El radio es un elemento intermedio crucial en la cadena de desintegración del uranio-238 (serie 4n+2). Se produce por la desintegración alfa del torio-230 (ionio) y se desintegra en radón-222 por emisión alfa. Existen varios isótopos del radio en las diferentes cadenas, pero el más importante es el radio-226 (vida media 1600 años), que está en equilibrio secular con el uranio-238 en minerales antiguos. Su presencia y abundancia relativa están directamente relacionadas con el contenido de uranio del medio.
El sistema isotópico uranio-torio/radio se utiliza para datar procesos geológicos en escalas de tiempo que van desde unos pocos años hasta aproximadamente 500.000 años. La relación \(^{226}\mathrm{Ra}/^{230}\mathrm{Th}\) es particularmente útil para datar carbonatos marinos (corales, concreciones) y sedimentos oceánicos recientes. Dado que el radio es más soluble que el torio, se lixivia de los continentes y se transporta a los océanos. La medición de su actividad en núcleos de sedimentos permite reconstruir las tasas de sedimentación y los cambios climáticos pasados.
El radio tiene cuatro isótopos naturales con diferentes vidas medias (\(^{223}\mathrm{Ra}\), 11,4 días; \(^{224}\mathrm{Ra}\), 3,66 días; \(^{226}\mathrm{Ra}\), 1600 años; \(^{228}\mathrm{Ra}\), 5,75 años). Esta "cadena" de isótopos con escalas de tiempo decrecientes lo convierte en un trazador ideal para procesos a diferentes escalas:
El radio-226 presente en suelos y rocas es la fuente directa del radón-222, un gas radiactivo que migra a los edificios. El contenido de radio de un suelo es, por lo tanto, el principal determinante del potencial de radón de una región.
El nombre "radio" fue elegido por sus descubridores, Pierre y Marie Curie, y deriva de la palabra latina "radius", que significa "rayo". Este nombre celebra la propiedad más llamativa del nuevo elemento: su intensa radiactividad, que se manifiesta por la emisión de "rayos" invisibles pero detectables. Los Curie ya habían nombrado el "polonio"; el "radio" completaba el par de elementos radiactivos que habían extraído de la pechblenda (un mineral de uranio).
En 1898, siguiendo los trabajos de Henri Becquerel (1852-1903) sobre el uranio, Marie Curie (1867-1934) descubrió que la pechblenda (un mineral de uranio) era mucho más radiactiva que el uranio puro. Dedujo, junto con su esposo Pierre, la presencia de elementos desconocidos, más radiactivos. Tras meses de trabajo titánico y físicamente agotador en un cobertizo rudimentario, lograron separar dos nuevos elementos: primero el polonio (julio de 1898), luego el radio (diciembre de 1898). Lo anunciaron a la Academia de Ciencias el 26 de diciembre de 1898. La prueba definitiva y el aislamiento del radio en forma de cloruro puro (RaCl₂) no llegarían hasta 1902, tras el tratamiento de varias toneladas de mineral.
El radio metálico puro fue aislado por primera vez en 1910 por Marie Curie en colaboración con André-Louis Debierne (1874-1949), mediante electrólisis del cloruro de radio fundido sobre un cátodo de mercurio, seguida de una destilación del mercurio. Este éxito consolidó la fama internacional de Marie Curie, quien recibió un segundo Premio Nobel (esta vez de Química) en 1911, convirtiéndose en la primera persona en obtener dos Nobel en disciplinas diferentes.
Las propiedades extraordinarias del radio—su intensa radiactividad, su luminiscencia espontánea (debida a la excitación del aire o impurezas) y su calor de desintegración—lo convirtieron en una verdadera celebridad científica y comercial. Se le atribuyeron virtudes casi milagrosas, dando lugar a una fiebre:
Este período ilustra la brecha entre la fascinación por una nueva tecnología y la comprensión de sus peligros.
