Astat

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Astat
polon ← astat → radon
Wygląd
czarny
rozmieszczenie elektronów na powłokach w atomie astatu
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 ±I, III, V, VII
Masa atomowa 210 u
Stan skupienia stały
Temperatura topnienia 302 °C
Temperatura wrzenia 337 °C
Numer CAS 7440-68-8
PubChem 5460479[1]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons
Wikisłownik Hasło astat w Wikisłowniku

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

Historia odkrycia[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

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. Badania teoretyczne sugerują, że (w odróżnieniu od pozostałych fluorowców) pod ciśnieniem atmosferycznym, w fazie skondensowanej, może on być metalem[3].

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. Potencjał jonizacyjny astatu został dokładnie zmierzony dopiero w 2013 roku, okazał się równy 9,31751 eV[2].

W roztworach astat występuje w postaci jonów: AtO+, AtO, AtO2 i AtO3[potrzebne źródło].

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

Trzy izotopy astatu występują w naturalnych szeregach promieniotwórczych: 218At w szeregu uranowym, 216At w szeregu torowym, zaś 219At w szeregu aktynowym. Są to jednak izotopy bardzo krótkożyciowe, 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.

Astat jest homologiem jodu i w przypadku dostania się do organizmu gromadzi się w tarczycy i jajnikach. Dopuszczalne skażenie promieniotwórcze astatem-211 zostało ustalone na 0,7 kBq[4].

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

Przypisy

  1. Astat – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  2. 2,0 2,1 Physicists at CERN measure a fundamental property of the rarest element on Earth (ang.). CERN, 2013-05-14. [dostęp 2013-06-14].
  3. Andreas Hermann, Roald Hoffmann, N. W. Ashcroft. Condensed Astatine: Monatomic and Metallic. „Phys. Rev. Lett.”. 111 (11), 2013. doi:10.1103/PhysRevLett.111.116404. 
  4. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 8311067236. (pol.)