Radon
Karakteristik > Sifat kimia

Radon adalah anggota dari unsur-unsur bervalensi nol yang disebut gas mulia, dan secara kimiawi tidak terlalu reaktif. Waktu paruh radon-222 selama 3,8 hari membuatnya berguna dalam ilmu fisika sebagai pelacak alami. Karena radon adalah gas pada kondisi standar, tidak seperti induk rantai peluruhannya, ia dapat dengan mudah diekstrak dari rantai peluruhannya untuk penelitian.
Ia lengai terhadap reaksi kimia yang paling umum, seperti pembakaran, karena kelopak valensi terluarnya mengandung delapan elektron. Ini menghasilkan konfigurasi energi minimum yang stabil di mana elektron terluar terikat erat. Energi ionisasi pertamanya—energi minimum yang diperlukan untuk mengekstraksi satu elektron darinya—adalah 1037 kJ/mol. Sesuai dengan tren periodik, radon memiliki keelektronegatifan yang lebih rendah daripada unsur satu periode sebelumnya, xenon, dan karena itu ia lebih reaktif. Studi awal menyimpulkan bahwa stabilitas radon hidrat harus sama dengan stabilitas hidrat klorin (Cl2) atau belerang dioksida (SO2), dan secara signifikan lebih tinggi daripada stabilitas hidrat hidrogen sulfida (H2S).
Karena biaya dan radioaktivitasnya, penelitian kimia eksperimental jarang dilakukan dengan radon, dan akibatnya sangat sedikit senyawa radon yang dilaporkan, semuanya fluorida atau oksida. Radon dapat dioksidasi oleh oksidator kuat seperti fluorin, sehingga membentuk radon difluorida (RnF2). Ia terurai kembali menjadi unsur-unsurnya pada suhu di atas 523 K (250 °C; 482 °F), dan direduksi oleh air menjadi gas radon dan hidrogen fluorida: ia juga dapat direduksi kembali menjadi unsur-unsurnya oleh gas hidrogen. Ia memiliki volatilitas yang rendah dan dianggap sebagai RnF2. Karena waktu paruh radon yang singkat dan radioaktivitas senyawanya, tidak dimungkinkan untuk mempelajari senyawa tersebut secara detail. Studi teoretis pada molekul ini memprediksi bahwa ia harus memiliki panjang ikatan Rn–F 2,08 ångström (Å), dan bahwa senyawa tersebut secara termodinamika lebih stabil dan kurang mudah menguap daripada rekannya yang lebih ringan xenon difluorida (XeF2). Molekul oktahedral RnF6 diperkirakan memiliki entalpi pembentukan yang lebih rendah daripada radon difluorida. Ion [RnF]+ diyakini terbentuk melalui reaksi berikut:
Untuk alasan ini, antimon pentafluorida bersama dengan klorin trifluorida dan N2F2Sb2F11 telah dipertimbangkan untuk penghilangan gas radon di tambang uranium karena pembentukan senyawa radon–fluorin. Senyawa radon dapat dibentuk oleh peluruhan radium dalam radium halida, suatu reaksi yang telah digunakan untuk mengurangi jumlah radon yang terlepas dari target selama penyinaran. Selain itu, garam kation [RnF]+ dengan anion SbF−6, TaF−6, dan BiF−6 telah diketahui. Radon juga dioksidasi oleh dioksigen difluorida menjadi RnF2 pada 173 K (−100 °C; −148 °F).
Radon oksida adalah di antara sedikit senyawa radon yang dilaporkan; hanya trioksida (RnO3) yang telah dikonfirmasi. Fluorida RnF4 dan RnF6 yang lebih tinggi telah diklaim dan dihitung stabil, tetapi identifikasi mereka tidak jelas. Mereka mungkin telah teramati dalam eksperimen di mana produk yang mengandung radon yang tidak diketahui disuling bersama dengan xenon heksafluorida: mereka mungkin RnF4, RnF6, atau keduanya. Pemanasan radon berskala kecil dengan xenon, fluorin, bromin pentafluorida, dan natrium fluorida atau nikel fluorida diklaim menghasilkan fluorida yang lebih tinggi juga yang dihidrolisis menjadi RnO3. Walaupun telah dikemukakan bahwa klaim ini benar adanya karena radon mengendap sebagai kompleks padat [RnF]+2[NiF6]2−, fakta bahwa radon berkopresipitasi dari larutan berair dengan CsXeO3F telah diambil sebagai konfirmasi bahwa RnO3 telah terbentuk, yang telah didukung oleh studi lebih lanjut dari larutan terhidrolisis. [RnO3F]− yang tidak terbentuk pada eksperimen lain mungkin disebabkan tingginya konsentrasi fluorida yang digunakan. Studi elektromigrasi juga menunjukkan adanya bentuk kationik [HRnO3]+ dan anionik [HRnO4]− radon dalam larutan berair berasam lemah (pH > 5), prosedur yang sebelumnya telah divalidasi dengan pemeriksaan xenon trioksida homolog.