El radio no existe en estado nativo. Está presente en cantidades mínimas (aproximadamente 1 parte por 10¹¹) en los minerales de uranio, principalmente la pechblenda (UO₂) y la carnotita (K₂(UO₂)₂(VO₄)₂·3H₂O). Históricamente, las minas más ricas estaban en Joachimsthal (actual República Checa) y en el Congo Belga. La extracción era extremadamente difícil y costosa: había que procesar cientos de toneladas de mineral para obtener un gramo de radio, lo que lo convirtió en la sustancia más cara del mundo (hasta 120.000 dólares el gramo en la década de 1910, varios millones hoy).
Hoy en día, el radio ya no se produce intencionalmente. El poco que se utiliza en medicina proviene de existencias históricas o se produce como subproducto del tratamiento de residuos nucleares. La demanda ha desaparecido casi por completo.
El radio (símbolo Ra, número atómico 88) es un elemento del grupo 2, el de los metales alcalinotérreos. Es el miembro más pesado y radiactivo de esta familia, que incluye berilio, magnesio, calcio, estroncio y bario. Su átomo tiene 88 protones y, según el isótopo, entre 135 y 150 neutrones. El isótopo más estable, \(^{226}\mathrm{Ra}\), tiene 138 neutrones. Su configuración electrónica es [Rn] 7s², con dos electrones de valencia en la capa 7s.
El radio es un metal alcalinotérreo blanco plateado que se ennegrece rápidamente en el aire debido a la oxidación y nitruración. Sus propiedades se extrapolan en gran medida de las del bario, pero se complican por su intensa radiactividad.
En forma sólida, cristaliza en una estructura cúbica centrada en el cuerpo.
Punto de fusión estimado: ~973 K (~700 °C).
Punto de ebullición estimado: ~2010 K (~1737 °C).
Químicamente, el radio se parece mucho al bario, pero es aún más reactivo. Es un metal muy electropositivo.
La química del radio es difícil de estudiar debido a su radiactividad y a la formación de productos de desintegración que contaminan las soluciones.
Número atómico: 88.
Grupo: 2 (Alcalinotérreos).
Configuración electrónica: [Rn] 7s².
Estado de oxidación: +2 (exclusivo).
Isótopo más estable: \(^{226}\mathrm{Ra}\) (T½ = 1600 años).
Aspecto: Metal blanco plateado que se ennegrece en el aire.
| Isótopo / Notación | Protones (Z) | Neutrones (N) | Masa atómica (u) | Cadena parental | Vida media / Modo de desintegración | Observaciones / Aplicaciones |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Radio-223 — \(^{223}\mathrm{Ra}\) | 88 | 135 | 223,018502 u | Uranio-235 (4n+3) | 11,43 días (α) | Utilizado en medicina bajo el nombre comercial Xofigo® para el tratamiento de metástasis óseas dolorosas del cáncer de próstata (terapia alfa dirigida). |
| Radio-224 — \(^{224}\mathrm{Ra}\) | 88 | 136 | 224,020212 u | Torio-232 (4n) | 3,66 días (α) | Históricamente utilizado en medicina. Hoy estudiado para terapia alfa. |
| Radio-226 — \(^{226}\mathrm{Ra}\) | 88 | 138 | 226,025410 u | Uranio-238 (4n+2) | 1600 años (α) | El isótopo histórico y más importante. Descubierto por los Curie. Utilizado durante décadas en curieterapia y pinturas luminosas. Fuente de radón-222. |
| Radio-228 — \(^{228}\mathrm{Ra}\) | 88 | 140 | 228,031070 u | Torio-232 (4n) | 5,75 años (β⁻) | Mesotorio I. Históricamente utilizado por separado en pinturas luminosas. Producto del torio-228. |
N.B.:
Capas electrónicas: Cómo están organizados los electrones alrededor del núcleo.
