Vad är astatin, varför är det intressant och är det värt att studera? Efter att ha läst vår artikel kommer du att lära dig många intressanta saker om detta märkliga kemiska element, historien om dess upptäckt och var den hittade tillämpningen.
Genom att ordna de kemiska grundämnena i ökande ordning efter deras atomvikter upptäckte den ryske kemisten Dmitri Ivanovich Mendeleev att i denna naturliga serie upprepas med jämna mellanrum kemiska grundämnen med liknande kemiska egenskaper. Så här upptäcktes den periodiska lagen om D.I. Mendelejev Vid den tiden visste vetenskapen ingenting om atomens struktur. Därför, som grund för klassificeringen av kemiska grundämnen, har D.I. Mendeleev tog atommassavärde Och elementegenskaper.
En enklare betydelse av den periodiska lagen om D.I. Mendeleev kan uttryckas på följande sätt:grundämnenas egenskaper ändras jämnt och jämnt när deras atomvikt ökar, och sedan upprepas dessa förändringar med jämna mellanrum. Senare, när vetenskapen upptäckte kärnans struktur, begreppet "atomvikt" » ersättas med begreppet "kärnladdning".
Så, enligt den periodiska lagen, bör egenskaperna hos element ändras smidigt. Men detta hände inte alltid. Ibland in sekvensen av att ändra egenskaperna hos element saknade någon länk. I det här fallet lämnade Mendeleev luckor i tabellen som måste fyllas av nyupptäckta grundämnen med motsvarande kemiska egenskaper. Det vill säga, med hjälp av sin lag förutspådde Mendeleev egenskaperna hos element som ännu inte hade upptäckts.
Astat
På samma sätt förutspådde Mendeleev 1898 existensen Det 85:e elementet i det periodiska systemet för kemiska grundämnen, som han kallade "eka-jod". Men det 85:e elementet erhölls först 1940 av de amerikanska fysikerna D. Corson, K. McKenzie och E. Segre på konstgjord väg. Det nya elementet fick ett namn astat. 1943 upptäcktes astatin i naturen. Av alla grundämnen som finns på jorden är astatin det sällsynta. Astatin innehåller naturligt bara cirka 30 gram.
Översatt från grekiska betyder "astatos" "instabil". Astatin har faktiskt en mycket kort livslängd. Dess halveringstid är endast 8,3 timmar, d.v.s. Astatinet som erhålls på morgonen minskar med hälften på kvällen.
Astatins kemiska egenskaper
Grafiskt periodiskt system D.I. Det periodiska systemet representeras av ett tvådimensionellt system som kallas det periodiska systemet. Kolumnnumret eller gruppnumret i denna tabell är lika med antalet elektroner i det yttre lagret av ämnets atom. Radnumret eller periodnumret är lika med antalet energinivåer i atomen.
I tabellen över det periodiska systemet är astatin i grupp VII tillsammans med halogenerna: fluor, klor, brom, jod. Den kemiska aktiviteten av halogener minskar från fluor till jod. Om vi tittar på dessa ämnen kommer vi att se att fluor och klor är gaser, brom är en vätska och jod är ett fast ämne med vissa egenskaper hos metaller. Astatin är det femte och tyngsta elementet i halogengruppen.
När det gäller dess kemiska egenskaper liknar astatin jod, men skiljer sig från det på många sätt, eftersom det har egenskaperna hos metaller mer än jod. Till skillnad från jod är astatin ett radioaktivt grundämne. Astatin visar också likheter med polonium, dess granne till vänster i det periodiska systemet.
Liksom alla halogener producerar astatin det olösliga saltet AgAt. Men, liksom typiska metaller, fälls astatin ut av svavelväte även från starkt sura lösningar, ersätts av zink från sulfatlösningar och avsätts under elektrolys på katoden.
Astatin är olösligt i vatten, men liksom jod löser det sig bra i organiska lösningsmedel. Avdunstar lätt i luft och vakuum.
Astatin har den unika förmågan att sublimera i molekylär form (övergång från ett fast tillstånd direkt till ett gasformigt tillstånd, förbi det flytande tillståndet) från vattenlösningar. Inget känt element har en sådan förmåga.
Praktisk användning av astatin
Var används astatin?
