Ιστορικό ανακάλυψης:
Προβλέφθηκε (ως «εκα-ιώδιο») από τον D.I. Mendeleev το 1898. «... όταν ανακαλυφθεί ένα αλογόνο Χ με ατομικό βάρος μεγαλύτερο από το ιώδιο, θα εξακολουθεί να σχηματίζει KX, KXO3, κ.λπ., ότι η υδρογόνου ένωση HX θα είναι αέρια, ένα πολύ ασθενές οξύ, που το ατομικό βάρος θα είναι . .. 215”
Η αστατίνη ελήφθη για πρώτη φορά τεχνητά το 1940 από τους D. Corson, K. R. Mackenzie και E. Segre (Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ). Για να συνθέσουν το ισότοπο 211 At, ακτινοβολούσαν βισμούθιο με σωματίδια άλφα. Το 1943-1946, ανακαλύφθηκαν ισότοπα αστατίνης ως μέρος φυσικών ραδιενεργών σειρών.
Το όνομα Astatium προέρχεται από την ελληνική. λέξεις ( astatoz) που σημαίνει «ασταθής».
Παραλαβή:
Τα βραχύβια ραδιονουκλίδια αστίνης (215 At, 218 At και 219 At) σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της ραδιενεργής διάσπασης των 235 U και 238 U, αυτό οφείλεται στη συνεχή παρουσία ιχνών αστίνης στη φύση (~ 1 g). Βασικά, τα ισότοπα αστατίνης λαμβάνονται με ακτινοβολία μεταλλικού βισμούθου ή θορίου. ένα-σωματίδια υψηλής ενέργειας ακολουθούμενα από διαχωρισμό της αστατίνης με συγκαταβύθιση, εκχύλιση, χρωματογραφία ή απόσταξη. Ο μαζικός αριθμός του πιο σταθερού γνωστού ισοτόπου είναι 210.
Φυσικές ιδιότητες:
Λόγω της ισχυρής ραδιενέργειας του, δεν μπορεί να ληφθεί σε μακροσκοπικές ποσότητες επαρκείς για μια σε βάθος μελέτη των ιδιοτήτων του. Σύμφωνα με υπολογισμούς, η απλή ουσία αστίνη υπό κανονικές συνθήκες είναι ασταθείς κρύσταλλοι σκούρου μπλε χρώματος, που δεν αποτελούνται από μόρια At 2, αλλά από μεμονωμένα άτομα. Το σημείο τήξης είναι περίπου 230-240°C, το σημείο βρασμού (εξάχνωση) - 309°C.
Χημικές ιδιότητες:
Όσον αφορά τις χημικές ιδιότητες, η αστίνη είναι κοντά τόσο στο ιώδιο (δείχνει ιδιότητες των αλογόνων) όσο και στο πολώνιο (ιδιότητες ενός μετάλλου).
Η αστατίνη σε υδατικό διάλυμα ανάγεται με διοξείδιο του θείου. όπως τα μέταλλα, κατακρημνίζεται ακόμη και από ισχυρά όξινα διαλύματα από το υδρόθειο και εκτοπίζεται από τα θειικά διαλύματα από τον ψευδάργυρο.
Όπως όλα τα αλογόνα (εκτός από το φθόριο), η αστατίνη σχηματίζει ένα αδιάλυτο άλας, το AgAt (αστατίδιο αργύρου). Είναι ικανό να οξειδώνεται στην κατάσταση At(V), όπως το ιώδιο (για παράδειγμα, το άλας AgAtO 3 είναι πανομοιότυπο σε ιδιότητες με το AgIO 3). Η αστατίνη αντιδρά με βρώμιο και ιώδιο, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό ενώσεων διαλογόνων - ιωδιούχο αστατίνη AtI και βρωμιούχο αστατίνη AtBr.
Όταν ένα υδατικό διάλυμα αστατίνης εκτίθεται σε υδρογόνο τη στιγμή της αντίδρασης, σχηματίζεται αέριο υδρογόνο αστατίνη HAt, μια ουσία εξαιρετικά ασταθής.
Εφαρμογή:
Η αστάθεια της αστατίνης καθιστά τη χρήση των ενώσεων της προβληματική, ωστόσο, έχει μελετηθεί η δυνατότητα χρήσης διαφόρων ισοτόπων αυτού του στοιχείου για την καταπολέμηση του καρκίνου. Δείτε επίσης: Astatine // Wikipedia. . Ημερομηνία ενημέρωσης: 05/02/2018. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=92423599 (ημερομηνία πρόσβασης: 08/02/2018).
Ανακάλυψη στοιχείων και προέλευση των ονομάτων τους.
Υπάρχουν 94 χημικά στοιχεία που βρίσκονται στη φύση. Μέχρι σήμερα έχουν ληφθεί τεχνητά άλλα 15 στοιχεία υπερουρανίου (στοιχεία από το 95 έως το 109), η ύπαρξη 10 από αυτά είναι αδιαμφισβήτητη.
Η πιο κοινή
Λιθόσφαιρα.Οξυγόνο (Ο), 46,60% κατά βάρος. Ανακαλύφθηκε το 1771 από τον Karl Scheele (Σουηδία).
