат.

Применение

Неодим — компонент мишметалла, легких сплавов с магнием (см. МАГНИЙ) и алюминием. (см. АЛЮМИНИЙ) Сплав неодима, железа (см. ЖЕЛЕЗО) и бора (см. БОР (химический элемент)) применяют для изготовления постоянных магнитов. Оксид и фосфат неодима — пигмент при варке цветного стекла, керамики. Оксид неодима Nd2О3 используют при варке неодимового стекла (лазерный материал), служит добавкой при получении иттрий-алюминиевых гранатов.