元素周期表系列：第88号元素——镭元素

博士科普元素团队

你知道吗：镭是人类历史上发现的第四种放射性元素（1898年12月21日，发现者：玛丽·居里，皮埃尔·居里），它的英文名Radium在拉丁语中即为放射的意思。镭的发现真正地奠定了现代放射学的基础，引起了20世纪科学和哲学的巨大变革，为人类打开了探索原子世界奥秘的大门，它带来的一系列对放射性和核能的研究和利用，深刻地改变了人类的历史和生活。

镭元素是什么样一种元素呢？

博科小答：镭是元素周期表中第二主族（碱土金属）的第六种金属，十分贵重稀有。镭元素在地壳中的质量分数含量仅有万亿分之一，在海水中的含量还不足亿亿分之一¹。一个世纪以来，全世界每年高纯度的镭化合物的产量也仅仅从十几克提高到数百千克左右，主要从铀矿以及核燃料的残渣中提炼而得。虽然数量稀少，但是镭的放射性却使得它在工业和医学中有着广泛的用途。

镭元素有什么化学性质？

博科小答：镭原子的最外层有两个电子，使得它的化学性质非常活泼。镭单质的亮白银色光泽在空气中会迅速褪去，形成黑色的Ra₃N₂外壳。在自然界中，镭元素总是以化合物的形式出现，如氯化物、溴化物、氢氧化物等。

图1：金属镭

镭元素的奇妙放射性

镭具有很强的放射性，衰变时会放出α和γ两种射线，并放出大量热（每克镭每小时放热量为586.18焦尔）。镭在自然界中有33种同位素（202到234），其中绝大多数同位素的半衰期都非常短，从数百毫秒到数年不等，最长的是²²⁶Ra （半衰期1600年，它也是镭在自然界的主要同位素）²。硫化锌、硫化钙等金属硫化物，在镭的电离辐射（α和γ射线）的激发下能发出浅绿色柔和的磷光——夜光手表就是这么来的哦！（不过为了安全，镭元素已经被钷代替了）。居里夫人还发现利用镭的放射性可杀死顽固的癌细胞，时至今日，这一发现已经发展为癌症治疗中非常常见的放射疗法，造福了成千上万的患者。但是如果处理不当它也会杀死其他健康的细胞和组织，居里夫人就是因为长期暴露在镭的辐射中工作而患上了白血病不幸去世。

趣味知识：原子序数在83（铋）或以上的元素都具有放射性，但某些原子序数小于83的元素（例如如锝元素）也只有放射性同位素存在。地球上现在有30多种化学元素具有放射性，不过因为人工合成放射性元素的实现，这个数量还会一直增加。

镭的主要发现者——居里夫人

居里夫人全名Marie Sklodowska Curie，是波兰裔法国籍物理学家、化学家。她是放射性研究的先驱者，是首位获得诺贝尔奖的女性，获得两次诺贝尔奖（获得物理学奖及化学奖）的第一人及唯一的女性，是唯一获得二种不同科学类诺贝尔奖的人³。她也是巴黎大学第一位女教授。1995年，她与丈夫皮埃尔·居里一起移葬先贤祠，成为第一位凭自身成就入葬先贤祠的女性。她的成就包括开创了放射性理论，放射性的英文Radioactivity是她造的词，她发明了分离放射性同位素的技术，以及发现两种新元素钋（Po）和镭（Ra）。在她的指导下，人们第一次将放射性同位素用于治疗肿瘤。她在巴黎和华沙各创办了一座居里研究所，这两个研究所至今仍是重要的医学研究中心。

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参考文献

¹Strutt, R. J. (7 September 2004). The Becquerel Rays and the Properties of Radium.

²G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot & O. Bersillon (2003). “The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A. 729: 3–128.

³维基百科, 玛丽·居里

公众号同题稿配图

以下配图来自公众号留存的同题稿，按原图顺序补回。