Radônio

O radônio, de número atômico 86, é um gás nobre pertencente ao sexto período da Tabela Periódica. Com uma densidade nove vezes maior que a do ar, trata-se do gás mais denso de que se tem conhecimento. Mais de 30 isótopos do Rn são conhecidos, sendo o isótopo 222 o mais estável, com tempo de meia-vida de 3,8 dias.

O radônio é utilizado em alguns tratamentos de câncer, porém o que chama atenção é seu grande risco. Quando inalado, a sua desintegração radioativa pode causar sérios danos aos pulmões, e, além disso, os elementos gerados em sua desintegração são extremamente tóxicos. O radônio foi intitulado inicialmente como um mero isótopo, mas depois teve seu status elevado para elemento.

Leia mais: Elementos radioativos — têm isótopos que emitem radiações (alfa, beta ou gama) de seus núcleos atômicos

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre radônio
• 2 - Propriedades do radônio
• 3 - Características do radônio
  • Videoaula sobre gases nobres
• 4 - Onde o radônio é encontrado
• 5 - Aplicações do radônio
• 6 - Precauções com o radônio
• 7 - História do radônio
• 8 - Exercícios sobre radônio

Resumo sobre radônio

• O radônio é um gás nobre do sexto período da Tabela Periódica.

• É o gás mais denso que se conhece até então.

• Mais de 30 de seus isótopos são conhecidos, sendo os de massa 222, 220 e 219 os mais comuns.

• Suas aplicações são poucas, mas o elemento pode ser empregado no tratamento de alguns tipos de câncer.

• É muito danoso à saúde, principalmente quando inalado.

• Inicialmente, era considerado um mero isótopo, mas, depois, foi elevado a elemento pela Iupac.

Propriedades do radônio

• Símbolo: Rn

• Número atômico: 86

• Massa atômica: 222,02 u.m.a

• Temperatura de fusão: -71 °C

• Temperatura de ebulição: -61,7 °C

• Densidade: 9,73 g.L^-1 (gás, a 0 °C e 1 atm), 4,4 g.cm^-3 (líquido, a -62 °C), 4,0 g.cm^-3 (sólido)

• Distribuição eletrônica: [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶

• Série química: gases nobres, grupo 18

Características do radônio

Em temperatura ambiente, o radioativo radônio é um gás incolor, insípido e inodoro, porém, ao ser resfriado abaixo do ponto de congelamento, exibe uma fosforescência brilhante que se torna amarela conforme a temperatura decai e toma uma coloração laranja avermelhada próximo aos -180 °C.

Apresentando uma densidade nove vezes maior que a do ar atmosférico, o radônio é o gás mais denso conhecido. Apresenta baixa solubilidade em água, mas, mesmo assim, é a maior entre os gases nobres. Já em compostos orgânicos, a solubilidade é maior do que em água. Seus pontos de fusão e ebulição também são muito baixos se comparados a outros elementos de massa molar próxima.

Quanto à reatividade, pouco se sabe sobre a química do radônio, mas compostos com flúor já foram reportados (RnF₂), o que é bem plausível. No caso, o Rn seria oxidado por fluoretos de halogênios, como ClF e ClF₃.

O radônio possui a primeira energia de ionização de 1037 kJ.mol^-1 — a energia necessária para se retirar um elétron da camada de valência de um átomo gasoso isolado — mais baixa de todos os gases nobres, possibilitando sua reação com flúor, assim como o xenônio e o criptônio. Contudo, os isótopos de radônio são poucos estáveis, pouco possibilitando estudos mais aprofundados.

Trinta e sete isótopos do radônio são conhecidos, mas os mais comuns são os de massa 222, 220 e 219:

• Rn-222, proveniente do decaimento radioativo rádio, possui uma meia-vida 3,823 dias.

• Rn-220, produzido do decaimento radioativo do tório (e, por isso, conhecido como torônio ou Tn), possui uma meia-vida de 55,6 segundos.

