રેડૉન (radon) : આવર્તક કોષ્ટકના 18મા (અગાઉના શૂન્ય) સમૂહનું સૌથી વધુ પરમાણુક્રમાંક ધરાવતું વિકિરણધર્મી રાસાયણિક તત્વ. સંજ્ઞા Rn. અગાઉ તે નિટોન તરીકે ઓળખાતું હતું. તે રાસાયણિક રીતે અત્યંત ઓછા સક્રિય એવા છ ઉમદા વાયુઓ પૈકીનો ભારેમાં ભારે છે. અન્ય વાયુઓ છે હીલિયમ, નિયૉન, આર્ગૉન, ક્રિપ્ટૉન અને ઝિનૉન. લાંબા સમય સુધી આ વાયુઓનાં કોઈ સંયોજનો બનતાં હોવાનું જોવામાં ન આવવાથી તેમની ઉપચયન-અવસ્થા (oxidation state) શૂન્ય માની તેમને શૂન્ય સમૂહમાં મૂકવામાં આવેલા. આ વાયુઓ નિષ્ક્રિય (inert) વાયુઓ અથવા વિરલ (rare) વાયુઓ તરીકે પણ ઓળખાય છે. 1899માં આર. બી. ઓવેન્સે જોયું કે થોરિયમ સંયોજનોની વિકિરણ-સક્રિયતા (વિકિરણધર્મિતા, radioactivity) તેમનું હવા વડે નિર્ધાવન (flushing) કરવાથી ઓછી થઈ શકે છે. રધરફર્ડે આ ઘટનાનો અભ્યાસ કર્યો અને જોયું કે થોરિયમ સતત એક વિકિરણધર્મી વાયુ (થોરિયમ-નિસ્સાર – emanation) ઉત્સર્જિત કરે છે અને હવા વડે તે દૂર થાય છે. 1900માં એફ. ઈ. ડૉર્ને દર્શાવ્યું કે રેડિયમ પણ એક વાયુ ઉત્સર્જિત કરે છે, જે રેડિયમ-નિસ્સાર તરીકે ઓળખાયો. ડિબાયર્ન (1900) અને ગીસેલે (1903) ઍક્ટિનિયમ-નિસ્સાર તરીકે ઓળખાતો ત્રીજો વાયુરૂપ સમસ્થાનિક શોધ્યો. 1902માં રધરફર્ડ અને સૉડીએ રેડૉનને પ્રથમ અલગ પાડ્યો. 1923માં અન્ય નામોને બદલે તેને માટે રેડૉન (લૅટિન radius = કિરણ પરથી) નામ સ્વીકારવામાં આવ્યું.
પ્રાપ્તિ : રેડૉન કુદરતમાં અત્યંત અલ્પ પ્રમાણમાં પ્રાપ્ય છે, કારણ કે તેનો મુખ્ય સ્રોત રેડિયમ પણ અલ્પ પ્રમાણમાં મળી આવે છે. રેડિયમ નીચેની પ્રક્રિયા દ્વારા રેડૉનમાં ફેરવાય છે :
વાતાવરણમાં, જમીનની નજીક આવેલા હવાના સ્તરમાં પણ રેડૉન મળી આવે છે, જે જમીન અને ખડકોમાં અલ્પ માત્રામાં રહેલા રેડિયમને આભારી છે. એમ મનાય છે કે એક ગ્રામ રેડિયમ (226Ra) 30 દિવસમાં 0.64 ઘ.સેમી. રેડૉન–222 આપે છે. પ્રત્યેક સેકન્ડે, 1 ચો.મીટર જમીનમાંથી હવા તરફ સરેરાશ 7,500 પરમાણુઓનો અભિવાહ (flux) વહે છે. પવનની ગતિને કારણે તે નીચલા વાતાવરણમાં મિશ્ર થઈ જાય છે અને જમીનની સપાટીથી 1 મીટર ઊંચાઈએ તેની સાંદ્રતા 0.2 પિકોક્યુરી પ્રતિ લિટર જેટલી હોય છે, જોકે સંજોગો પ્રમાણે આમાં વધઘટ જોવા મળે છે.