Forskare har funnit att astatin, liksom jod, ackumuleras i sköldkörteln. Men styrkan av astatin är starkare än jod. Astatin har många isotoper, men de lever alla under en mycket kort tid. Den mest lovande isotopen för behandling av sköldkörtelsjukdomar är 211At. Dessutom kan astatin utsöndras från människokroppen med hjälp av tiocyanatjoner. Följaktligen kommer de skadliga effekterna av isotopen 211 At på andra organ att vara minimala. Detta gör att vi kan dra slutsatsen att användningen av astatin i medicin är mycket lovande.
astat
m. Ett kemiskt element från halogengruppen, dess egenskaper påminner om det icke-metalliska jodet och metallen polonium.
Encyclopedic Dictionary, 1998
astat
ASTAT (lat. Astatium) At, ett kemiskt grundämne i grupp VII i det periodiska systemet, atomnummer 85, atommassa 209, 9871, tillhör halogenerna. Radioaktiv, den mest stabila isotopen är 210At (halveringstid 8,1 timmar). Namn från grekiska. astatos - instabil (har inga långlivade isotoper). I vissa egenskaper liknar det icke-metalliskt jod, i andra liknar det metallen polonium.
Astat
(lat. Astatium), astatin, At, ett radioaktivt kemiskt grundämne av grupp VII i Mendeleevs periodiska system, atomnummer 85. A. har inga stabila isotoper; Minst 20 radioaktiva isotoper av atomer är kända, varav den längsta livslängden 210At har en halveringstid T1/2 på 8,3 h. Upprepade försök av forskare från olika länder att upptäcka grundämnet 85 med olika kemiska och fysikaliska metoder i naturliga föremål misslyckades. 1940 erhöll E. Segre, T. Corson och W. MacKenzie den första isotopen 211At vid Berkeley-cyklotronen (USA), och bombarderade vismut med alfapartiklar. Titel "A." ges från grekiska. astatos ≈ instabil. Först efter denna artificiella produktion av aluminium visades det att 4 av dess isotoper (215At, 216At, 218At och 219At) bildas i mycket osannolika (5 10-5≈0,02%) grenar av tre naturliga serier av radioaktivt sönderfall av uran och torium (se. Radioaktiv serie). A. är väl adsorberad på metaller (Ag, Au, Pt), och avdunstar lätt under normala förhållanden och i vakuum. Tack vare detta är det möjligt att isolera aluminium (upp till 85%) från produkterna från vismutbestrålning genom vakuumdestillation med absorption av aluminium av silver eller platina. De kemiska egenskaperna hos A. är mycket intressanta och unika; den är nära både jod och polonium, dvs den uppvisar egenskaperna hos både en icke-metall (halogen) och en metall. Denna kombination av egenskaper beror på placeringen av aluminium i det periodiska systemet: det är det tyngsta (och därför det mest "metalliska") elementet i halogengruppen. Liksom halogener ger A. det olösliga saltet AgAt; liksom jod oxideras det till det 5-valenta tillståndet (saltet AgAtO3 liknar AgJO3). Men liksom typiska metaller fälls aluminium ut av vätesulfid även från starkt sura lösningar, ersätts av zink från sulfatlösningar och avsätts under elektrolys på katoden. Närvaron av A. bestäms av den karakteristiska a-strålningen.
Lit.: Goldansky V.I., New elements in the Periodic Table of D.I. Mendeleev, 3rd ed., M., 1964, sid. 131≈41.
V. I. Goldansky.
Wikipedia
Astat
Astat- radioaktivt kemiskt element i den 17:e gruppen i det periodiska systemet för kemiska element (enligt den föråldrade klassificeringen - ett element i huvudundergruppen i grupp VII), den sjätte perioden, med atomnummer 85. Indikeras med symbolen På. Enkel substans astat under normala förhållanden - instabila mörkblå kristaller. Astatinmolekylen är tydligen diatomisk (formel At). Nya kvantmekaniska beräkningar från första principer förutspår att i det kondenserade tillståndet består astatin inte av diastatmolekyler, utan bildar en metallisk kristall, i motsats till alla lättare halogener, som bildar molekylära kristaller från molekyler av Hal-dimerer vid normalt tryck.
Under laboratorieförhållanden kan astatin, på grund av dess starka radioaktivitet, inte erhållas i makroskopiska mängder som är tillräckliga för en fördjupad studie av dess egenskaper.
