폴로늄

요약 주기율표 16족 6주기에 속하는 산소족 원소이다. 녹는점은 254℃, 끓는점은 962℃, 밀도는 알파폴로늄이 9.2g/cm3, 베타 폴로늄이 9.4g/cm3인 은색의 고체 이다. 비스무스 핵에 중성자를 충돌시켜 얻으며 방사능이 있는 많은 동위원소들을 지닌다.

주기율표(폴로늄)

원소기호	Po
원자번호	84
화학계열	준금속
원자량	209 g/mol
전자배열	[Xe] 6s24f14 5d10 6p4
상태	고체
밀도	알파폴로늄 9.195 g/cm3 , 베타포로늄 9.398 g/cm3
녹는점	254℃
끓는점	962℃
융해열	13 kJ/mol
기화열	102.91 kJ/mol
비열용량	26.4 J/mol·K(25℃)
산화상태	6, 4, 2, -2
전기음성도	2.0 (Pauling scale)

역사

1898년 퀴리 부부가 피치블렌드에서 방사능을 연구하던 중 라듐과 동시에 발견하였으며 퀴리부인의 조국인 폴란드의 이름을 따서 '폴로늄' 이라 명명되었다. 이때 발견된 것은 반감기 138.401일인 폴로늄 210(²¹⁰Po)으로 보통 폴로늄이라고 할 때는 이것을 가리킨다. -라듐계열의 마지막에 위치하는 방사성원소이며, 라듐 F(RaF)라고도 한다. 폴로늄과 라듐의 발견으로 퀴리부부는 1903년 노벨 물리학상을 수상했다.

폴로늄

폴로늄은 은빛 광택이 나는 무른 금속으로 두 개의 금속성 동소체를 지닌다. α형은 단순입방(單純立方)결정이며 저온에서 안정하며 β형은 단순마름모결정이며 고온에서 안정하다. α형에서 β형으로의 전이온도는 36℃(18∼54℃에서는 공존한다)이다. 공기 중에서는 노란색의 산화피막을 만든다.  는 4×10^-14(제87위)이다.

폴로늄은 공기 중에서 연소하면서 이산화 폴로늄(IV) (PoO₂)을 생성한다. 조절된 조건하에서 할로겐 Cl₂, Br₂ 및 I₂와 반응하여 각각 노란색의 PoCl₄, 적색의 PoBr₄ 및 검은색의 PoI₄를 생성한다. 산에 용해하여, Po^₂+ 용액을 형성하며 물에는 침식되지 않고 ·칼슘·나트륨··아연 등과는 폴로늄화합물을 만든다.

지금까지 33개의 동위원소가 알려져 있으며 모두 방사능이 있으며 그 원자량의 범위는 188~220이다. 토륨 계열에는 토륨 A(²¹⁶Po), 토륨 C'(²¹²Po)가, 우라늄 계열에는 라듐 A(²¹⁸Po), 라듐 C'(²¹⁴Po), 라듐 F(²¹⁰Po)가, 계열에는 악티늄 A(²¹⁵Po), 악티늄 C'(²¹¹Po)가 속한다. 이 중에서 라듐 F(²¹⁰Po) 이외는 수명이 짧다. ²¹⁰Po은 우라늄 238(²³⁸U)의 붕괴생성물로서 우라늄광석 속에 함유되어 있지만, 피치블렌드에는 광석 1t당 0.1mg 이하의 아주 적은 양이 함유되어 있다.

제조법

²⁰⁹Bi 핵에 중성자를 충돌시켜 폴로늄을 얻는 것이 반적인 제조 방법이다. 백금을 전극으로 하여 염류 수용액을 전기분해하고, 진공증류하여 금속을 얻는다. 생물권에서는 전혀 발생하지 않아, 보통은 전혀 위험하지 않다.

폴로늄의 용도

²¹⁰Po은 α선원(線源)으로서 사용된다. 베릴륨과의 합금은 α선이 섞이지 않은 중성자원으로서 중요하다.