Радиоактивные элементы. 2

Московский  Государственный Университет Пищевых  Производств

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по неорганической химии на тему:   «Радиоактивные элементы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила

студентка группы 08-ТПМ-15

Чипко Екатерина

 

Работу проверила 

преподаватель О.В.Маслова

 

 

 

 

 

 

Москва

2009 

 

Оглавление

1.Элементы, которые можно называть радиоактивными 3

2.Первый обнаруженный радиоактивный элемент 4

3.Опыты М.Кюри и краткие выводы о радиоактивности 4

4.Открытие других радиоактивных элементов 6

5.Радиоактивность горных пород 6

6.Альфа, гамма и бета излучение 7

7.Изомеры 8

8.Изотопы 8

9.Естественная и искусственная радиоактивность 9

10.Радий в природе и его свойства 13

11.Кратко о других радиоактивных элементах 20

12.Период полураспада 22

13.Применение 24

Список  используемой литературы 26

 

 

 

 

1.Элементы, которые можно называть радиоактивными

Радиоактивные элементы, химические элементы, все  изотопы которых радиоактивны. К  числу Р. э. принадлежат технеций (атомный номер 43), прометий (61), полоний (84) и все последующие элементы в периодической системе Менделеева. К 1975 известно 25 Р. э. Те из них, которые расположены в периодической системе за ураном, называются трансурановыми элементами. 14 Р. э. с атомным номером 90—103 во многом сходны между собой; они составляют семейство актиноидов . Из природных Р. э. только два — торий (атомный номер 90) и уран (92) имеют изотопы, периоды полураспада которых (T1/2) сравнимы с возрастом Земли. Это 232Th (T1/2 = 1,41×1010 лет), 235U (T1/2 = 7,13×108 лет) и 238U (T1/2 = 4,51×109 лет). Поэтому торий и уран сохранились на нашей планете со времён её формирования и являются первичными Р. э. Изотопы 232Th, 235U и 238U дают начало естественным радиоактивным рядам, в состав которых входят в качестве промежуточных членов вторичные природные Р. э. с атомный номер 84—89 и 91. Периоды полураспадов всех изотопов этих элементов сравнительно невелики, и, если бы их запасы не пополнялись непрерывно за счёт распада долгоживущих изотопов U и Th, они давно бы уже полностью распались.

Р. э. с  атомный номер 43, 61, 93 и все последующие  называются искусственными, т.к. их получают с помощью искусственно проводимых ядерных реакций. Это деление Р. э. на природные и искусственные довольно условно; так, астат (атомный номер 85) был сначала получен искусственно, а затем обнаружен среди членов естественных радиоактивных рядов. В природе найдены также ничтожные количества технеция, прометия, нептуния (атомный номер 93) и плутония (94), возникающих при делении ядер урана — либо спонтанном, либо вынужденном (под действием нейтронов космических лучей и др.).

Два Р. э. — Th и U — образуют большое число различных минералов. Переработка природного сырья позволяет получать эти элементы в больших количествах. Р. э. — члены естественных радиоактивных рядов — могут быть выделены радиохимическими методами из отходов производства Th и U, а также из торий- или урансодержащих препаратов, хранившихся долгое время. Np, Pu и др. лёгкие трансурановые элементы получают в атомных реакторах за счёт ядерных реакций изотопа 238U с нейтронами. С помощью различных ядерных реакций получают и тяжёлые трансурановые элементы Tc и Pm образуются в атомных реакторах и могут быть выделены из продуктов деления.

2.Первый обнаруженный  радиоактивный элемент

Свойство  самопроизвольного испускания подобного  излучения получило название радиоактивности. Элементы, обладающие этим свойством, называются радиоактивными, элементами, а испускаемое ими излучение  — радиоактивным излучением. Радиоактивные  свойства были впервые обнаружены в 1896 г. у урана французским физиком  Антуаном Анри Беккерелем (1852—1908).

