Radij () jest hemijski element sa simbolom Ra i atomskim brojem 88. On je šesti element iz II grupe periodnog sistema elemenata, također poznate kao zemnoalkalni metali. Čisti elementarni radij je srebreno-bijeli metal, koji se vrlo lahko veže sa dušikom (češće nego s kisikom) kada se izloži zraku, gradeći crni površinski sloj radij-nitrida (Ra3N2). Svi izotopi radija su vrlo nestabilni i radioaktivni, među kojim je najstabilniji izotop radij-226 sa vremenom poluraspada od 1.600 godina, raspadajući se na gas radon (tačnije izotop radon-222). Pri raspadanju radija, javlja se snažna ionizirajuća radijacija koja može pobuditi fluorescentne hemikalije i uzrokovati radioluminiscenciju.
Radij u obliku radij-hlorida, otkrili su Marie i Pierre Curie 1898. godine. Oni su izdvojili spoj radija iz uraninita a svoje otkriće su objavili u Francuskoj akademiji nauka pet dana kasnije. Marie Curie i André-Louis Debierne su izolirali radij u metalnom obliku 1911. godine elektrolizom radij-hlorida.
U prirodi, radij se nalazi u rudama uranija, te (u mnogo manjoj mjeri) rudama torija u tragovima, približno sedminu grama po toni uraninita. U živim organizmima radij nije neophodan za život. Ako dospije u biohemijske procese izaziva neželjene i opasne efekte po zdravlje, uglavnom zbog svoje radioaktivnosi i hemijske reaktivnosti. Danas radij nema nikakve komercijalne upotrebe osim one u nuklearnoj medicini. Ranije, koristio se kao radioaktivni izvor u radioluminiscentnim uređajima, a zbog svojih navodnih ljekovitih osobina koristili su ga nadriljekari za liječenje svojih pacijenata. Danas takve upotrebe radija su zabranjene i ne provode se jer je svijest o otrovnosti radija mnogo veća, a za radioluminiscentne uređaje koriste se manje opasni izotopi.
Historija thumb|lijevo|150px|Marie i Pierre Curie izvode eksperimente sa radijem, crtež André Castaigne Radij su otkrili Marie Sklodowska-Curie i njen muž Pierre Curie 21. decembra 1898. u uzorku minerala uraninita. Dok su ranije proučavali ovaj mineral, Curiejevi su iz njega prvo izdvojili uranij, te otkrili da je preostali materijal i dalje veoma radioaktivan. Zatim su iz uraninita u julu 1898. izdvojili element dosta sličan bizmutu, a kasnije se ispostavilo da se radilo o poloniju. Međutim, i nakon izdvajanja ovih elemenata, radioaktivna mješavina se sastojala iz dvije komponente: spojeva barija, koji su davali živopisnu zelenu boju plamenu, te nepoznate radioaktivne spojeve koji su davali karmin spektralne linije koje nikad ranije nisu dokumentovane. Bračni par Curie su zapazili da su radioaktivni spojevi dosta slični spojevima barija, uz razliku da su bili još slabije rastvorljivi od njih. Ta osobine je bila korisna za Curiejeve da razdvoje radioaktivne spojeve i u njima otkriju novi element. Svoje otkriće objavili su u Francuskoj akademiji nauka 26. decembra 1898.
Ime za radij potječe iz 1899. a izvedeno je iz francuske riječi radium, nastale iz modernog latinskog radius (zrak, snop). Povod ovom nazivu bila je osobina radija da emitira energiju u obliku "snopova" (da "zrači").
Radij u obliku čistog metala izolirali su 1910. Marie Curie i André-Louis Debierne pomoću elektrolize rastvora čistog radij-hlorida (RaCl2) koristeći živinu katodu, te dobivši tako radij-živa amalgam. Kada se taj amalgam zagrijava u atmosferi gasovitog vodika, iz njega se otpušta živa a preostaje čisti metalni radij. Iste godine, E. Eoler je izolirao radij pomoću toplotno raspadanja njegovog azida, Ra(N3)2. Metalni radij je prvi put proizveden u industrijskom obimu početkom 20. vijeka u firmi Biraco, podružnici kompanije Union Minière du Haut Katanga (UMHK), u njenoj tvornici u belgijskom gradu Olenu. Historijska mjerna jedinica za radioaktivnost, kiri, bila je zasnovana na radioaktivnošću izotopa radija 226Ra.