Teknik peluruhan juga telah digunakan. Pada tahun 1982, Avrorin dkk. melaporkan bahwa senyawa 212Fr yang dikokristalisasi dengan analog sesiumnya tampak mempertahankan radon yang terikat secara kimiawi setelah penangkapan elektron; analogi dengan xenon memerkirakan pembentukan RnO3, tetapi ini tidak dapat dikonfirmasi.
Tampaknya kesulitan dalam mengidentifikasi fluorida radon yang lebih tinggi berasal dari radon yang secara kinetik terhalang untuk teroksidasi di luar keadaan divalen karena ionisitas radon difluorida (RnF2) yang kuat dan muatan positif yang tinggi pada radon di RnF+; pemisahan spasial molekul RnF2 mungkin diperlukan untuk secara jelas mengidentifikasi fluorida radon yang lebih tinggi, di mana RnF4 diperkirakan lebih stabil daripada RnF6 karena pemisahan spin–orbit dari kulit 6p radon (RnIV akan memiliki konfigurasi kulit tertutup 6s26p21/2). Oleh karena itu, walupun RnF4 harus memiliki stabilitas yang mirip dengan xenon tetrafluorida (XeF4), RnF6 kemungkinan akan jauh lebih tidak stabil daripada xenon heksafluorida (XeF6): radon heksafluorida mungkin juga merupakan molekul oktahedral biasa, tidak seperti struktur oktahedral XeF6, dikarenakan adanya efek pasangan lengai. Karena radon cukup elektropositif untuk gas mulia, ada kemungkinan bahwa radon fluorida benar-benar memiliki struktur jembatan fluorin tinggi dan tidak mudah menguap. Ekstrapolasi ke bawah golongan gas mulia juga menunjukkan kemungkinan keberadaan RnO, RnO2, dan RnOF4, serta klorida gas mulia pertama yang stabil secara kimiawi RnCl2 dan RnCl4, tetapi belum ada dari mereka yang ditemukan.
Radon karbonil (RnCO) telah diprediksi stabil dan memiliki geometri molekul linier. Molekul Rn2 dan RnXe ditemukan secara signifikan terstabilkan oleh kopling spin-orbit. Radon yang dikurung di dalam fulerena telah diusulkan sebagai obat tumor. Walaupun Xe(VIII) ada, tidak ada senyawa Rn(VIII) yang dinyatakan ada; RnF8 seharusnya sangat tidak stabil secara kimiawi (XeF8 tidak stabil secara termodinamika). Diperkirakan bahwa senyawa Rn(VIII) yang paling stabil adalah barium peradonat (Ba2RnO6), analog dengan barium perxenat. Ketidakstabilan Rn(VIII) disebabkan oleh stabilisasi relativistik kulit 6s, juga dikenal sebagai efek pasangan lengai.
Radon bereaksi dengan cairan halogen fluorida ClF, ClF3, ClF5, BrF3, BrF5, dan IF7 untuk membentuk RnF2. Dalam larutan halogen fluorida, radon tidak mudah menguap dan ada sebagai kation RnF+ dan Rn2+; penambahan anion fluorida menghasilkan pembentukan kompleks RnF−3 dan RnF2−4, sejajar dengan sifat kimia berilium(II) dan aluminium(III). Potensial elektroda standar dari pasangan Rn2+/Rn telah diperkirakan sebesar +2,0 V, meskipun tidak ada bukti pembentukan ion atau senyawa radon yang stabil dalam larutan berair.