Открытие  радиоактивности произошло вслед  за открытием рентгеновского излучения. Испускание рентгеновского излучения  впервые было замечено при бомбардировке  стеклянных стенок разрядной трубки катодными лучами. Наиболее эффектным  результатом такой бомбардировки  является интенсивное зеленое свечение стекла, люминесценция Это обстоятельство навело на мысль, что рентгеновское излучение есть продукт люминесценции и сопровождает всякую люминесценцию, например возбужденную светом.

Опытной проверкой этого предположения  занялся Беккерель. Он возбуждал  люминесцирующие вещества светом, а  затем подносил их к обернутой  в черную бумагу фотопластинке. Испускание проникающего излучения должно было бы обнаружиться по почернению фотопластинки  после проявления. Из всех испытанных Беккерелем люминесцирующих веществ  почернение пластинки сквозь черную бумагу вызывала лишь соль урана. Но при  этом оказалось, что образец, предварительно возбужденный сильным освещением, давал  такое же почернение, как и невозбужденный образец. Отсюда следовало, что испускаемое урановой солью излучение не связано с люминесценцией, а испускается независимо от внешних воздействий. Этот вывод подтвердился опытами с нелюминесцирующими соединениями урана — они все давали проникающие излучение.

3.Опыты М.Кюри и краткие  выводы о радиоактивности

После открытия радиоактивности урана Беккерелем польский и французский физик  Мария Склодовская-Кюри (1867—1934), которая  основные научные работы выполняла  в сотрудничестве со своим мужем  Пьером Кюри (1859—1906), исследовала большую  часть известных элементов и  многие их соединения с целью установить, не обладают ли какие-либо из них радиоактивными свойствами. В своих опытах М. Кюри использовала в качестве признака радиоактивности  способность радиоактивных веществ  ионизовать воздух. Этот признак гораздо более чувствителен, чем способность радиоактивных веществ действовать на фотопластинку.

Опыты М. Кюри привели к следующим результатам.

1.Радиоактивность  обнаруживают не только уран, но и все его химические  соединения. Кроме того, радиоактивные  свойства были обнаружены еще  у одного элемента — тория  и у всех его химических  соединений.

2.Радиоактивность  препарата с любым химическим  составом равна радиоактивности  чистых урана или тория, взятых в количестве, в котором они содержатся в этом препарате.

Последний результат означает, что свойства молекулы, в состав которой входит радиоактивный элемент, не влияют на радиоактивность. Таким образом, радиоактивность  представляет собой не молекулярное явление, а внутреннее свойство атомов радиоактивного элемента.

Помимо  чистых элементов и их соединений, Кюри исследовала также различные  природные минералы. Радиоактивность  минералов оказалась обусловленной  присутствием в них урана или  тория. При этом, однако, некоторые  минералы обнаружили неожиданно большую  радиоактивность. Так, урановая смоляная руда давала в четыре раза большую  ионизацию, чем содержащийся в ней  уран.

Повышенную  активность смоляной руды можно было объяснить только примесью неизвестного радиоактивного элемента в количестве настолько малом, что он ускользал  от химического анализа. Несмотря на малое содержание, этот элемент испускал больше радиоактивного излучения, чем  присутствующий в большом количестве уран. Следовательно, радиоактивность  этого элемента должна быть во много  раз сильнее радиоактивности  урана.

Исходя  из этих соображений, Пьер и Мария  Кюри предприняли химическое выделение  гипотетического элемента из урановой смоляной руды. Контролем успешности проводимых химических операций служила  радиоактивность на единицу массы  получаемого продукта, которая должна была расти по мере увеличения в  нем содержания нового элемента. После  нескольких лет напряженной работы действительно удалось получить несколько десятых долей грамма чистого элемента, радиоактивность  которого более чем в миллион  раз превосходила радиоактивность  урана. Элемент этот получил название радий (т. е. лучистый).

4.Открытие других радиоактивных  элементов

Дальнейшие  исследования Кюри и других ученых значительно расширили число  известных радиоактивных элементов.

Все элементы с порядковым номером, превышающим 83, оказались радиоактивными. Они  были найдены в виде небольших  примесей к урану, радию и торию.