• Rn-219, obtido do decaimento radioativo do actínio (recebendo o nome de actinônio ou An), possui um tempo de meia-vida de 3,9 segundos.

Os nomes radônio, torônio e actinônio são históricos, estabelecidos antes da descoberta e caracterização do elemento 86. Posteriormente, percebeu-se que não passavam de isótopos, sendo adotado o nome radônio.

• Videoaula sobre gases nobres

Onde o radônio é encontrado

Estima-se que a concentração de radônio na atmosfera terrestre seja de uma parte em 10²¹, ou seja, uma parte por sextilhão. Também se encontra radônio em águas minerais, termais e subterrâneas, as quais têm maior concentração de Rn que águas superficiais por conta da constante reposição em decorrência do decaimento radioativo do rádio. Esse mesmo decaimento radioativo do elemento rádio também faz com que o radônio seja encontrado, mesmo que em pouquíssimas gramas, no solo.

Leia mais: Decaimento radioativo — fenômeno nuclear em que um átomo, ao eliminar radiações, transforma-se em outro átomo

Aplicações do radônio

Emprega-se o radônio em tratamentos para alguns tipos de câncer, como a braquiterapia, uma técnica radioterápica em que a fonte radioativa é colocada dentro da área a ser tratada ou próximo a ela. No caso específico do radônio, as fontes são feitas de ouro, as quais são seladas e contêm o radônio.

Precauções com o radônio

A radioatividade do radônio faz dele um elemento muito perigoso, principalmente se inalado. Embora a partícula alfa emitida por ele não seja tão penetrante, ela é muito ionizante. Ao chegar aos pulmões, toda a energia da partícula alfa pode ser liberada contida durante a desintegração atômica, culminando em problemas que variam de intensidade de acordo com a quantidade inalada. Não só isso, os sólidos formados no processo de desintegração, como chumbo e polônio, são inalados em poeiras em que o radônio se acumulou e são altamente tóxicos.

O radônio também tem a capacidade de se acumular em áreas de pouca ventilação (como cavernas e minas), e ainda em residências, em áreas mais próximas ao chão. Esse acúmulo é uma provável consequência de sua alta densidade. Por isso, o radônio e os elementos que podem formá-lo devem ser manipulados em ambientes bastante ventilados.

O radônio também é liberado de rochas, e, por conta disso, sua concentração em regiões rochosas serve para indicar falhas geológicas e até mesmo abalos sísmicos.

Leia mais: Diferença entre contaminação radioativa e irradiação

História do radônio

Em 1899, o casal de cientistas Pierre e Marie Curie percebeu níveis de radioatividade no ar que circundava os sais de rádio. Essa radioatividade era diferente da observada no elemento rádio. No mesmo ano, Ernest Rutherford e Robert Owens também reportaram uma substância radioativa emitida pelo tório com tempo de meia-vida de 55,6 segundos e que foi chamada por eles de emanação.

Já no ano seguinte, em 1900, Friedrich Dorn percebeu que os Curie haviam observado uma única substância, muito semelhante à emanação de Rutherford e Owens, mas com tempo de meia-vida de 3,8 dias. Em 1904, André-Louis Debierne descobriu uma terceira partícula radioativa com tempo de meia-vida de 4 segundos, mas dessa vez produzida do actínio.

Inicialmente reconhecidos como elementos, essas partículas radioativas receberam os nomes coloquiais de emanação do rádio, emanação do tório e emanação do actínio. Hoje, já sabemos que não passam de isótopos do radônio.

William Ramsay, em 1904, percebeu que os resultados espectroscópicos da “emanação do rádio” eram similares aos dos elementos argônio, criptônio e xenônio, suspeitando que se tratava de um novo elemento do grupo dos gases nobres. No mesmo ano, Ramsay e J. Norman Collie propuseram os nomes extório, exrádio e exactínio para esses novos elementos. Já em 1910, Ramsey e Robert Whytlaw-Gray já produziam experimentos para demonstrar a similaridade das emanações com os gases nobres. Assim, propuseram o nome de niton (do latim nitens, “brilhante”) e o símbolo Ni pra emanação de rádio.