Exempel på användningen av ordet astatin i litteraturen.
Jag berättade hur jag ser på den framtida kampen, men vet Astat, Jag räknar med dig.
Efter att ha förlorat ett perfekt mål, som var mitten av flocken, hopkurad i en boll, Astatändrad taktik: istället för att många pilar avfyrades slumpmässigt, bara för att göra det snabbare, flög enstaka pilar från skogskanten, försiktigt riktade mot enstaka mål.
Till exempel Astat, som inte tvekar att ignorera löjliga, värdelösa order och fatta rätt beslut.
Bondkvinnorna började yla, männen frågade om något, Astat ropade på Doltar.
Du skjuter inte värre än Astat och Agatra, bara de har tjänstgjort i legionen i flera år.
Tydligen är tecknet för alla silvermänniskor att inte röra dess bärare, så om Astat hann inte med det, vilket betyder att gulden dödade honom.
Rätten att ge ett namn åt detta element, som bara finns i spår, förblev dock hos Segrè och hans medarbetare: nu heter det astat, som på grekiska betyder ombytlig.
När stammen var nära skyddsrummet Astata, Rawat höll andan igen.
Tills nyligen tiggde han mentalt yxarna att dyka upp på slätten i tid, men nu var huvudkalkylen på Astata– Rawat hoppades att tee skulle orientera sig i den ständigt föränderliga situationen och glömma order.
Hundraåringen lutade sig i sadeln och med hjälp av Astata Hon satte en av de svårt skadade framför sig.
Agathras och Astata, sedan började de misstänka att något liknande hände med Rawat.
Du frågade inte ens om din bågskytt, Astata"oavsett om han nådde mig eller inte," sa Ambegen bittert.
Guld används för att artificiellt producera isotoper av francium och astata-- element som är kända för att inte erhållas från naturliga källor.
Agatra drömmer om samma sak Astatu, den unga killen, bågskytten, drömde också om innan han dog.
Alersna nådde inte byn, men inte heller Doltar och Astatom misslyckades med att förmå bönderna att ge upp allt de förvärvat.
Astatin, den femte halogenen, är det minst vanliga grundämnet på vår planet, såvida man inte räknar med transuranelementen. En grov beräkning visar att hela jordskorpan bara innehåller cirka 30 g astatin, och denna uppskattning är den mest optimistiska. Grundämne nr 85 har inga stabila isotoper, och den längsta livslängda radioaktiva isotopen har en halveringstid på 8,3 timmar, d.v.s. inte ens hälften av den astatin som erhålls på morgonen finns kvar på kvällen.
Alltså i namnet astata - och på grekiska aotatos; betyder "instabil" - arten av detta element återspeglas framgångsrikt. Varför kan då astatin vara intressant och är det värt att studera det? Det är värt det, eftersom astatin (liksom prometium, teknetium och francium) i ordets fulla bemärkelse skapades av människan, och studiet av detta element ger mycket lärorik information - först och främst för att förstå mönstren i förändringarna i egenskaperna hos elementen i det periodiska systemet. Uppvisar metalliska egenskaper i vissa fall och icke-metalliska egenskaper i andra, astatin är ett av de mest unika elementen.
Fram till 1962, i rysk kemisk litteratur kallades detta element astatin, och nu har namnet "astatine" tilldelats det, och detta är tydligen korrekt: varken i det grekiska eller i det latinska namnet på detta element (på latin astatium) finns det är ett suffix "eller"
DI. Mendeleev kallade den sistnämnda halogenen inte bara för ekaiodin, utan även halogen X. Han skrev 1898: ”Vi kan till exempel säga att när halogenen X upptäcks med en atomvikt som är större än jod, kommer den fortfarande att bilda KX, KXO3 och d.v.s. att dess väteförening kommer att vara en gasformig, mycket svag syra, att atomvikten kommer att vara ... ungefär 215."
År 1920 uppmärksammade den tyske kemisten E. Wagner återigen den fortfarande hypotetiska femte medlemmen av halogengruppen, med argumentet att detta grundämne måste vara radioaktivt. Sedan började ett intensivt sökande efter element nr 85 i naturföremål.