Таким же образом были найдены радиоактивные  изотопы элементов таллия (Z=81), свинца (Z=82) и висмута (Z=83). Следует отметить, что радиоактивны только редкие изотопы  этих элементов, примешанные к урану, радию и торию. Обычные таллий, свинец и висмут нерадиоактивны.

Помимо  элементов, образующих конец периодической  системы Менделеева, радиоактивными оказались также элементы: самарий, калий, рубидий. Радиоактивность этих элементов слаба и обнаруживается с трудом.

Пользуясь электрическим методом, Г.Шмидт и  М.Кюри в 1898 обнаружили радиоактивность  элемента тория. В следующем году Дебьерн открыл радиоактивный элемент актиний. Начатый супругами П. и М.Кюри систематический поиск новых радиоактивных веществ и изучение свойств их излучения подтвердили догадку Беккереля о том, что радиоактивность урановых соединений пропорциональна числу содержащихся в них атомов урана. Среди обследованных минералов эту закономерность нарушала лишь урановая смоляная руда (уранинит), которая оказалась в четыре раза активнее, чем соответствующее количество чистого урана. Кюри сделали вывод о том, что в уранините должен содержаться неизвестный высокоактивный элемент. Проведя тщательное химическое разделение уранинита на составляющие компоненты, они открыли радий, по химическим свойствам сходный с барием, и полоний, который выделялся вместе с висмутом.

5.Радиоактивность горных  пород

В кристаллических горных породах радиоактивные элементы частично входят в состав акцессорных минералов, ортита, циркона, монацита, апатита, сфена и др., а также частично присутствуют в форме окислов, химически не связанных с определёнными минералами.

Содержание  радиоактивных элементов в осадочных  горных породах (U — 3,2×10^-4; Th — 1,1×10^-3) определяется их происхождением; максимальные концентрации в органогенных осадках обусловлены присутствием углерода органического происхождения, фосфатов и др. веществ, являющихся важными осадителями урана (напротив, хемогенные осадки — гипс, каменная соль — отличаются низкой радиоактивностью).

В почвах отношение Th к U значительно выше, чем в коренных (массивных) породах, что связано с накоплением Th в неразрушаемых остатках пород и миграцией легкоподвижного U.

В молодых  глубоководных морских отложениях наблюдается значительное накопление иония (изотопа Th, члена радиоактивного ряда ), в десятки раз большее по сравнению с равновесным его содержанием в уране. Это обусловлено химическими особенностями иония, благоприятствующими выпадению его из воды с осадками, в отличие от U, удерживающегося в растворе.

Радиоактивность горных пород имеет важное значение как источник тепловой энергии Земли

Содержание радиоактивных элементов в основном в верхней (гранитной) оболочке Земли связано с химическими особенностями силикатов (изоморфным вхождением U и Th в их структуру). Выплавление силикатной земной коры из мантии по принципу зонного плавления неизбежно приводит к обогащению коры U, Th и щелочными элементами.

6.Альфа, гамма и бета излучение

В исследованиях  радиоактивности ведущая роль принадлежала Э.Резерфорду. Сосредоточив внимание на изучении этого явления, он установил  природу радиоактивных превращений  и сопутствующего им излучения.

Излучение радиоактивных веществ. Естественные радиоактивные элементы испускают  три вида излучений: альфа, бета и  гамма. В 1899 Резерфорд идентифицировал  альфа- и бета-излучение; спустя год П.Вийар открыл гамма-излучение.

Альфа-излучение. В воздухе при атмосферном  давлении альфа-излучение преодолевает лишь небольшое расстояние, как правило, от 2,5 до 7,5 см. В условиях вакуума  электрическое и магнитное поля заметно отклоняют его от первоначальной траектории. Направление и величина отклонений указывают на то, что  альфа-излучение - это поток положительно заряженных частиц, для которых отношение  заряда к массе (e/m) в точности соответствует дважды ионизированному атому гелия (He++). Эти данные и результаты спектроскопического исследования собранных альфа-частиц позволили Резерфорду сделать вывод о том, что они являются ядрами атома гелия.

