L’Élémentarium
Le polonium est l’un des premiers éléments découvert par Pierre et Marie Curie. Ils lui donnèrent ce nom en l’hommage de la Pologne, pays natal de Marie Curie (née Maria Salomea Skłodowska).
| Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Structure cristalline | Rayon métallique (coordinence 12) |
| 84 | 209 g.mol-1 | [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p4 | cubique | 190 pm |
| Masse volumique | Température de fusion | Température d’ébullition | Conductibilité électrique | Conductibilité thermique |
| 9,20 g.cm-3 | 254°C | 962°C | 2,19.106 S.m-1 | 20 W.m-1.K-1 |
| Électronégativité de Pauling |
| 2,0 |
En 1898, Pierre et Marie Curie, observent que la pechblende, minerai d’uranium de la mine de Joachimsthal (maintenant en République tchèque), présente une radioactivité supérieure à celle que l’on pouvait attendre d’après sa teneur. Ils entreprirent des traitements chimiques sur la pechblende pour isoler les éléments inconnus, qui devaient être très radioactifs et existant seulement en quantités infimes. Après avoir séparé les constituants principaux du minerai, l’uranium et le thorium, ils constatèrent qu’une fraction de l’activité se concentrait dans les sulfures précipités en milieu acide. Ils purent établir l’existence d’un nouvel élément 400 fois plus radioactif que l’uranium, homologue du tellure, auquel ils donnèrent le nom de polonium, d’après la Pologne, pays d’origine de Marie et qui n’existait plus depuis le Congrès de Vienne.
Ce métal est le premier élément découvert par des méthodes radiochimiques, en tirant parti du phénomène d’entraînement associé à la co-précipitation, dans le cas présent avec des sels de bismuth.
Le polonium possède 33 radio-isotopes d’une masse atomique variant entre 188 et 220. L’isotope à la durée de vie la plus longue est le polonium 209 (209Po) avec une demi-vie de 103 ans, et l’isotope naturellement présent à la durée de vie la plus courte est le polonium 210 (210Po) avec une demi-vie de 138,4 jours. L’isotope découvert par Pierre et Marie Curie est celui de masse 210 qui appartient à la famille radioactive naturelle uranium-radium.
C’est le plus important, également nommé un temps radium F (RaF). Il se désintègre par émission α en se transformant en plomb 206 (autrefois nommé radium G) stable. Les particules α émises ont une énergie de 5,3 MeV, ce qui est considérable. La particule émise parcourt 3,87 centimètres dans l’air et créé dans le long de son parcours 152 000 paires d’ions. Ce rayonnement est accompagné d’un rayonnement γ de très faible intensité.
Des quantités pondérables, de l’ordre du gramme, sont obtenues à partir du bismuth que l’on soumet au flux neutronique intense d’un réacteur nucléaire. La séparation polonium-bismuth est réalisée en distillant directement le polonium par chauffage du bismuth irradié entre 750 et 850°C. Sa chimie est similaire à celle du tellure et du bismuth.
Le polonium est un élément hautement radioactif et toxique. L’activité maximale admissible pour du polonium ingéré est seulement de 1 100 becquerel, soit l’équivalent à 6,6 10-12 g. À masse identique, le polonium est environ 100 fois plus toxique que le cyanure de potassium. Cette radiotoxicité s’explique par la très haute énergie du rayonnement α émis… employée pour provoquer un « extrême préjudice » à l’ancien espion russe Alexandre Litvinenko voici quelques années. Plus pernicieux est sa présence dans la fumée de cigarette : le polonium-210 contenu dans les engrais phosphatés est absorbé par les racines des plants de tabac et stocké dans ses tissus. On estimerait qu’il serait à annuellement l’origine d’environ 11 700 décès par cancer de poumon dans le monde entier.
Polonium & Francium, Les produits du jour, site de la Société Chimique de France.