När kemister gjorde antaganden om egenskaperna hos det 85:e elementet utgick kemister från dess placering i det periodiska systemet och från data om egenskaperna hos detta elements grannar i det periodiska systemet. Med tanke på egenskaperna hos andra medlemmar av halogengruppen är det lätt att lägga märke till följande mönster: fluor och klor är gaser, brom är redan en vätska och jod är ett fast ämne som uppvisar, även om det i liten utsträckning, egenskaperna hos metaller. Ekajod är den tyngsta halogenen. Uppenbarligen borde det vara ännu mer metallliknande än jod, och med många egenskaper hos halogener liknar det på något sätt sin granne till vänster - polonium... Tillsammans med andra halogener bör ekajod, tydligen, finnas i vatten i haven och haven, borrning av brunnar. De försökte leta efter det, som jod, i tång, saltlake, etc. Den engelske kemisten I. Friend försökte hitta modernt astatin och francium i vattnet i Döda havet, som, som känt, innehöll mer än tillräckligt med halogener och alkalimetaller. För att extrahera ekaiod från kloridlösningen fälldes silverklorid ut; Friend trodde att sedimentet skulle bära med sig spår av element 85. Varken röntgenspektralanalys eller masspektrometri gav dock något positivt resultat.
År 1932 rapporterade kemister vid Alabama Polytechnic Institute (USA), under ledning av F. Allison, att de hade isolerat en produkt från monazitsand som innehöll cirka 0,000002 g av en av föreningarna av grundämne nr 85. De gav den namnet i ära av deras tillstånd "Alabamium" och beskrev även dess kombination med väte och syreinnehållande syror. Namnet "alabamium" för det 85:e elementet förekom i kemiläroböcker och referensböcker fram till 1947.
Men strax efter detta meddelande hade flera forskare tvivel om tillförlitligheten av Allisons upptäckt. Egenskaperna hos alabamium avvek kraftigt från den periodiska lagens förutsägelser. Dessutom hade det vid den här tiden blivit klart att alla grundämnen tyngre än vismut inte hade stabila isotoper. Om vi antog stabiliteten hos element nr 85, skulle vetenskapen möta en oförklarlig anomali. Tja, om element nr 85 inte är stabilt, så kan det bara hittas på jorden i två fall: om det har en isotop med en halveringstid som är större än jordens ålder, eller om dess isotoper bildas under sönderfallet av långlivade radioaktiva grundämnen.
Tanken att grundämnet 85 skulle kunna vara en produkt av andra grundämnens radioaktiva sönderfall blev utgångspunkten för en annan stor grupp forskare som letade efter ekaiodin. Den förste i denna grupp bör heta den berömda tyske radiokemisten Otto Hahn, som redan 1926 föreslog möjligheten av bildandet av isotoper av det 85:e grundämnet under beta-sönderfallet av polonium.
Under de 19 åren från 1925 till 1943 publicerades minst ett halvdussin rapporter om upptäckten av ecaiod i tidskrifter. Det krediterades med vissa kemiska egenskaper och gavs klangliga namn: Helvetium (till ära av Schweiz), Anglohelvetium (till ära för England och Schweiz), Dakin (från namnet på det antika landet av Dacians i norra Europa),
leptin (översatt från grekiska som "svag", "skakig", "utfattig"), etc. Den första tillförlitliga rapporten om upptäckten och identifieringen av element nr 85 gjordes emellertid av fysiker som sysslade med syntes av nya element.
Vid University of California bestrålade cyklotronen D. Corson, K. McKenzie och E. Segre ett vismutmål med alfapartiklar. Partikelenergin var 21 MeV, och kärnreaktionen för att producera element nr 85 var som följer:
209 83 Bi + 4 2 He → 211 85 At + 2 1 0 n.
Det nya syntetiska grundämnet fick sitt namn först efter kriget, 1947. Men ännu tidigare, 1943, bevisades det att astatinasotoper bildas i alla tre radioaktiva sönderfallsserier.
Därför finns astatin i naturen.
Österrikiska kemister var de första som upptäckte astatin i naturen. B. Karlik och T. Bernert. Genom att studera radioaktiviteten hos radondotterprodukter upptäckte de att en liten del av radium-A (som det hette då, och fortfarande kallas isotopen 218 Po) sönderfaller på två sätt (den så kallade radioaktiva gaffeln).
