что такое в химии астат

13.12.202323.09.2023 admin 0 Comments

Астат

Аста́т / Astatium (At), 85

[Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 5

Содержание

История

В 1943—1946 годах изотопы астата были обнаружены в составе природных радиоактивных рядов (см. ниже).

В русской терминологии элемент до 1962 года назывался «астатин».

Также предлагались названия «гельветин» (в честь Гельвеции — древнего названия Швейцарии) и «лептин» (от греч. «слабый, шаткий»).

Нахождение в природе

Астат является наиболее редким элементом среди всех, обнаруженных в природе. В поверхностном слое земной коры толщиной 1,6 км содержится всего 70 мг астата. Постоянное присутствие астата в природе связано с тем, что его короткоживущие радионуклиды ( 215 At, 218 At и 219 At) входят в состав радиоактивных рядов 235 U и 238 U. Скорость их образования постоянна и равна скорости их радиоактивного распада, поэтому в земной коре содержатся сравнительно постоянное равновесное количество изотопов астата.

Получение

Астат получают только искусственно. В основном изотопы астата получают облучением металлических висмута или тория α-частицами высокой энергии с последующим отделением астата соосаждением, экстракцией, хроматографией или дистилляцией.

Физические свойства

Ввиду малого количества доступного для изучения вещества, физические свойства этого элемента плохо изучены и, как правило, построены на аналогиях с более доступными элементами.

Температура плавления 302 °C, кипения (возгонки) 337 °C.

Химические свойства

Галоген. В положительных степенях окисления астат образует кислородсодержащую форму, которую условно обозначают как At τ+ (астат-тау-плюс).

При действии на водный раствор астата водородом в момент реакции образуется газообразный астатоводород HAt. Астат в водном растворе восстанавливается SO₂ и окисляется Br₂. Астат, как металлы, осаждается из солянокислых растворов сероводородом (H₂S). Вытесняется из раствора цинком (свойства металла).

Известны и межгалогенные соединения астата — иодид астата AtI и бромид астата AtBr. Астатоводород HAt также был получен.

С металлами астат образует соединения, в которых проявляет степень окисления −1, как и все остальные галогены (NaAt, к примеру, называется астатид натрия). Подобно другим галогенам, астат может замещать водород в молекуле метана до получения тетраастатметана CAt₄. При этом образуются сперва астатметан, диастатметан, астатоформ.

Применение

Весьма перспективным является 211 At для лечения заболеваний щитовидной железы. Имеются сведения, что радиобиологическое действие α-частиц астата на щитовидную железу в 2,8 раза сильнее β-частиц иода-131. При этом следует учесть, что с помощью иона роданида можно надёжно вывести астат из организма.

Биологическая роль

Будучи схожим по химическим свойствам с иодом, астат токсичен. При попадании в организм концентрируется в печени. Как и иод, астат способен накапливаться в щитовидной железе. α-излучение астата поражает близлежащие ткани, приводит к нарушению их функции и в перспективе — к образованию опухолей. Кроме того, частичное накопление астата наблюдается в молочных железах.

Изотопы

На 2003 год известны 33 изотопа астата, а также 23 метастабильных возбуждённых состояния ядер астата. Все они радиоактивны. Самые устойчивые из них (от 207 At до 211 At) имеют период полураспада больше часа (наиболее стабилен 210 At, T_1/2=8,1 часа); однако у трёх природных изотопов период полураспада не превышает минуты.

Примечания

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Астат» в других словарях:

АСТАТ — (Astatium), At, радиоактивный химический элемент VII группы периодической системы, атомный номер 85; относится к галогенам; твердое вещество. Астат впервые получили в 1940 американские физики Д. Корсон, К. Макензи и Э. Сегре … Современная энциклопедия

Астат — (Astatium), At, радиоактивный химический элемент VII группы периодической системы, атомный номер 85; относится к галогенам; твердое вещество. Астат впервые получили в 1940 американские физики Д. Корсон, К. Макензи и Э. Сегре. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

АСТАТ — (лат. Astatium) At, химический элемент VII группы периодической системы, атомный номер 85, атомная масса 209, 9871, относится к галогенам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 210At (период полураспада 8,1 ч). Название от греч. astatos… … Большой Энциклопедический словарь

