Przejdź do zawartości

Astat

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Astat
polon ← astat → radon
Wygląd
czarny
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.

astat, At, 85
(łac. astatinum)

Grupa, okres, blok

17 (VIIA), 6, p

Stopień utlenienia

±I, III, V, VII

Masa atomowa

[210][2][a]

Stan skupienia

stały

Temperatura topnienia

302 °C (przypuszczalna)[1]

Numer CAS

7440-68-8

PubChem

5460479

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Astat (At, łac. astatinum z gr. άστατός ‘nietrwały’ od ά ‘bez’ i στατός ‘trwały, stały’) – 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, Kenneth MacKenzie i Emilio Segrè na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley w 1940 roku. Bombardowali oni 209Bi cząstkami alfa o energii 23 MeV, otrzymując izotop 211At[4]. 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 pod ciśnieniem atmosferycznym, w odróżnieniu od pozostałych fluorowców, w fazie skondensowanej może on być metalem[5].

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 i okazał się równy 9,31751 eV[3].

Otrzymywanie

[edytuj | edytuj kod]

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

dla cząstek alfa o energii 26 MeV
dla cząstek alfa o energii 40 MeV
dla cząstek alfa o energii 60 MeV.

Zastosowanie

[edytuj | edytuj kod]

Izotop 211At, o okresie połowicznego zaniku 7,2 godziny, ma zastosowanie w radioterapii jako emiter cząstek alfa o małym zasięgu, które oddziałują 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 o bardzo krótkim czasie połowicznego rozpadu, toteż szacuje się, że łączna ilość astatu na Ziemi wynosi w każdej chwili około 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 izotopem 211At zostało ustalone na 0,7 kBq[6].

Izotopy astatu
Izotop Czas połowicznego rozpadu Typ rozpadu
190At 1 ms[7][8][b]
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 h α, β+ w.e.
208At 1,6 h α, β+ w.e.
209At 5,4 h α, β+ w.e.
210At 8 h α, w.e.
211At 7,2 h 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
  1. Wartość w nawiasach klamrowych jest liczbą masową najtrwalszego izotopu tego pierwiastka, z uwagi na to, że nie posiada on trwałych izotopów, a tym samym niemożliwe jest wyznaczenie dla niego standardowej względnej masy atomowej. Bezwzględna masa atomowa tego izotopu wynosi: 209,98715 u (210
    At
    ). Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
  2. Główną autorką odkrycia izotopu 190At jest Henna Kokkonen, magistrantka z Uniwersytetu w Jyväskylä[7][8].

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-47, ISBN 978-1-4987-5429-3 (ang.).
  2. Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
  3. a b Physicists at CERN measure a fundamental property of the rarest element on Earth [online], CERN, 14 maja 2013 [dostęp 2013-06-14] [zarchiwizowane z adresu 2013-06-25] (ang.).
  4. Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 412. OCLC 839118859.
  5. Andreas Hermann, Roald Hoffmann, N. W. Ashcroft. Condensed Astatine: Monatomic and Metallic. „Phys. Rev. Lett.”. 111 (11), 2013. DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.116404. 
  6. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6.
  7. a b H. Kokkonen i inni, Properties of the new α -decaying isotope At 190, „Physical Review C”, 107 (6), 2023, DOI10.1103/PhysRevC.107.064312 [dostęp 2023-08-29] (ang.).
  8. a b Odkryto nowy izotop najrzadszego pierwiastka na Ziemi [online], Onet.pl [dostęp 2023-07-15].