I det nyligen isolerade RaA-provet, tillsammans med alfapartiklar genererade av polonium-218, upptäcktes även alfapartiklar med andra egenskaper. Just sådana partiklar skulle, enligt teoretiska uppskattningar, kunna avge kärnor av isotopen 21885.
Senare, i andra experiment, upptäcktes kortlivade isotoper 215 At, 216 At och 217 At. Och 1953 isolerade de amerikanska radiokemisterna E. Hyde och A. Ghiorso kemiskt isotopen 219 At från France-223. Detta är det enda fallet med kemisk identifiering av en astatinisotop från en naturligt förekommande isotop. Det är mycket lättare och bekvämare att få astatin på konstgjord väg.
Upptäck astatin Vid, markera, ta reda på det
Ovanstående reaktion av bestrålning av vismut med alfapartiklar kan också användas för att syntetisera andra isotoper av astatin. Det räcker med att öka energin hos de bombarderande partiklarna till 30 MeV, och reaktionen kommer att fortgå med emission av tre neutroner och istället för astatin-211 kommer astatin-210 att bildas. Ju högre energi alfapartiklarna har, desto fler sekundära neutroner bildas och desto lägre är därför massatalet för den bildade isotopen.
Metallisk vismut eller dess oxid används som bestrålningsmål, som smälts eller avsätts på ett aluminium- eller kopparsubstrat. En annan metod för att syntetisera astatin innebär att bestråla ett guldmål med accelererade koljoner. I detta fall inträffar i synnerhet följande reaktion:
197 79 Au + 12 6 C → 205 85 At + 4 1 0 n.
För att isolera det resulterande astatinet från vismut- eller guldmål används den ganska höga flyktigheten hos astatin - det är trots allt en halogen! Destillation sker i en ström av kväve eller i vakuum när målet värms till 300-600°C. kondenserar på ytan av en glasfälla kyld med flytande kväve eller torris.
En annan metod för att framställa astatin är baserad på reaktionerna av fission av uran- eller toriumkärnor när de bestrålas med alfapartiklar eller högenergiprotoner. Till exempel, när 1 g metalliskt torium bestrålas med protoner med en energi på 660 MeV vid synkrocyklotronen från Joint Institute for Nuclear Research, R. Dubna producerar cirka 20 mikrocuries (annars 3 * 10 13 atomer) av astatin. Men i detta fall är det mycket svårare att isolera astatin från en komplex blandning av element. Detta svåra problem löstes av en grupp radiokemister från Dubna, med V.A. Khalkin.
Nu är 24 isotoper av astatin redan kända med masstal från 196 till 219. Den längsta livslängden är 210 At (halveringstid 8,3 timmar), och den kortaste livslängden är 214 At (2-10 6 sekunder).
Eftersom astatin inte kan erhållas i betydande mängder, studeras dess fysikaliska och kemiska egenskaper ofullständigt, och fysikalisk-kemiska konstanter beräknas oftast i analogi med dess mer tillgängliga grannar i det periodiska systemet. I synnerhet beräknades smält- och kokpunkterna för astatin - 411 och 299 ° C, dvs. astatin, liksom jod, bör sublimeras lättare än smälta.
Alla studier av astatins kemi utfördes med ultrasmå mängder av detta element, i storleksordningen 109-1013 g per liter lösningsmedel. Och poängen är inte ens att det är omöjligt att få fram mer koncentrerade lösningar. Även om det vore möjligt att få tag på dem skulle det vara extremt svårt att arbeta med dem. Alfastrålning från astatin leder till radiolys av lösningar, deras starka uppvärmning och bildning av stora mängder biprodukter.
Och ändå, trots alla dessa svårigheter, trots det faktum att antalet astatinatomer i lösning är jämförbart med oavsiktlig (men noggrant undvikad) kontaminering, har vissa framsteg gjorts när det gäller att studera de kemiska egenskaperna hos astatin. Det har fastställts att astatin kan existera i sex valenstillstånd - från 1- till 7+. I detta manifesterar det sig som en typisk analog av jod. Liksom jod löser det sig bra i de flesta organiska lösningsmedel, men det får en positiv elektrisk laddning lättare än jod.