астат — сущ., кол во синонимов: 3 • галоген (7) • неметалл (17) • элемент (159) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов

астат — astatine Аstat радіоактивний хімічний елемент. Символ At. ат.н. 85. Галоген. Рідкісний. У поверхневому шарі земної кори товщиною 1,6 км міститься бл. 70 мг астату. За властивостями близький до йоду … Гірничий енциклопедичний словник

астат — а; м. [от греч. astatos неустойчивый]. Химический элемент группы галогенов (At), радиоактивный, короткоживущий. ◁ Астатовый, ая, ое. * * * астат (лат. Astatium), химический элемент VII группы периодической системы, относится к галогенам.… … Энциклопедический словарь

АСТАТ — (лат. Astatium), хим. элемент VII гр. периодич. системы, относится к галогенам. Радиоактивен, наиб. устойчивый нуклид 210At (период полураспада 8,1 ч). Назв. от греч. astatos неустойчивый (не имеет долгожи вущих изотопов). По одним свойствам… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Астат — Смотри Астат (At) … Энциклопедический словарь по металлургии

Источник

Новости

Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.

Музей «Лунариум» временно закрыт

+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1

Элемент, который в Периодической таблице занимает клетку № 85, был предсказан Менделеевым в 1898 году. Он дал ему временное название – экаиод. Так как элементы группы галогенов сверху вниз выстраиваются в определённой последовательности: фтор и хлор – газы, бром – жидкость, а иод – твердое вещество, то вполне уместно было бы предположить, что экаиод, как самый тяжелый галоген, должен быть твёрдым.

Первое достоверное сообщение об идентификации пятого галогена сделали физики, синтезирующие новые элементы. В 1940 году группа учёных Калифорнийского университета под руководством Эмилио Сегре синтезировали элемент № 85 на циклотроне, облучив альфа-частицами мишень из висмута.

Астат в Таблице Менделеева

Сферолиты настурана (U3O8) на кристаллах самородного висмута, с доломитом. Саксония, Германия.

В настоящее время астат практического применения не имеет. В некоторых лабораториях ведутся эксперименты по использованию 211 At для лечения заболеваний щитовидной железы.

Источник

Астат

Астат — пятый галоген — наименее распространенный элемент на нашей планете, если, конечно, не считать трансурановые элементы. Приблизительный расчет показывает, что во всей земной коре содержится лишь около 30 г астата, и эта оценка — самая оптимистическая. У элемента № 85 стабильных изотопов нет, а самый долгоживущий радиоактивный изотоп имеет период полураспада 8,3 часа, т. е. от полученного утром астата к вечеру не остается и половины.

Астат

Таким образом, в названии астата — а по-гречески аотатос; значит «неустойчивый» — удачно отражена природа этого элемента. Чем же тогда может быть интересен астат и стоит ли заниматься его изучением? Стоит, ибо астат (так же, как прометий, технеций и франций) в полном смысле слова создан человеком, и изучение этого элемента дает много поучительного — прежде всего для познания закономерностей в изменении свойств элементов периодической системы. Проявляя в одних случаях металлические свойства, а в других — неметаллические, астат представляет собой один из наиболее своеобразных элементов.

До 1962 г. в русской химической литературе этот элемент называли астатином, а теперь за ним закрепилось название «астат», и это, видимо, правильно: ни в греческом, ни в латинском названии этого элемента (по-латыни astatium) нет суффикса «ни».

Д.И. Менделеев именовал последний галоген не только экаиодом, но и галоидом X. Он писал в 1898 г.: «Можно, например, сказать, что при открытии галоида X с атомным весом, большим, чем йод, он все же будет образовывать КХ, КХО3 и т. и., что его водородное соединение будет газообразной, очень непрочной кислотой, что атомный вес будет. около 215».

В 1920 г. немецкий химик Э. Вагнер вновь привлек внимание к все еще гипотетическому пятому члену группы галогенов, утверждая, что этот элемент должен быть радиоактивным. Тогда и начались интенсивные поиски элемента № 85 в природных объектах.

