مركبات الرادون

مركبات الرادون هي مركبات كيميائية تتكون من عنصر الرادون (Rn). الرادون غاز نبيل، أي عنصر ذو تكافؤ صفري ، وهو غير نشط كيميائيًا . عمر النصف للرادون-222، البالغ 3.8 يوم، يجعله مفيدًا في العلوم الفيزيائية كمتتبع طبيعي . ولأن الرادون غاز في الظروف العادية، بينما نواتج تحلله ليست كذلك، فإنه يمكن استخلاصه منها بسهولة لأغراض البحث. ^{[ 1 ]}

يُعد الرادون خاملًا تجاه معظم التفاعلات الكيميائية الشائعة، مثل الاحتراق ، لاحتوائه على ثمانية إلكترونات في غلافه الخارجي . ينتج عن ذلك تكوين مستقر ذو طاقة دنيا، حيث تكون الإلكترونات الخارجية مرتبطة بإحكام. ^{[ 2 ]} تبلغ طاقة تأينه الأولى - وهي الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لانتزاع إلكترون واحد منه - 1037 كيلوجول/مول. ^{[ 3 ]} ووفقًا للاتجاهات الدورية ، يتميز الرادون بكهرسلبية أقل من عنصر الزينون الذي يسبقه في الدورة، ولذلك فهو أكثر نشاطًا كيميائيًا. وقد خلصت الدراسات المبكرة إلى أن استقرار هيدرات الرادون يجب أن يكون من نفس رتبة استقرار هيدرات الكلور ( Cl₂). ₂ ) أوثاني أكسيد الكبريت(SO₂ )، وهي أعلى بكثير من استقرار هيدراتكبريتيد الهيدروجين(H₂ S). ^{[ 4 ]}

بسبب تكلفته وإشعاعه، نادرًا ما تُجرى أبحاث كيميائية تجريبية باستخدام الرادون، ونتيجة لذلك، هناك عدد قليل جدًا من مركبات الرادون المُبلغ عنها، وجميعها إما فلوريدات أو أكاسيد . يمكن أكسدة الرادون بواسطة عوامل مؤكسدة قوية مثل الفلور ، مما يؤدي إلى تكوين ثنائي فلوريد الرادون ( RnF)._٢ ). ^{[ ٥ ] [ ٦ ]} يتحلل إلى عناصره عند درجة حرارة أعلى من٥٢٣كلفن (٢٥٠درجة مئوية؛ ٤٨٢درجة فهرنهايت)، ويُختزل بالماء إلى غاز الرادون وفلوريد الهيدروجين؛ وقد يُختزل أيضًا إلى عناصره بواسطةغازالهيدروجين ^{. [ ٧ ]} يتميز بتقلبمنخفض،وكان يُعتقد أنهRnF   _٢. نظرًا لقصر عمر النصف للرادون والنشاط الإشعاعي لمركباته، لم يكن من الممكن دراسة المركب بتفصيل كافٍ. تتوقع الدراسات النظرية على هذا الجزيء أن يكون طول الرابطة Rn–Fفيه٢.٠٨أنغستروم(Å)، وأن يكون المركب أكثر استقرارًا من الناحية الديناميكية الحرارية وأقل تطايرًا من نظيره الأخف،ثنائي فلوريد الزينون(XeF₂) ₂ ). ^{[ 8 ]} جزيءRnFثماني السطوح_{كان من المتوقع أن يكون للمركب 6} إنثالبي تكوينأقلمن ثنائي الفلوريد. ^{[ 9 ]} يُعتقد أنأيون[RnF]^{+ يتكون من خلال التفاعل التالي: [ 10 ]}

Rn (g) + 2 [O₂ ] ⁺[SbF₆ ] ⁻(s) → [RnF] ⁺[Sb₂ F₁₁ ] ⁻(s) + 2 O₂ (ز)

لهذا السبب، يُستخدم خماسي فلوريد الأنتيمون مع ثلاثي فلوريد الكلور والنيتروجين .₂ F₂ Sb₂ Fتم النظر في استخدام ₁₁ طريقة لإزالة غاز الرادون من مناجم اليورانيومنظرًا لتكوّن مركبات الرادون والفلور. ^{[ 1 ]} يمكن أن تتكون مركبات الرادون من تحلل الراديوم في هاليدات الراديوم، وهو تفاعل يُستخدم لتقليل كمية الرادون المتسربة من الأهداف أثناءالتشعيع. ^{[ 7 ]} بالإضافة إلى ذلك، تُعرفأملاح كاتيون [RnF]⁺مع الأنيوناتSbF ⁻ ₆ وTaF ⁻ ₆ وBiF ⁻ _{6 .} ^{[ 7 ]} كما يتأكسد الرادون بواسطةثنائي فلوريد الأكسجينإلىRnF₂ عند173كلفن (-100درجة مئوية؛ -148درجة فهرنهايت). ^{[ 7 ]}   