અલગીકરણ : રેડૉનનું અલગીકરણ રેડિયમનાં સંયોજનોમાંથી કરવામાં આવે છે. રેડિયમના સંયોજનને કાચના બંધ વાસણમાં જલીય દ્રાવણ રૂપે રાખવામાં આવે છે. સતત થતા વિભંજનથી આ સંયોજનમાંથી રેડૉન અલગ પડતો જાય છે. લગભગ ચાર અઠવાડિયાં બાદ દ્રાવણને ઉકાળતાં રેડૉન અને હીલિયમ વાયુસ્વરૂપે બહાર આવે છે. તેમાં રહેલી હાઇડ્રોજન અને ઑક્સિજનની અશુદ્ધિઓ સળગાવીને દૂર કરાય છે. પાણી અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ જેવી અશુદ્ધિઓ પોટૅશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અને ફૉસ્ફરસ પેન્ટૉક્સાઇડ વડે દૂર થઈ શકે છે. રેડૉનને હીલિયમ અને નાઇટ્રોજનથી અલગ કરવા માટે પ્રવાહી હવા વડે મિશ્રણને ઠંડું પાડતાં રેડૉન પ્રવાહી સ્વરૂપે અલગ પડે છે, જેને સીલ કરેલી નળીમાં રાખવામાં આવે છે. આ નળી પ્રબળપણે ભેદક એવાં γ–કિરણોના સ્રોત તરીકે રેડિયો-ચિકિત્સા અને રેડિયોગ્રાફીમાં વપરાય છે. આ γ–કિરણો રેડૉનની એક ક્ષય-નીપજ (decay product) 214Biમાંથી મુખ્યત્વે આવે છે.
ગુણધર્મો : રેડૉન રંગ, ગંધ અને સ્વાદવિહીન, એક-પારમાણ્વિક વાયુ છે. તે હવા કરતાં 7.5ગણો અને હાઇડ્રોજન કરતાં 100 ગણો ભારે છે. તેના ગલનબિંદુ (– 71° સે.) કરતાં તાપમાન વધારે નીચું જતાં ઘન રેડૉન પીળા સૌમ્ય પ્રકાશથી ચળકે છે; તાપમાન 195° સે. લઈ જતાં નારંગી-લાલ રંગનો પ્રકાશ જોવા મળે છે. તે પાણીમાં થોડા પ્રમાણમાં તથા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં સારો એવો દ્રાવ્ય છે. રેડૉનના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો સારણીમાં આપ્યા છે.
સારણી : રેડૉનના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો
| ગુણધર્મ | મૂલ્ય |
| પરમાણુક્રમાંક | 86 |
| ઇલેક્ટ્રૉનીય સંરચના | 2, 8, 18, 32, 18, 8 |
| અથવા | |
| [Xe]´4´f145d106s26p2 | |
| પરમાણુભાર | 222.0175 |
| ઉત્કલનબિંદુ (° સે.) | – 62 |
| ગલનબિંદુ (° સે.) | – 71 |
| ઘનતા STPએ (મિગ્રા./ઘ.સેમી.) | 9.73 |
| પાણીમાં 20°સે.એ દ્રાવ્યતા (ઘ.સેમી./કિગ્રા.) | 230 |
| ઉપચયનાંક | 0 |
| ક્રાંતિ-તાપમાન (° સે.) | 104.4 |
| ક્રાંતિ-દ્બાણ (વાતાવરણ) | 62.4 |
| સ્નિગ્ધતા (° સે.), પૉઇઝ | 2.13 10–4 |
| પૃષ્ઠતાણ (ડાઇન/સેમી.) | 29 |
| આયનીકરણ-વિભવ (વૉલ્ટ) | 10.7 |
| પારમાણ્વિક વ્યાસ (Å) | 3.64 |
રેડૉન વિકિરણધર્મી (અર્ધઆયુ 3.823 દિવસ) હોઈ α-કણ-ઉત્સર્જન દ્વારા ક્ષય પામે છે :
222Ra → 218Po + α–કણ
222Raના એક ક્યુરીનું કદ 0.66 ઘ.મિમી. અને વજન 6.5 માઇક્રોગ્રામ હોય છે. તેના વિખંડનની અંતિમ નીપજ સ્થાયી લેડ–206 (206Pb) હોય છે. તેના ત્રણ કુદરતી સમસ્થાનિકો છે, જે અનુક્રમે યુરેનિયમ, થોરિયમ અને ઍક્ટિનિયમ શ્રેણીનાં સભ્યો છે. રેડૉનના 12 જેટલા અન્ય સમસ્થાનિકો પણ બનાવી શકાયા છે; જેમના પરમાણુભાર 204થી 224 વચ્ચે જોવા મળ્યા છે.