Egenskaperna hos ett antal interhalogenföreningar av astatin, till exempel AtBr, AtI, CsAtI 2, har erhållits och studerats.
Försöker med lämpliga medel
De första försöken att applicera astatin i praktiken gjordes redan 1940, omedelbart efter att ha erhållit detta element. En grupp vid University of California fann att astatin, liksom jod, är selektivt koncentrerat i sköldkörteln. Experiment har visat att användning av 211 At för behandling av sköldkörtelsjukdomar är mer fördelaktigt än radioaktivt 131I.
Astatine-211 sänder bara ut alfastrålar - mycket energisk på korta avstånd, men inte kapabel att resa långt. Som ett resultat verkar de bara på sköldkörteln, utan att påverka den intilliggande - bisköldkörteln. Den radiobiologiska effekten av astatin-alfapartiklar på sköldkörteln är 2,8 gånger starkare än beta-partiklar som emitteras av jod-131. Detta tyder på att astatin är mycket lovande som ett terapeutiskt medel vid behandling av sköldkörteln. Ett pålitligt sätt att ta bort astatin från kroppen har också hittats. Rodanidjon blockerar ackumuleringen av astatin i sköldkörteln och bildar ett starkt komplex med den. Så element nr 85 kan inte längre kallas praktiskt taget värdelöst.
Upptäcktshistorik:
Förutspådd (som "eka-jod") av D.I. Mendeleev 1898. "... när en halogen X upptäcks med en atomvikt större än jod, kommer det fortfarande att bilda KX, KXO3, etc., att dess väteförening HX kommer att vara gasformig, en mycket svag syra, att atomvikten blir . .. 215"
Astatin erhölls först på konstgjord väg 1940 av D. Corson, K. R. Mackenzie och E. Segre (University of California i Berkeley). För att syntetisera 211 At-isotopen bestrålade de vismut med alfapartiklar. 1943-1946 upptäcktes astatinisotoper som en del av naturliga radioaktiva serier.
Namnet Astatium kommer från grekiskan. ord ( astatoz) som betyder "instabil".
Mottagande:
Kortlivade astatinradionuklider (215 At, 218 At och 219 At) bildas under det radioaktiva sönderfallet av 235 U och 238 U, detta beror på den konstanta närvaron av spår av astatin i naturen (~ 1 g). I grund och botten erhålls astatinisotoper genom bestrålning av metallisk vismut eller torium. a-högenergipartiklar följt av separation av astatin genom samutfällning, extraktion, kromatografi eller destillation. Massantalet för den mest stabila kända isotopen är 210.
Fysikaliska egenskaper:
På grund av dess starka radioaktivitet kan den inte erhållas i makroskopiska mängder som är tillräckliga för en djupgående studie av dess egenskaper. Enligt beräkningar är det enkla ämnet astatin under normala förhållanden instabila kristaller av en mörkblå färg, som inte består av At 2 molekyler, utan av individuella atomer. Smältpunkt är ca 230-240°C, kokpunkt (sublimering) - 309°C.
Kemiska egenskaper:
När det gäller kemiska egenskaper är astatin nära både jod (visar egenskaper hos halogener) och polonium (egenskaper hos en metall).
Astatin i vattenlösning reduceras av svaveldioxid; liksom metaller fälls den ut även från starkt sura lösningar av vätesulfid och ersätts från sulfatlösningar med zink.
Liksom alla halogener (utom fluor) bildar astatin ett olösligt salt, AgAt (silverastatid). Det är kapabelt att oxidera till At(V)-tillståndet, som jod (till exempel är saltet AgAtO 3 identisk i egenskaper med AgIO 3). Astatin reagerar med brom och jod, vilket resulterar i bildandet av interhalogenföreningar - astatinjodid AtI och astatinbromid AtBr.
När en vattenlösning av astatin utsätts för väte i reaktionsögonblicket bildas gasformigt väteastatin HAt, ett ämne som är extremt instabilt.
Ansökan:
Astatins instabilitet gör användningen av dess föreningar problematisk, men möjligheten att använda olika isotoper av detta element för att bekämpa cancer har studerats. Se även: Astatine // Wikipedia. . Uppdateringsdatum: 2018-02-05. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=92423599 (tillträdesdatum: 2018-02-08).
Upptäckt av element och ursprunget till deras namn.