Бета-излучение. Это излучение обладает большей  проникающей способностью, чем альфа-излучение. Как и альфа-излучение, оно отклоняется  в магнитном и электрическом  полях, но в противоположную сторону  и на большее расстояние. Это указывает  на то, что бета-излучение является потоком отрицательно заряженных частиц малой массы. По отношению e/m Резерфорд идентифицировал бета-частицы как обычные электроны.

Гамма-излучение. Гамма-излучение проникает в вещество гораздо глубже, чем альфа- и бета-излучения. Оно не отклоняется в магнитном поле и, следовательно, не имеет электрического заряда. Гамма-лучи были идентифицированы как жесткое (т.е. имеющее очень высокую энергию) электромагнитное излучение.

7.Изомеры

Особый  интерес представляет вариант распада, когда радиоактивное ядро имеет  большое время жизни возбужденного  состояния. В этом случае у находящихся  в разных энергетических состояниях одинаковых ядер (с одинаковыми значениями Z и A) наблюдаются однотипные радиоактивные  распады, но происходят они с разными  скоростями, поскольку одни ядра распадаются  из возбужденного, а другие из основного  состояния . Это явление получило название ядерной изомерии, а возбужденное и нормальное ядра называются изомерами.

Семейство урана. На элементах семейства урана  можно проследить большинство свойств  радиоактивных превращений. Так, например, у третьего члена семейства наблюдается  ядерная изомерия. Уран X2, испуская бета-частицы, превращается в уран II (T = 1,14 мин). Бета-распад урана Z, также  приводящий к образованию урана II, происходит за 6,7 ч.

8.Изотопы

Превращения элементов. Радиоактивные  ряды. В течение первых двух десятилетий 20 в. трудами многих физиков и радиохимиков было открыто множество радиоактивных элементов. Постепенно выяснилось, что продукты их превращения часто сами являются радиоактивными и претерпевают дальнейшие превращения, иногда довольно запутанные. Знание того, в какой последовательности один радионуклид превращается в другой, позволило построить так называемые природные радиоактивные ряды (или радиоактивные семейства). Их оказалось три, и назвали их рядом урана, рядом актиния и рядом тория. Свое начало эти три ряда брали от тяжелых природных элементов – урана, известного с 18 в., и тория, открытого в 1828 (неустойчивый актиний не родоначальник, а промежуточный член ряда актиния). Позднее к ним прибавился ряд нептуния, начинающийся с искусственно полученного в 1940 первого трансуранового элемента № 93 – нептуния. По исходным элементам называли и многие продукты их превращения, записывая такие схемы:

Ряд урана: UI → UХ1 → UХ2 → UII → Io (ионий) → Ra →... → RaG.

Ряд актиния: AcU → UY → Pa → Ac → AcK → AcX → An → AcA → AcB → AcC → AcC"" → AcD.

Ряд тория: Th → MsTh1 → MsTh2 → RdTh → ТhХ → ThEm → ThA → ThB → ThC → ThC" → ThD.

Как выяснилось, эти ряды не всегда представляют собой  «прямые» цепочки: время от времени  они разветвляются.

Когда-то каждый новый член радиоактивного ряда рассматривался как новый радиоактивный  элемент, и для него физики и радиохимики  вводили свои обозначения: ионий  Io, мезоторий-1 MsTh1, актиноуран AcU, эманация тория ThEm и т.д. и т.п. Эти обозначения громоздки и неудобны, в них нет четкой системы. Тем не менее, некоторые из них до сих пор иногда по традиции используются в специальной литературе. Со временем выяснилось, что все эти символы относятся к неустойчивым разновидностям атомов (точнее, ядер) обычных химических элементов – радионуклидам. Чтобы различить химически неотделимые, но отличающиеся по периоду полураспада (а часто и по типу распада) элементы, Ф.Содди в 1913 предложил называть их изотопами

9.Естественная и искусственная радиоактивность

Естественные радиоактивные элементы.