В предположениях о свойствах 85-го элемента химики исходили из местоположения его в периодической системе и из данных о свойствах соседей этого элемента по таблице Менделеева. Рассматривая свойства других членов группы галогенов, легко заметить следующую закономерность: фтор и хлор — газы, бром — уже жидкость, а йод — твердое вещество, проявляющее, хотя и в малой степени, свойства металлов. Экаиод — самый тяжелый галоген. Очевидно, он должен быть еще более металлоподобен, нежели иод, и, обладая многими свойствами галогенов, так или иначе похож и на своего соседа слева — полоний. Вместе с другими галогенами экаиод, по-видимому, должен находиться в воде морей, океанов, буровых скважин. Его пытались, подобно иоду, искать в морских водорослях, рассолах и т. и. Английский химик И. Фриенд пытался найти нынешние астат и франций в водах Мертвого моря, в которых, как было известно, и галогенов, и щелочных металлов более чем достаточно. Для извлечения экаиода из раствора хлоридов осаждалось хлористое серебро; Фриенд полагал, что осадок увлечет за собой и следы 85-го элемента. Однако ни рентгеноспектральный анализ, ни масс-спектрометрия не дали положительного результата.

В 1932 г. химики Политехнического института штата Алабама (США) во главе с Ф. Аллисоном сообщили, что ими из монацитового песка выделен продукт, в котором содержится около 0,000002 г одного из соединений элемента № 85. В честь своего штата они назвали его «алабамий» и описали даже его соединение с водородом и кислородсодержащие кислоты. Название «алабамий» для 85-го элемента фигурировало в учебниках и справочниках по химии до 1947 г.

Однако уже вскоре после этого сообщения у нескольких ученых возникли сомнения в достоверности открытия Аллисона. Свойства алабамия резко расходились с предсказаниями периодического закона. Кроме того, к этому времени стало ясно, что все элементы тяжелее висмута не имеют стабильных изотопов. Допустив же стабильность элемента № 85, наука оказалась бы перед необъяснимой аномалией. Ну, а если элемент № 85 не стабилен, тогда на Земле его можно обнаружить лишь в двух случаях: если у него есть изотоп с периодом полураспада больше возраста Земли или если его изотопы образуются при распаде долгоживущих радиоактивных элементов.

Предположение, что элемент № 85 может быть продуктом радиоактивного распада других элементов, стало отправной точкой для другой большой группы исследователей, занимавшихся поисками экаиода. Первым в этой группе следует назвать известного немецкого радиохимика Отто Гана, который еще в 1926 г. предположил возможность образования изотопов 85-го элемента при бета-распаде полония.

За 19 лет, с 1925 по 1943 г., в периодической печати появилось по меньшей мере полдюжины сообщений об открытии экаиода. Ему приписывали определенные химические свойства, присваивали звучные названия: гельвеций (в честь Швейцарии), англогельвеций (в честь Англии и Швейцарии), дакин (от названия древней страны даков в Северной Европе),

лептин (в переводе с греческого «слабый», «шаткий», «обездоленный») и т. д. Однако первое достоверное сообщение об открытии и идентификации элемента № 85 сделали физики, занятые синтезом новых элементов.

Новый синтетический элемент получил название лишь после войны, в 1947 г. Но еще раньше, в 1943 г., было доказано, что изотопы астата образуются во всех трех рядах радиоактивного распада.

Следовательно, астат есть в природе.

Астат в природе первыми нашли австрийские химики Б. Карлик и Т. Бернерт. Изучая радиоактивность дочерних продуктов радона, они обнаружили, что незначительная часть радия-А (так называли тогда, да и сейчас еще называют, изотоп 218 Ро) распадается двояко (так называемая радиоактивная вилка).

В свежевыделенном образце RaA наряду с альфа-частицами, порождаемыми полонием-218, были зарегистрированы и альфа-частицы с иными характеристиками. Как раз такие частицы могли, по теоретическим оценкам, испускать ядра изотопа 218 ₈₅.