રધરફર્ડ, રામ્સે અને સૉડીના જણાવ્યા અનુસાર રેડૉન આલ્કલી ધાતુઓ; આલ્કલી હાઇડ્રૉક્સાઇડો; સલ્ફ્યુરિક, હાઇડ્રોક્લૉરિક અને નાઇટ્રિક ઍસિડ; હવા, હાઇડ્રોજન અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ; ફૉસ્ફરસ પેન્ટૉક્સાઇડ; શ્યામ પ્લૅટિનમ કે શ્યામ પૅલેડિયમ (paladium black), ઝિંક પાઉડર, કૅલ્શિયમ ઑક્સાઇડ અને લેડ ક્રોમેટ સાથે કોઈ સંયોજનો બનાવતો નથી. આ નિષ્ક્રિયતાનું કારણ તેની સૌથી બહારની કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રૉનની ઉપસ્થિતિ છે.
નિકિતિન અને અન્ય સંશોધકોએ દર્શાવ્યું છે કે ઝિનૉન, ક્રિપ્ટૉન અને આર્ગૉનની માફક રેડૉન પણ પિંજર(clathrate)-સંયોજનો બનાવે છે; દા.ત., Rn.6H2O, Rn.3 C6H5OH,Rn.3p–ClC6H4OH.
1962માં ઝિનૉનનાં ફ્લોરાઇડ સંયોજનોની શોધ પછી રેડૉન ફ્લોરાઇડના અસ્તિત્વની સાબિતી પણ મળી છે. આમ ફ્લૉરિન અને આંતરહેલોજન-સંયોજનો સાથે પ્રક્રિયા કરી તે રેડૉન ડાઇફ્લોરાઇડ બનાવે છે જે આયનિક સંયોજન છે, અને જે 250° સે.થી ઊંચા તાપમાને વિઘટન પામે છે. ક્રિપ્ટૉન, ઝિનૉન અને રેડૉનનું આધુનિક રસાયણ દર્શાવે છે કે પૂરી ભરાયેલી s અને p-કક્ષકો હોય ત્યારે પણ વીજભાર-સ્થાનાંતર (charge transfer)-પ્રક્રિયાઓ થઈ શકે છે અને ભારે ઉમદા વાયુઓના પરમાણુઓ ફ્લૉરિન જેવા ઇલેક્ટ્રૉન-સ્નેહી (electrophilic) પદાર્થો પ્રત્યે ઇલેક્ટ્રૉન-દાતા તરીકે વર્તે છે.
ઉપયોગો : કૅન્સરની સારવાર માટે રેડિયમ અને રેડૉન બંનેનો વિકિરણના સ્રોતો તરીકે ઉપયોગ થાય છે, પણ રેડૉન વધુ સલામત ગણાય છે. ઔષધીય ઉપયોગ માટે ‘બીજ’ (seeds) અથવા ‘સોય’ (needles) તરીકે ઓળખાતી કાચ, સોનું અથવા પ્લૅટિનમની કેશનળીમાં રેડૉનનો માપેલો જથ્થો ભરી તેને સીલ કરી દેવામાં આવે છે. આ કેશનળીઓને દર્દીના શરીરમાં દાખલ કરી સારવાર માટે લાંબો સમય રાખવામાં આવે છે.
વહન-દર માપવા તથા ચુવાણ(leakage)ની પરખ માટે વાયુરૂપ અનુજ્ઞાપક (tracer) તરીકે રેડૉનનો ઉપયોગ થાય છે. નાના સંપુટ(capsule)માં દાબીને ભર્યા બાદ તે ધાતુ-સંધાન (metal welds) અને ઢાળણો(castings)ની રેડિયોગ્રાફી માટેના બિંદુસ્રોત (point source) તરીકે વપરાય છે. રેડૉન-બેરિલિયમ મિશ્રણોમાંથી ન્યૂટ્રૉન-સ્રોત પણ બનાવી શકાય છે.
રેડૉન અને તેનાં દુહિતા-તત્વો (daughter elements) વાયુઓનું અસરકારક આયનીકરણ કરી શકતાં હોવાથી રેડૉન-પ્રેરિત ઘણી પ્રક્રિયાઓનો ગતિક (kinetic) અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે; દા.ત., ઓઝોન, એમોનિયા, પાણી અને હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડનું સંશ્લેષણ અને વિઘટન; મિથેન, ઇથેન અને સાયનોજનનું ઑક્સિડેશન તથા એસિટિલીન, ઇથિલીન અને સાયનોજનનું બહુલીકરણ (polymerization).
ચિત્રા સુરેન્દ્ર દેસાઈ