تُعد أكاسيد الرادون من بين المركبات القليلة الأخرى المُبلغ عنها للرادون ؛ ^{[ 11 ]} فقط ثلاثي أكسيد الرادون ( RnOتم تأكيد ذلك _{(3 ).} ^{[ 12 ]} الفلوريدات الأعلىRnF₄ وRnFزُعم وجود _{ستة منها} ^{[ 12 ]} ، وحُسب أنها مستقرة ^{[ 13 ]،} لكن هويتها غير واضحة ^{[ 12 ]} . ربما لوحظت في تجارب تم فيها تقطير منتجات غير معروفة تحتوي على الرادون معسداسي فلوريد الزينون: قد تكون هذه المنتجات هيRnF₄ ،RnF₆ ، أو كليهما. ^{[ 7 ]} زُعمأن التسخين بكميات ضئيلة للرادون مع الزينون والفلوروخماسي فلوريد البروم، وإمافلوريد الصوديومأوفلوريد النيكل،يتحلل مائيًالتكوينRnO_3. على الرغم من أنه قد تم اقتراح أن هذه الادعاءات كانت في الواقع بسبب ترسب الرادون على شكل المركب الصلب [RnF] ⁺ ₂ [NiF₆]²⁻، إلا أن حقيقةترسبمنالمحلول المائيمعCsXeOتم اعتبار ₃ FRnO_{تم تكوين المركب 3} ، وهو ما أكدته دراسات إضافية للمحلول المُحلل.قد يكون عدم تكوّن [RnO₃F]⁻ في تجارب أخرى ناتجًا عن التركيز العالي للفلورايد المستخدم._تشيردراسات^الهجرةالكهربائيةأيضًا إلى وجود أشكال كاتيونية [HRnO₃_]⁺^{وأنيونية}[HRnO₄_]⁻^منالرادون فيحمضي ضعيف(الأس الهيدروجيني>5)، وقد تم التحقق من صحة هذه الطريقة سابقًا بفحص أكسيد الزينون المتجانس. ^{[ 12 ]}

كما استُخدمت تقنية التحلل. أفاد أفرورين وآخرون في عام 1982 أن مركبات الفرانسيوم -212 ^{المتبلورة} مع نظائرها من السيزيوم بدت وكأنها تحتفظ بالرادون المرتبط كيميائيًا بعد التقاط الإلكترون؛ وقد أشارت أوجه التشابه مع الزينون إلى تكوين RnO3 _، ولكن لم يكن من الممكن تأكيد ذلك. ^{[ 14 ]}

من المرجح أن صعوبة تحديد الفلوريدات الأعلى للرادون تنبع من إعاقة الرادون حركيًا عن التأكسد إلى ما بعد الحالة ثنائية التكافؤ بسبب الأيونية القوية لثنائي فلوريد الرادون ( RnF).₂ ) والشحنة الموجبة العالية على الرادون في RnF⁺؛ الفصل المكاني لـRnF_{قد يكون من الضروري استخدام جزيئين} لتحديد الفلوريدات الأعلى للرادون بوضوح، ومنهاRnFمن المتوقع أن يكون المركب ₄ أكثر استقرارًا من RnF₆ بسببالدوران المداريلغلاف 6p للرادون (Rn^IVسيكون له غلاف مغلق 6s ²(تكوين 6p ² _1/2 ). لذلك، بينما RnF_{ينبغي أن يتمتع المركب 4} بثبات مماثل لثباترباعي فلوريد الزينون(XeF4).₄ )،RnF_{من المرجح أن يكون المركب 6} أقل استقرارًا بكثير منسداسي فلوريد الزينون(XeF6).₆ ): من المحتمل أيضًا أن يكون سداسي فلوريد الرادونثماني السطوح منتظمًا، على عكس البنية ثمانية السطوح المشوهة لـXeF_٦ ، بسببتأثير الزوج الخامل. ^{[ ١٥ ] [ ١٦ ]} ولأن الرادون غاز نبيل ذو شحنة كهربائية موجبة عالية، فمن المحتمل أن تتخذ فلوريدات الرادون هياكل ذات جسور فلورية كثيفة، وأنها غير متطايرة. ^{[ ١٦ ]} ويشير الاستقراء إلى أسفل مجموعة الغازات النبيلة إلى إمكانية وجود RnO وRnO₂_وRnOF₄_،بالإضافة إلى أول كلوريدات غازات نبيلة مستقرة كيميائيًا، RnCl₂_وRnCl₄_،ولكن لم يتم العثور على أي منها حتى الآن. ^{[ ٧ ]}

تم التنبؤ بأن كربونيل الرادون (RnCO) مستقر وله شكل جزيئي خطي . ^{[ 17 ]} جزيئات Rn_{وُجد أن المركبين 2} وRnXe يتمتعان باستقرار ملحوظ بفضلاقتران الدوران المداري. ^{[ 18 ]} وقد اقتُرح استخدامالرادون المحصور داخلالفوليرينللأورام. ^{[ 19 ] [ 20 ]} على الرغم من وجود Xe(VIII)، لم يُدّعَ وجود أي مركبات Rn(VIII)؛RnF_{من المتوقع أن يكون المركب Rn( VIII} ) غير مستقر كيميائيًا (XeF8_غيرحراريًا). ويُتوقع أن يكون مركب Rn(VIII) الأكثر استقرارًا هو بيرادونات الباريوم (Ba2RnO6₎، على غرار بيركسينات الباريوم_.[13 ^{] ويُعزى عدم} استقرار Rn(VIII) إلىالنسبيلغلاف 6s، المعروف أيضًا بتأثيرالزوج الخامل. ^{[ 13 ]}

يتفاعل الرادون مع فلوريدات الهالوجين السائلة ClF، ClF₃ ،ClF₅ ،BrF₃ ،BrF₅ ، وIF₇ لتشكيلRnF_٢. في محلول فلوريد الهالوجين، يكون الرادون غير متطاير ويتواجد على شكل كاتيونات RnF⁺^وRn²⁺^؛وتؤدي إضافة أنيونات الفلوريد إلى تكوين معقداتRnF⁻³و _{RnF²⁻⁴ ،} على غرار كيمياءالبريليوم(II) ^{والألومنيوم} (III). ^{[ ٧ ]} وقد قُدِّر جهد القطب القياسي لزوج Rn²⁺/Rn بـ +٢٫٠فولت،[^٢١] ^على الرغم ^{من عدم وجود} دليل على تكوين أيونات أو مركبات رادون مستقرة في المحلول المائي. ^{[ ٧ ]} 

• مركبات الأستاتين
• مركبات الزينون