polon ← astat → radon | |||||||||||||||||||||||||||||||
Wygląd | |||||||||||||||||||||||||||||||
czarny | |||||||||||||||||||||||||||||||
Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||
Nazwa, symbol, l.a. |
astat, At, 85 | ||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Grupa, okres, blok | |||||||||||||||||||||||||||||||
Stopień utlenienia |
±I, III, V, VII | ||||||||||||||||||||||||||||||
Masa atomowa | |||||||||||||||||||||||||||||||
Stan skupienia |
stały | ||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatura topnienia |
302 °C (przypuszczalna)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||
Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
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].
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 |
Uwagi
[edytuj | edytuj kod]- ↑ 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. - ↑ Główną autorką odkrycia izotopu 190At jest Henna Kokkonen, magistrantka z Uniwersytetu w Jyväskylä[7][8].
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ 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.).
- ↑ Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
- ↑ 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.).
- ↑ Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 412. OCLC 839118859.
- ↑ Andreas Hermann, Roald Hoffmann, N. W. Ashcroft. Condensed Astatine: Monatomic and Metallic. „Phys. Rev. Lett.”. 111 (11), 2013. DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.116404.
- ↑ Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6.
- ↑ a b H. Kokkonen i inni, Properties of the new α -decaying isotope At 190, „Physical Review C”, 107 (6), 2023, DOI: 10.1103/PhysRevC.107.064312 [dostęp 2023-08-29] (ang.).
- ↑ a b Odkryto nowy izotop najrzadszego pierwiastka na Ziemi [online], Onet.pl [dostęp 2023-07-15] .
Układ okresowy pierwiastków | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3[i] | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||||||||||||||||||
1 | H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||||||||||||||
6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||||||||
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | ||||||||||||
8 | Uue | Ubn | ✱ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
✱ | Ubu | Ubb | Ubt | Ubq | Ubp | Ubh | Ubs | ...[ii] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||