Osobine Radij je najteži poznati zemnoalkalni metal i do danas je jedini radioaktivni član ove grupe hemijskih elemenata. Njegove fizičke i hemijske osobine u mnogim aspektima nalikuju njegovom lakšem kongeneru bariju.
Fizičke Čisti radij je volatilan (isparljiv) srebreno-bijeli metal, iako njegovi lakši kongeneri kalcij, stroncij i barij imaju neznatno žute nijanse. Njegova boja vrlo brzo nestaje ako se izloži djelovanjem zraka, jer nastaje crni sloj radij-nitrida (Ra3N2). Smatra se da njegova tačka topljenja iznosi 700 °C ili 960 °C, a tačka ključanja 1737 °C. Obje ove vrijednosti su neznatno niže od nego kod barija, što potvrđuje periodne trendove duž elemenata II grupe. Poput barija i alkalnih metala, radij se kristalizira u prostorno-centriranom kubičnom kristalnom sistemu pri standardnom pritisku i temperaturi: dužina veze radij-radij iznosi 514,8 pm. Gustoća radija iznosi 5,5 g/cm3, što je više od barija, što opet potvrđuje periodne trendove. Odnos gustoća radija i barija uporediv je s odnosom atomskih masa između ova dva elementa, zbog sličnih kristalnih struktura tih elemenata.
Hemijske Radij, poput barija, je izuzetno reaktivan metal i uvijek se javlja u oksidacijskom stanju +2. Gradi bezbojne katione Ra2+ u vodenim rastvorima, koji se ponašaju izrazito bazično i ne grade lahko komplekse. Stoga je većina spojeva radija jednostavni ionski spojevi, mada se očekuje da u vezama učestvuju i 6s i 6p elektroni (pored valentnih 7s elektrona) zbog relativističkih efekata te bi pojačalo kovalentni karakter spojeva radija poput RaF2 i RaAt2. Iz tog razloga, standardni potencijal elektroda za polovinu reakcije Ra2+ (t) + 2e− → Ra (č) iznosi −2,916 V, što je čak neznatno niže od vrijednosti za barij (−2,92 V), dok se vrijednosti od lakših prema težim elementima u grupi postepeno povećava (Ca: −2,84 V; Sr: −2,89 V; Ba: −2,92 V). Vrijednosti za barij i radij su gotovo identične kao i kod težih alkalnih metala kalija, rubidija i cezija.
Izotopi Radij ima 33 poznata izotopa čiji maseni brojevi se kreću od 202 do 234. Svi njegovi izotopi su radioaktivni. Četiri njegova izotopa prirodno se javljaju u raspadnom nizu (lancu) primordijalnih izotopa torija-232, uranija-235 i uranija-238: 223Ra (poluvrijeme raspada 11,4 dana), 224Ra (3,64 dana), 226Ra (1.600 godina) i 228Ra (5,75 godina) (223Ra od uranija-235, 226Ra od uranija-238, a ostala dva od torija-232). Međutim, svi ovi izotopi imaju vremena poluraspada isuviše kratka da bi bili primordijalni radionuklidi te u prirodi postoje samo iz ovih raspadnih nizova. Zajedno sa vještačkim izotopom 225Ra (vrijeme poluraspada: 15 dana), ovih pet izotopa su najstabilniji izotopi ovog elementa. Svi ostali do danas otkriveni izotopi imaju vremena poluraspada kraća od dva sata, a kod većine njih kraća su od jedne minute. Poznato je najmanje 12 nuklearnih izomera. Među njima, najstabilniji je radij-205m, čije vrijeme poluraspada iznosi između 130 i 230 milisekundi, a što je i dalje kraće od 24 izotopa u osnovnim stanjima. Tokom historije proučavanja pojave radioaktivnosti, različitim prirodnim izotopima radija davana su različita imena. Prema tom obrascu, izotop 223Ra je dobio ime aktinij X (AcX), 224Ra torij X (ThX), 226Ra radij (Ra), a 228Ra mezotorij 1 (MsTh1). Tek nakon što su naučnici došli do zaključka da su svi oni izotopi radija, većina naziva je izašlo iz upotrebe, a pojam "radij" se počeo odnositi na sve izotope a ne samo na 226Ra. Neki od proizvoda raspada radija-226 dobili su historijska imena, uključujući i ime "radij", počev od radija A do radija G.