O nome proposto mantinha o sufixo -on, utilizado para os demais gases nobres (em inglês, como neon, argon, cripton e xenon). Tal denominação foi aceita, em 1912, pela Comissão Internacional para Pesos Atômicos, o que entrelaçou, inadvertidamente, as nomenclaturas de isótopos e elementos. Vale lembrar que foi apenas em 1913 que Henry Moseley comprovou que cada elemento possui um número atômico único e que Frederick Soddy trouxe uma definição formal para o termo isótopos.

Em 1923, com as propostas de Curt Schmidt e Elliot Quincy Adams, a União Internacional para Química Pura e Aplicada (Iupac) adotou os nomes radônio (Rn) para a emanação do rádio, torônio (Tn) para a emanação do tório e actinônio (An) para a emanação do actínio.

Embora, em 1931, um artigo escrito por Rutherford, Debierne e Marie Curie tenha oficializado o elemento como emanação (Em), a maioria das Tabelas Periódicas já optava por referi-lo como radônio (Rn), uma vez que era o isótopo mais estável. Na década de 1950, a Iupac elevou o status do radônio de isótopo para elemento e, posteriormente, determinou que todos os isótopos de determinado elemento deveriam ter o mesmo nome.

Exercícios sobre radônio

Questão 1 (Fatec SP)

O radônio, símbolo Rn, pertencente à família dos gases nobres, encontrado no grupo 18 ou 8A da Tabela Periódica dos elementos, é usado na radioterapia e na composição de cápsulas para aplicação em pacientes com câncer.

Certo isótopo desse elemento possui 86 prótons, 86 elétrons e número de massa 222, logo, o número de nêutrons desse isótopo é

A) 86.

B) 136.

C) 172.

D) 222.

E) 308.

Resposta: letra B

O número de nêutrons pode ser calculado pela seguinte fórmula:

A = Z + n

Em que A é o número de massa, Z é o número atômico (numericamente igual ao número de prótons) e n é o número de nêutrons. Substituindo os valores dados pelo enunciado, temos que:

222 = 86 + n

n = 136

Questão 2 (UFG GO)

A gasolina é um dos contaminantes encontrados em aquíferos. Elementos radioativos são normalmente empregados para monitorar o fluxo dessas águas. Em um aquífero contaminado com gasolina, a atividade do radônio foi de 7,38 Bq/L, ao passo que na zona não contaminada o valor foi de 2,30 Bq/L. Esses resultados evidenciam

A) a grande afinidade do radônio pela fase orgânica.

B) o breve tempo de meia-vida do radônio.

C) a intensa emissão de raios γ pela fonte radioativa.

D) o aumento da atividade do radônio em água contaminada.

E) o maior poder de penetração da radiação em aquíferos.

Resposta: letra A

Ao se observar o enunciado, percebe-se que o radônio apresenta maior atividade radioativa em um aquífero contaminado com gasolina. Isso, de cara, já anula a letra B, pois caso o tempo de meia-vida do radônio em questão fosse breve, a atividade do Rn já seria muito pequena em ambos os casos.

Radiação gama (γ) é uma radiação muito forte e ionizante. Caso houvesse uma intensa emissão, as atividades radioativas possuiriam valores mais altos, independentemente do meio.

A letra D tenta ligar a maior atividade do Rn com a contaminação, mas não especifica o tipo de contaminação, não sendo possível esta ser a alternativa correta. Já a letra E fala sobre o grande poder de penetração da radiação em aquíferos. As diferentes atividades já demonstram que isso não é verdade.

Portanto, o gabarito é o da letra A, pois a maior atividade do Rn só pode ter relação de sua grande afinidade com a gasolina, um composto orgânico.

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química