 Все  элементы, расположенные в периодической  таблице за висмутом (т.е. с  Z 83), являются радиоактивными. Подобно  урану-238, долгоживущие уран-235 и торий-232 возглавляют соответственно актиниевое  и ториевое радиоактивные семейства.  В естественных условиях встречаются  уран, торий и их дочерние радиоактивные продукты. Это обусловлено тем, что периоды полураспада у родоначальников семейств сравнимы с возрастом Земли, и они пока еще не распались полностью. Химические элементы с атомным номером 92 получены в лабораториях в результате ядерных реакций и обнаружены среди продуктов термоядерных взрывов, причем все они оказались радиоактивными.

У элементов  с атомными номерами 43, 61, 85 и 87 нет  ни стабильных изотопов, ни долгоживущих предшественников, поэтому на Земле  они не обнаружены. У самого долгоживущего  изотопа технеция (Z = 43) период полураспада - порядка 300 000 лет, что значительно  меньше предполагаемого возраста Вселенной. Однако значительное количество технеция обнаружено в составе звезд спектрального  класса S. Этот факт интерпретируется как  явное доказательство того, что в  них сравнительно недавно происходили  активные эволюционные процессы.

Искусственное превращение элементов  и искусственная радиоактивность.

 Еще со времен Беккереля было замечено, что самые обычные вещества, побывавшие рядом с радиоактивными соединениями, сами становятся в большей или меньшей степени радиоактивными. Резерфорд называл это «возбужденной активностью», супруги Кюри – «наведенной активностью», но суть явления долго никто не мог объяснить.

Со временем были реализованы и другие ядерные  реакции, и многие из них получили практическое применение. В апреле 1932 на заседании английской Академии наук (Королевского общества) Резерфорд  объявил, что в его лаборатории  успешно осуществлены реакции расщепления  легких элементов (например, лития) протонами. Для этого протоны, полученные из водорода, разгоняли с помощью  высокого напряжения, равного десяткам или даже сотням тысяч вольт. Протоны, имея меньший, чем a-частицы, заряд и массу, легче проникают в ядро. Внедряясь в ядро лития-7, протон превращает его в ядро бериллия-8, которое практически мгновенно «сбрасывает» избыток энергии, разваливаясь пополам, на две a-частицы:

+ → ( ) → 2 .

Если  же взять легкий изотоп лития (в природном  литии его 7,5%), то образуются ядра двух изотопов гелия:

+ → ( )→ + .

При обстреле протонами кислорода был получен  фтор:

+ → + ;

при обстреле алюминия – магний: + → + .

Множество разнообразных превращений было проведено с разогнанными до высоких  скоростей дейтронами – ядрами тяжелого изотопа водорода дейтерия. Так, в  ходе реакции

  + → +

впервые был  получен сверхтяжелый водород –  тритий. Столкновение двух дейтронов  может идти иначе: : + → + , эти процессы важны для изучения возможности управляемой термоядерной реакции. Важной оказалась реакция + → ( )→ 2 , поскольку она идет уже при сравнительно небольшой энергии дейтронов (0,16 МэВ) и сопровождается при этом выделением колоссальной энергии – 22,7 МэВ (напомним, что 1 МэВ = 106 эВ, а 1 эВ = 96,5 кДж/моль).

Большое практическое значение получила реакция, идущая при обстреле бериллия a-частицами:

• + → ( )→ + ,

она привела в 1932 к открытию нейтральной  частицы нейтрона, а радий-бериллиевые источники нейтронов оказались очень удобными для научных исследований. Нейтроны с разной энергией можно получать и в результате реакций

• + ® + ;
• + ® + ;
• + ® + .

Не имеющие заряда нейтроны особенно легко проникают в атомные  ядра и вызывают разнообразные процессы, которые зависят как от обстреливаемого  нуклида, так и от скорости (энергии) нейтронов. Так, медленный нейтрон  может быть просто захвачен ядром, а  от некоторого избытка энергии ядро освобождается путем испускания гамма-кванта, например:

  + ® + g..

 Эта  реакция широко используется  в ядерных реакторах для регулирования  реакции деления урана: для  замедления реакции в ядерный  котел вдвигаются кадмиевые стержни  или пластины.

