Polonium
Polonium ist ein silberglänzendes Schwermetall der 6. Hauptgruppe. Es ist radioaktiv; das stabilste Isotop hat eine Halbwertszeit von 103 Jahren. Die chemischen Eigenschaften ähneln denen des Tellurs. Es sind Verbindungen mit den Oxidationsstufen -II (PoH2), +II (PoS), +IV (PoO2) und +VI (PoF6) bekannt, wobei die Stufe +VI instabil ist. Durch Bestrahlen von Bi mit Neutronen kann es in Mengen bis zu 10 g gewonnen werden. Verwendet wird Polonium u. a. in der Radiobiologie und in der Strahlenchemie als α-Strahler.
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften | Atombau |
| Ordnungszahl: 84 | 84 Protonen 84 Elektronen |
| 6. Periode | 6 besetzte Elektronenschalen |
| VI. Hauptgruppe | 6 Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | Xe 6s24f1 45d1 06p4 |
| Elektronegativität | 2,0 |
| Ionisierungsenergie in eV | 8,42 |
| häufigste Oxidationszahlen | IV, II, -II |
| Atommasse des Elements in u | 209 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 1,675 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 0,65 (+4); 2,3 (-2) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  bei 25 °C | 9,4 |
| Härte nach Mohs und Brinell | |
Schallgeschwindigkeit in  | |
| Schmelztemperatur in °C | 254 |
spezifische Schmelzwärme in  | 47,85 |
| Siedetemperatur in °C | 962 |
| spezifische Verdampfungswärme in | 482,3 |
Standardentropie S0 in  | |
Wärmeleitfähigkeit in  bei 27 °C | 20,1 |
spezifische Wärmekapazität in  | |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3  | |
spez. elektrischer Widerstand in  | 1,405 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) | 2,1 · 10- 1 4 |
Alle Isotope sind radioaktiv.
Isotope des Elements
Nennenswerte Mengen Polonium natürlichen Ursprungs sind nicht auf der Erde anzutreffen. Geringe Spuren der Isotope 210, 211, 212, 214, 215, 216 und 218 finden sich als äußerst kurzlebige Glieder verschiedener natürlicher radioaktiver Kernzerfallsreihen. Weitere 22 radiaktive Isotope sind z. B. Glieder künstlich erzeugter Zerfallsreihen oder wurden durch Kernreaktioen künstlich erzeugt.
| Ordnungszahl Z | Massenzahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % | Art der Strahlung und Energie in MeV | Halbwertszeit |
| 84 | 209 | 208,982 | künstlich | α: 4,881 | 103 a |
| 210 | 209,982 876 | Spuren | α: 5,304 | 138,4 d | |
| 211 | 210,986 657 | Spuren | α: 7,275 | 0,5 s | |
| 212 | 211,988 866 | Spuren | α: 11,65 | 3 · 10- 7 s | |
| 214 | 213,995 201 | Spuren | α: 7,687 | 1,6 · 10- 4 s | |
| 215 | 214,999 | Spuren | α: 7,386 | 1,8 · 10- 3 s | |
| 216 | 216,001 | Spuren | α: 6,778 | 0,15 s | |
| 218 | 218,008 | Spuren | α: 6,002 | 3 min. |
Energieniveauschema
Weitere Eigenschaften
Polonium tritt in zwei allotropen Modifikationen auf, α-Polonium und β-Polonium, die unter bestimmten Temperaturbedingungen ineinander überführbar sind. Es ist ein silberweiß glänzendes, radioaktives Schwermetall. Polonium besitzt eine relativ niedrige Schmelz- und Siedetemperatur. Polonium gehört zu den Chalkogenen, es bildet Verbindungen mit den die Oxidationsstufen -II, II, IV und VI.
Die Stufe IV ist aber die wichtigste und beständigste. Mit Wasserstoff bildet Polonium die flüchtige Wasserstoffverbindung Polloniumwasserstoff, sowie mehrere Metallpolonide. An Luft oxidiert es zu Poloniumoxid und löst sich in konz. Säuren unter Bildung der entsprechenden Salze.
Entdeckung
MARIE CURIE (1867 - 1934) entdeckte Polonium 1898 bei der Untersuchung von Uranpechblende aufgrund der intensiven α-Strahlung. Den Namen Polonium erhielt das Element nach der Heimat von M. Curie, Polen, mit dem chemischen Zeichen «Po». 1910 isolierten CURIE und ANDRÉ LOUIS DEBIERNE (1874 - 1949) aus 2 t Pechblendenrückständen knapp 2 mg einer Substanz, die etwa 5 % des Isotops 2 1 0Po enthielt. Auch W. MARCKWALD und Sir ERNEST RUTHERFORD (1871 - 1937) entdeckten 1902 das Element. MARCKWALD nannte es «Radiotellur» und RUTHERFORD «Radium F».
Vorkommen/Herstellung
Polonium steht an 87. Stelle der Elementhäufigkeit und gehört zu den seltensten Elementen der Erde. Es kommt als Zerfallsprodukt von Uran und Thorium in Spuren verschiedener Uran- und Thoriumerze vor. Bei der Aufarbeitung der Pechblende reichert sich das Element mit Bismut an, von dem es durch fraktionierte Fällung mit Dihydrogensulfid in Form des Sulfids getrennt werden kann. Das Metall erhält man aus den Salzlösungen durch Elektrolyse. Das heute benötigte Polonium erhält man durch Bestrahlung von Bismut mit Neutronen im Kernreaktor oder durch Beschuss von Blei-Targets mit beschleunigten Helium-Kernen.
Verwendung
Polonium wird u.a. in der Strahlenchemie, in der Radiobiologie, Aktivierungsanalyse, in Ionisations-Gasanalysatoren und zur Entladung elektrostatischer Hochspannungsgeräte verwendet. Es dient weiterhin als Wärmequelle in Satelliten und zur Herstellung von Radioisotop-Batterien.
Bau
α-Polonium kristallisiert in einem kubischen Gitter.
