Astat

Astat
polon ← astat → radon
I ↑ At ↓ Uus 85 At
Wygląd
czarny
rozmieszczenie elektronów na powłokach w atomie astatu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	astat, At, 85 (łac. astatium)
Grupa, okres, blok	17 (VIIA), 6, p
Stopień utlenienia	±1, 3, 5, 7
Właściwości metaliczne	niemetal – fluorowiec
Masa atomowa	210 u
Stan skupienia	stały
Temperatura topnienia	302 °C
Temperatura wrzenia	337 °C
Numer CAS	7440-68-8
PubChem	5460479
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 140 pm 150 pm 202 pm Konfiguracja elektronowa [Xe]6s24f145d106p5 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 32, 18, 7 Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 2,2 1,96 Potencjały jonizacyjne I 890±40 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 40 kJ/mol Przewodność cieplna 1,7 W/(m·K)
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 209At {syn.} 5,4 godz w.e. β+ α 209Po 209Po 205Bi 210At {syn.} 8,1 godz w.e. α 3,981 5,631 210Po 206Bi 211At {syn.} 7,2 godz w.e. α 0,784 5,981 211Po 207Bi
Niebezpieczeństwa Zagrożenia (GHS) Wiarygodne źródła klasyfikacji tej substancji wg kryteriów systemu GHS są niedostępne. Zagrożenia (UE) Wiarygodne źródła klasyfikacji tej substancji wg europejskich kryteriów są niedostępne.
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
Multimedia w Wikimedia Commons
Hasło astat w Wikisłowniku

Astat (At, łac. astatium) – promieniotwórczy pierwiastek chemiczny z grupy fluorowców.

Historia odkrycia

Istnienie astatu zostało przewidziane przez Mendelejewa, który nazwał pierwiastek "eka-jodem". Ponieważ układ okresowy pierwiastków był znany od dawna, uczeni starali się zapełnić lukę w grupie 17, poszukując fluorowca następującego po jodzie.

Pierwiastek po raz pierwszy otrzymali Dale Corson, K.R. MacKenzie i Emilio Segré w Berkeley w 1940 roku. Bombardowali oni ²⁰⁹Bi cząstkami alfa. Metodą tą wytwarza się astat również obecnie. Nazwa pierwiastka pochodzi od greckiego astatos co znaczy nietrwały.

Właściwości

Ze względu na krótkie czasy życia izotopów astatu (czas połowicznego rozpadu najtrwalszego izotopu to niewiele ponad 8 godzin) wiele właściwości pierwiastka pozostaje bliżej niezbadanych. Wiadomo jednak, że jest on łatwo lotny i rozpuszcza się w niektórych substancjach organicznych.

Właściwości astatu zbadane w spektrometrach mas są zbliżone do właściwości pozostałych halogenów, zwłaszcza jodu, przy czym astat wykazuje więcej właściwości metalicznych. Astat najprawdopodobniej reaguje z wodorem, tworząc astatowodór (HAt), który po uwodnieniu daje kwas astatowodorowy. Reaguje też najpewniej z litowcami, tworząc sole oparte na wiązaniu jonowym, z których może być wyparty przez inne, bardziej reaktywne fluorowce.

W roztworach astat występuje w postaci anionów: At^-, AtO^- i AtO^-₃.

Występowanie

Trzy izotopy astatu występują w naturalnych szeregach promieniotwórczych: ²¹⁸At w szeregu uranowym, ²¹⁶At w szeregu torowym, a ²¹⁹At w szeregu aktynowym. Są to jednak bardzo krótkożyciowe izotopy, toteż szacuje się, że łączna ilość astatu na Ziemi wynosi w każdej chwili ok. kilkudziesięciu gramów (objętość 1 łyżeczki do herbaty). Z tego powodu astat trafił do Księgi rekordów Guinnessa jako najrzadszy z występujących naturalnie pierwiastków.

Otrzymywanie

Astat do badań laboratoryjnych jest otrzymywany poprzez bombardowanie bizmutu-209 cząstkami alfa, czyli jądrami helu. W zależności od energii cząstek, otrzymywane są relatywnie najtrwalsze izotopy ²⁰⁹At – ²¹¹At:

$\, ^{209}_{83}\mathrm{Bi} + \, ^{4}_{2}\mathrm{\alpha} \, \to\ \, ^{211}_{85}\mathrm{At} + 2\, ^{1}_{0}\mathrm{n}$ dla cząstek alfa o energii 26 MeV

$\, ^{209}_{83}\mathrm{Bi} + \, ^{4}_{2}\mathrm{\alpha} \, \to\ \, ^{210}_{85}\mathrm{At} + 3\, ^{1}_{0}\mathrm{n}$ dla cząstek alfa o energii 40 MeV

$\, ^{209}_{83}\mathrm{Bi} + \, ^{4}_{2}\mathrm{\alpha} \, \to\ \, ^{209}_{85}\mathrm{At} + 4\, ^{1}_{0}\mathrm{n}$ dla cząstek alfa o energii 60 MeV.

Zastosowanie

Astat-211, o okresie połowicznego zaniku 7,2 godziny ma zastosowanie w radioterapii jako emiter cząstek alfa o małym zasięgu, przez co oddziałują one na zmianę nowotworową, nie uszkadzając okolicznych zdrowych tkanek.

Izotopy astatu

Izotop	Czas połowicznego rozpadu	Typ rozpadu
196At	300 ms	α
197At	400 ms	α, β+ w.e.
198At	4,9 s	α, β+ w.e.
198mAt	1,5 s	α, β+ w.e.
199At	7 s	α, β+ w.e.
200At	43 s	α, β+ w.e.
200mAt	4,3 s	α, β+ w.e.
201At	1,48 s	α, β+ w.e.
202At	3 min	α, β+ w.e.
202mAt	1,1 s	?
203At	7,4 min	α, β+ w.e.
204At	9,2 min	α, β+ w.e.
205At	26,2 min	α, β+ w.e.
206At	29,4 min	α, β+ w.e.
207At	1,21 godz.	α, β+ w.e.
208At	1,6 godz.	α, β+ w.e.
209At	5,4 godz.	α, β+ w.e.
210At	8 godz.	α, w.e.
211At	7,2 godz	α, w.e.
212At	300 μs	α
212mAt	120 s	α
213At	0,11 μs	α
214At	0,56 μs	α
214mAt	0,7 μs	α
215At	100 μs	α
216At	300 μs	α
217At	32,3 μs	α
218At	1,6 s	α
219At	50 s	α