Интересные  результаты получились с магнием, представленным тремя стабильными природными изотопами, и оказалось, что при a-облучении все они дают радиоактивные нуклиды кремния или алюминия, которые претерпевают 227- или позитронный распад:

Получение искусственных радиоактивных элементов  имеет большое практическое значение, так как позволяет синтезировать  радионуклиды с удобным для конкретной цели периодом полураспада и нужным видом излучения с определенной мощностью. Особенно удобно использовать в качестве «снарядов» нейтроны. Захват нейтрона ядром часто делает его  настолько нестабильным, что новое  ядро становится радиоактивным. Устойчивым оно может стать за счет превращения  «лишнего» нейтрона в протон, то есть за счет 227-излучения; таких реакций  известно очень много, например:

+ ® ® + e

Очень важна протекающая в верхних  слоях атмосферы реакция образования  радиоуглерода: + ® +

Можно ли искусственным путем, проведя нужную ядерную реакцию, получить золото и  таким образом осуществить то, что не удалось алхимикам? Теоретически для этого нет препятствий. Более  того, такой синтез уже был проведен, однако богатство не принес. Проще  всего было бы для искусственного получения золота облучать потоком  нейтронов ртуть – элемент, следующий  в периодической таблице за золотом. Тогда в результате реакции 

+ ® +

нейтрон выбил бы из атома ртути  протон и превратил его в атом золота. В этой реакции не указаны  конкретные значения массовых чисел (А) нуклидов ртути и золота. Золото в природе представлено единственным стабильным нуклидом а природная ртуть – это сложная смесь изотопов с А = 196 (0,15%), 198 (9,97%), 199 (1,87%), 200 (23,10%), 201 (13,18%), 202 (29,86%) и 204 (6,87%). Следовательно, по приведенной схеме можно получить только неустойчивое радиоактивное золото. Его и получила группа американских химиков из Гарвардского университета еще в начале 1941, облучая ртуть потоком быстрых нейтронов. Через несколько дней все полученные радиоактивные изотопы золота путем бета-распада вновь превратились в исходные изотопы ртути...

Но есть и другой путь: если атомы ртути-196 облучать медленными нейтронами, то они  превратятся в атомы ртути-197:

+ ® + g.

Эти атомы  с периодом полураспада 2,7 сут претерпевают электронный захват и превращаются, наконец, в стабильные атомы золота:

+ e ® .

Такое превращение  осуществили в 1947 сотрудники Национальной лаборатории в Чикаго. Облучая 100 мг ртути медленными нейтронами, они  получили 0,035 мг 197Au. По отношению ко всей ртути выход очень мал  – всего 0,035%, но относительно 196Hg он достигает 24%! Однако изотопа 196Hg в природной  ртути как раз меньше всего, кроме  того, и сам процесс облучения  и его длительность (облучать потребуется  несколько лет), и выделение стабильного  «синтетического золота» из сложной  смеси обойдется неизмеримо дороже, чем выделение золота из самых  бедных его руд. Так что искусственное  получение золота имеет лишь чисто  теоретический интерес.

Многочисленные  эксперименты, проводившиеся со времен Беккереля, показали, что на скорость радиоактивного распада практически  не влияют ни температура, ни давление, ни химическое состояние атома. Исключения очень редки; так, в случае электронного захвата величина T1/2 немного меняется при изменении степени окисления  элемента. Например, распад 7BeF2 происходит примерно на 0,1% медленнее, чем 7BeO или  металлического 7Ве.

10.Радий в природе и его свойства

РАДИЙ – радиоактивный химический элемент II группы периодической системы, аналог бария; относится к щелочноземельным элементам. Стабильных изотопов не имеет; наиболее долгоживущие – 226Ra (период полураспада t1/2 = 1600 лет) и 228Ra (t1/2 = 5,75 года). Остальные изотопы (всего их известно 25) «живут» значительно меньше, некоторые – доли секунды; почти все они получены искусственно.