Позже в других опытах были обнаружены короткоживугцие изотопы 215 At, 216 At и 217 At. А в 1953 г. американские радиохимики Э. Хайд и А. Гиорсо химическим путем выделили изотоп 219 At из франция-223. Это единственный случай химической идентификации изотопа астата из имеющегося в природе изотопа. Намного проще и удобней получать астат искусственным путем.

Обнаружить астат At, выделить, узнать

Приведенную выше реакцию облучения висмута альфа-частицами можно использовать и для синтеза других изотопов астата. Достаточно повысить энергию бомбардирующих частиц до 30 Мэв, как пойдет реакция с вылетом трех нейтронов и вместо астата-211 образуется астат-210. Чем выше энергия альфа-частиц, тем больше образуется вторичных нейтронов и тем меньше, следовательно, массовое число образующегося изотопа.

В качестве мишеней для облучения используют металлический висмут или его окись, которые наплавляют или напыляют на алюминиевую или медную подложку. Другой метод синтеза астата состоит в облучении ускоренными ионами углерода мишени из золота. В этом случае происходит, в частности, такая реакция:

Для выделения образующегося астата из висмутовых или золотых мишеней используют достаточно высокую летучесть астата — он же все-таки галоген! Дистилляция происходит в токе азота или в вакууме при нагревании мишени до 300-600°С. Астат конденсируется на поверхности стеклянной ловушки, охлаждаемой жидким азотом или сухим льдом.

Еще один способ получения астата основан на реакциях расщепления ядер урана или тория при облучении их альфа-частицами или протонами высоких энергий. Так, например, при облучении 1 г металлического тория протонами с энергией 660 Мэв на синхроциклотроне Объединенного института ядерных исследований р. Дубне получается около 20 микрокюри (иначе З*10 13 атомов) астата. Однако в этом случае гораздо труднее выделить астат из сложной смеси элементов. Эту нелегкую проблему сумела решить группа радиохимиков из Дубны во главе с В.А. Халкиным.

Сейчас известно уже 24 изотопа астата с массовыми числами от 196 до 219, Самый долгоживущий из них — изотоп 210 At (период полураспада 8,3 часа), а самый короткоживугций — 214 At (2-10 6 секунды).

Поскольку астат не может быть получен в весомых количествах, его физические и химические свойства изучены неполно, а физико-химические константы чаще всего рассчитываются по аналогии с более доступными соседями по периодической системе. В частности, вычислены температуры плавления и кипения астата — 411 и 299°С, т. е. астат, как и иод, должен легче возгоняться, чем плавиться.

И все же, несмотря на все эти трудности, несмотря на то, что количество атомов астата в растворе сравнимо со случайными (хотя и тщательно избегаемыми) загрязнениями, в изучении химических свойств астата достигнуты определенные успехи. Установлено, что астат может существовать в шести валентных состояниях — от 1- до 7+. В этом он проявляет себя как типичный аналог иода. Как и иод, он хорошо растворяется в большинстве органических растворителей, но зато легче, чем иод, приобретает положительный электрический заряд.

Получены и изучены свойства ряда межгалогенных соединений астата, например AtBr, AtI, CsAtI₂.

Попытка с годными средствами

Первые попытки применить астат на практике были предприняты еще в 1940 г., сразу же после получения этого элемента. Группа сотрудников Калифорнийского университета установила, что астат, подобно йоду, селективно концентрируется в щитовидной железе. Опыты показали, что использовать 211 At для лечения заболеваний щитовидной железы более выгодно, чем радиоактивный 131 I.

Астат-211 испускает лишь альфа-лучи — весьма энергичные на небольших расстояниях, но не способные уйти далеко. В итоге они действуют лишь на щитовидную железу, не затрагивая соседнюю — паращитовидную. Радиобиологическое действие альфа-частиц астата на щитовидную железу в 2,8 раза сильнее, чем бета-частиц, излучаемых иодом-131. Это говорит о том, что в качестве терапевтического средства при лечении щитовидной железы астат весьма перспективен. Найдено и надежное средство выведения астата из организма. Роданид-ион блокирует накопление астата в щитовидной железе, образуя с ним прочный комплекс. Так что элемент № 85 уже нельзя назвать практически бесполезным.

Источник