Izotop 226Ra je najstabilniji izotop radija i posljednji je izotop u (4n + 2) nizu raspada uranija-238, sa vremenom poluraspada od preko 1.000 godina, i predstavlja gotovo sad prirodni radij. Direktni proizvod raspada ovog izotopa je gusti radioaktivni plemeniti gas radon, koji zapravo predstavlja najveću opasnost od radija u okolini. On je približno 2,7 miliona puta više radioaktivan od iste molarne količine prirodnog uranija (odnosno prirodnog uranija-238), zbog svog proporcionalno kraćeg životnog vijeka.
Uzorak metalnog radija održava svoju temperaturu na višem nivou od okoline, zbog radijacije, emitirajući alfa- i beta-čestice te gama-zrake. Preciznije, prirodni radij (od čega je najviše izotopa 226Ra) emitira pretežno alfa-čestice, ali u drugim fazama tokom njegovog lanca raspadanja (bilo uranijev ili radijev niz) emitira alfa- ili beta-čestice, a gotovo sve emisije čestica praćene su gama-zracima.
Rasprostranjenost Svi izotopi radija imaju vremena poluraspada daleko kraća od pretpostavljene starosti planete Zemlje, tako da bi se bilo koja količina primordijalnog radija već davno raspala. Ipak, radij se i danas nalazi u okolini, pošto su izotopi 223Ra, 224Ra, 226Ra i 228Ra dio raspadnog niza prirodnih izotopa torija i uranija. Od ova četiri navedena izotopa, najduže "živući" je 226Ra (vrijeme poluraspada 1.600 godina), a predstavlja proizvod raspada prirodnog uranija. Zbog svog relativno dugog vremena poluraspada, ovaj izotop je najčešći u prirodi, sa udjelom od približno 1 ppt u Zemljinoj kori (tj. u milion tona ima ga 1 gram). Prema drugim izvorima, jedan kilogram Zemljine kore sadrži samo 900 pikograma radija, dok jedan litar morske vode sadrži 89 femtograma ovog elementa. Praktično sav prirodni radij je izotop 226Ra. Radij se može naći u tragovima u uranijevoj rudi uraninitu i nekim drugim mineralima uranija, a čak i u još manjim količinama u mineralima torija. Iz jedne tone uraninita moguće je izdvojiti oko 1/7 grama radija.
Dobijanje U drugoj polovini 19. vijeka uranij nije imao neke značajnije primjene u većem obimu, pa nisu ni postojali veći rudnici uranija. U to vrijeme jedini veći izvori uranijske rude bili su rudnici srebra u dolini Joachimsthal (Austro-Ugarska, danas Jáchymov, Češka) Ruda uranija je tada bila samo sporedni proizvod rudarskih aktivnosti.
thumb|lijevo|150px|Staklena cijev sa radij-hloridom koju Američki ured za standarde čuva kao primarni standard radioaktivnosti u SAD 1927. Pri prvom izdvajaju radija, Curie je koristila ostatak preostao nakon izdvajanja uranija iz pehblende (uraninita). Najprije se uranij izdvojio rastvaranjem u sumpornoj kiselini nakon čega je ostao radij-sulfat, koji je sličan barij-sulfatu ali čak i slabije rastvorljiv od njega u talogu. Talog je također sadržavao i određene količine barij-sulfata koji je tu djelovao kao "nosač" za radij-sulfat. Prvi koraci u procesu izdvajanja radija uključivali su kuhanje sa natrij-hidroksidom, nakon čega je slijedio tretman sa hlorovodičnom kiselinom kako bi se uklonilo što je moguće više drugih spojeva. Preostali talog se zatim tretirao sa natrij-karbonatom da bi barij-sulfat preveo do barij-karbonata, "odnoseći" sa sobom radij, te ga čineći rastvorljivim u hlorovodičnoj kiselini. Nakon rastvaranja, barij i radij su se ponovno istaložili u obliku sulfata, te se taj korak ponavljao jednom ili više puta, čime se postizalo daljnje prečišćavanje miješavine sulfata. Neke nečistoće, koje grade nerastvorljive sulfate, uklonjene su tretiranjem hloridnog rastvora vodik-sulfidom nakon čega se uzorak filtrirao. Kada je mješavina sulfata bila dovoljno čista, ponovno se prevodila u mješavinu hlorida, te se barij i radij odvajao frakcijskom kristalizacijom, pri čemu se tok ovog procesa nadgledao spektroskopom (radij daje karakteristične crvene linije za razliku od zelenih linija barija) i elektroskopom.