Радий

88 Ra   Радий Radium (Rn)7s2

Атомный номер 88 Атомная масса [226] Плотность, кг/м³ 5000 Температура плавления, °С 700 Температура кипения, °С   Теплоемкость, кДж/(кг·°С)   Электроотрицательность 0,9 Ковалентный радиус, Å   1-й ионизац. потенциал, эв 5,28

 

Несмотря  на сравнительно малое время жизни  по сравнению с возрастом Земли (около пяти миллиардов лет), некоторые  изотопы радия, хотя и в очень  малых количествах, встречаются  в природе. Происходит это благодаря  существованию в природе трех радиоактивных рядов, в которых  изотопы радия непрерывно образуются при распаде долгоживущих (так  называемых материнских) радионуклидов: урана-238 (из него получается 226Ra), урана-235 (он дает 223Ra, t1/2 = 11,4 суток) и тория-232 (дает 228Ra и 224Ra, t1/2 = 3,7 суток). Очевидно, что чем меньше период полураспада  данного радионуклида, тем меньше его содержание в минералах, даже самый долгоживущий, 226Ra, содержится в земной коре в количестве всего  одной десятимиллиардной доли процента, обычно в тех же породах, в которых  содержится уран.

Чистый  радий – блестящий серебристо-белый  металл, быстро тускнеющий на воздухе  из-за образования на его поверхности  оксида и нитрида. С водой реагирует  более энергично, чем барий, выделяя  водород. Плавится радий при 969°С, кипит при 1507°С, плотность – около 6 г/см³. Любые физические и химические свойства радия изучать трудно из-за его очень высокой радиоактивности. Радий непрерывно выделяет теплоту, и если нет условий для теплоотвода, металл быстро нагревается и может даже расплавиться. Продукт распада радия – радиоактивный газ радон. Радий вместе с продуктами своего распада излучает все три вида радиации – a-, b- и g-лучи. Из-за высокой радиоактивности радий и его соединения светятся в темноте, его бесцветные соли быстро желтеют, а затем приобретают коричневую, вплоть до черной, окраску; их водные растворы разлагают воду, выделяя из нее водород и кислород.

Если  не считать сильной радиоактивности, химические свойства радия и его  соединений мало отличаются от аналогичных  свойств бария. Как и у бария, легко растворимы хлорид, бромид, иодид, нитрат радия, а фторид, карбонат и сульфат почти нерастворимы. Гидроксид Ra(OH)₂ – сильная щелочь.

Практически все соединения радий изоморфны соответствующим соединениям Ва. На воздухе металлический радий быстро покрывается темной пленкой, представляющей собой смесь нитрида и оксида радий Металлический радий бурно реагирует с водой с образованием растворимого в воде гидроксида Ra(OH)₂ и выделением Н₂. Электродный потенциал выделения радий из водных растворов —1,718В (по отношению к нормальному каломельному электроду).

Соединения  радия обладают свойством автолюминесценции-свечения в темноте благодаря собств. излучению. Многие соли радия бесцветны, но при разложении под действием собственного излучения приобретают желтую или коричневую окраску. Хорошо растворимы в воде RaCl₂ (т. пл. 900°С, плотностью 4,91 г/см³; см. также табл.), RaBr₂ (т. пл. 728 °С, плотностью 5,79 г/см³), RaI₂ и Ra(NO₃)₂. Лучше других растворим в воде RaBr₂ (70 г в 100 г при 20 °С). Хлорид и бромид радий кристаллизуются из воды в виде кристаллогидратов с двумя или шестью молекулами Н₂О. Малорастворимые соединения -сульфат RaSO₄ (около 2·10^-4 г в 100 г воды при 20°С), иодат Ra(IO₃)₂, фторид RaF₂, хромат RaCrO₄, карбонат RaCO₃ и оксалат RaC₂O₄. Известны комплексы радий с лимонной, винной, яблочной, молочной, этилендиаминтетрауксусной кислотами и драдий лигандами. По сравнению с драдием щелочноземельными металлами радий обладает более слабой склонностью к комплексообразованию.