El radio tiene 88 electrones distribuidos en siete capas electrónicas. Su configuración electrónica [Rn] 7s² es simple: consiste en la configuración del radón (un gas noble) más dos electrones adicionales en la capa 7s. Esto también puede escribirse como: K(2) L(8) M(18) N(32) O(18) P(8) Q(2), o de manera completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 7s².
Capa K (n=1): 2 electrones (1s²).
Capa L (n=2): 8 electrones (2s² 2p⁶).
Capa M (n=3): 18 electrones (3s² 3p⁶ 3d¹⁰).
Capa N (n=4): 32 electrones (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴).
Capa O (n=5): 18 electrones (5s² 5p⁶ 5d¹⁰).
Capa P (n=6): 8 electrones (6s² 6p⁶).
Capa Q (n=7): 2 electrones (7s²).
El radio tiene dos electrones de valencia (7s²). Como los otros alcalinotérreos, pierde fácilmente estos dos electrones para formar el ion Ra²⁺, alcanzando así la configuración estable del gas noble radón. Esta alta electropositividad explica su gran reactividad con el agua y los ácidos.
En las décadas de 1910 y 1920, la empresa U.S. Radium Corporation empleaba a cientos de jóvenes para pintar a mano las esferas de los relojes con pintura de radio. Para obtener una punta fina, se animaba a las obreras a afinar sus pinceles con los labios ("lip-pointing"), ingiriendo así pequeñas cantidades de radio a diario. Además, trabajaban en talleres polvorientos y a veces se pintaban el cabello y las uñas con la pintura fluorescente por diversión.
Desde principios de la década de 1920, las obreras comenzaron a desarrollar patologías horribles: anemia grave, necrosis de la mandíbula ("mandíbula de radio") (los huesos de la mandíbula se desintegraban literalmente), fracturas espontáneas, sarcomas óseos y diversos cánceres. Los médicos estuvieron inicialmente perplejos, pero el vínculo con el radio fue establecido por el Dr. Harrison Martland (1883-1954). El radio, una vez ingerido, se comportaba como el calcio y se fijaba en los huesos, irradiando desde dentro la médula ósea y los tejidos circundantes durante décadas.
Cinco obreras, las "Chicas del Radio" (entre ellas Grace Fryer y Katherine Schaub), iniciaron un sonado juicio contra su empleador en 1927. A pesar de las tácticas dilatorias de la empresa y el deteriorado estado de salud de las demandantes, ganaron el caso en 1928. Este juicio:
La toxicidad del radio es puramente radiológica (a diferencia del plomo o el mercurio, que tienen toxicidad química). Una vez incorporado (principalmente por ingestión, rara vez por inhalación de polvo), el ion Ra²⁺ sigue el metabolismo del calcio:
El estudio epidemiológico a largo plazo de las obreras del radio, los pacientes tratados con radio y los relojeros ha proporcionado datos fundamentales sobre los efectos de la radiación alfa interna.
Hoy en día, la manipulación del radio se realiza con precauciones drásticas:
Los antiguos usos industriales del radio han dejado un legado de sitios contaminados (antiguas fábricas de pintura luminosa, talleres de relojería, depósitos de residuos). La larga vida media del Ra-226 (1600 años) significa que esta contaminación persistirá durante milenios.
Los coleccionistas y museos deben ser conscientes del riesgo. Los objetos deben almacenarse en vitrinas ventiladas, manipularse con guantes y nunca abrirse o repararse sin experiencia. La pintura descascarada es particularmente peligrosa.
La era del radio como material milagroso ha terminado. Su futuro se encuentra en dos áreas muy distintas:
El radio permanecerá en la historia como el elemento que abrió la era de la radiactividad, con su genio científico, entusiasmo ingenuo y sufrimiento humano que finalmente condujo a una regulación estricta y una conciencia aguda de los riesgos radiológicos.
El átomo en todas sus formas: de la intuición antigua a la mecánica cuántica 