Ατμόσφαιρα.Άζωτο (Ν), 78,09% κατ' όγκο, 75,52% κατά μάζα. Ανακαλύφθηκε το 1772 από τον Ράδερφορντ (Μεγάλη Βρετανία).
Σύμπαν.Υδρογόνο (Η), 90% της συνολικής ουσίας. Ανακαλύφθηκε το 1776 από τον Henry Cavendish (Μεγάλη Βρετανία).
Το πιο σπάνιο (από 94)
Λιθόσφαιρα.Αστατίνη (At): 0,16 g στο φλοιό της γης. Άνοιξε το 1940 από την Corson (ΗΠΑ) και υπαλλήλους. Το φυσικά απαντώμενο ισότοπο astatine 215 (215 At) (που ανακαλύφθηκε το 1943 από τους B. Karlik και T. Bernert, Αυστρία) υπάρχει σε ποσότητες μόνο 4,5 νανογραμμαρίων.
Ατμόσφαιρα.Ραδόνιο (Rn): μόνο 2,4 kg (6·10 –20 όγκος ενός μέρους ανά 1 εκατομμύριο). Άνοιξε το 1900 από τον Dorn (Γερμανία). Η συγκέντρωση αυτού του ραδιενεργού αερίου σε περιοχές κοιτασμάτων πετρωμάτων γρανίτη πιστεύεται ότι έχει προκαλέσει μια σειρά από καρκίνους. Η συνολική μάζα του ραδονίου που βρίσκεται στον φλοιό της γης, από τον οποίο αναπληρώνονται τα αποθέματα ατμοσφαιρικού αερίου, είναι 160 τόνοι.
Το πιο εύκολο
Αέριο.Το υδρογόνο (Η) έχει πυκνότητα 0,00008989 g/cm 3 σε θερμοκρασία 0°C και πίεση 1 atm. Άνοιξε το 1776 από τον Cavendish (Μεγάλη Βρετανία).
Μέταλλο.Το λίθιο (Li), με πυκνότητα 0,5334 g/cm 3, είναι το ελαφρύτερο από όλα τα στερεά. Ανακαλύφθηκε το 1817 από τον Arfvedson (Σουηδία).
Μέγιστη Πυκνότητα
Το όσμιο (Os), με πυκνότητα 22,59 g/cm 3, είναι το βαρύτερο από όλα τα στερεά. Ανακαλύφθηκε το 1804 από τον Tennant (Μεγάλη Βρετανία).
Το πιο βαρύ αέριο
Είναι το ραδόνιο (Rn), η πυκνότητα του οποίου είναι 0,01005 g/cm 3 στους 0°C. Άνοιξε το 1900 από τον Dorn (Γερμανία).
Τελευταία παραλαβή
Στοιχείο 108, ή unniloctium (Uno). Αυτή η προσωρινή ονομασία δίνεται από τη Διεθνή Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC). Λήφθηκε τον Απρίλιο του 1984 από τον G. Münzenberg και τους συνεργάτες του (Δυτική Γερμανία), οι οποίοι παρατήρησαν μόνο 3 άτομα αυτού του στοιχείου στο εργαστήριο της Εταιρείας για την Έρευνα Βαρέων Ιόντων στο Ντάρμσταντ. Τον Ιούνιο του ίδιου έτους, εμφανίστηκε ένα μήνυμα ότι αυτό το στοιχείο αποκτήθηκε και από τον Yu.Ts. Oganesyan και συνεργάτες στο Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, ΕΣΣΔ.
Ένα μόνο άτομο unnilenium (Une) ελήφθη με βομβαρδισμό βισμούθιου με ιόντα σιδήρου στο εργαστήριο της Heavy Ion Research Society, Darmstadt, Δυτική Γερμανία, στις 29 Αυγούστου 1982. Έχει τον υψηλότερο ατομικό αριθμό (στοιχείο 109) και τον υψηλότερο ατομικό μάζα (266) . Σύμφωνα με τα πιο προκαταρκτικά δεδομένα, οι Σοβιετικοί επιστήμονες παρατήρησαν το σχηματισμό ενός ισοτόπου του στοιχείου 110 με ατομική μάζα 272 (προκαταρκτικό όνομα - ununnilium (Uun)).
Το πιο καθαρό
Ήλιο-4 (4 He), που ελήφθη τον Απρίλιο του 1978 από την P.V. Ο McLintock του Πανεπιστημίου Λάνκαστερ των ΗΠΑ έχει λιγότερα από 2 μέρη ακαθαρσιών ανά 10 15 μέρη όγκου.
Το πιο δύσκολο
Άνθρακας (C). Στην αλλοτροπική του μορφή, το διαμάντι έχει σκληρότητα Knoop 8400. Γνωστό από την προϊστορική εποχή.
Φίλτατος
Το Californian (Cf) πωλήθηκε το 1970 στην τιμή των $10 ανά μικρογραμμάριο. Άνοιξε το 1950 από τη Seaborg (ΗΠΑ) και υπαλλήλους.
Το πιο ευέλικτο
Χρυσός (Au). Από 1 g μπορείτε να σχεδιάσετε ένα σύρμα μήκους 2,4 km. Γνωστό από το 3000 π.Χ.
Υψηλότερη αντοχή εφελκυσμού
Βόριο (Β) – 5,7 GPa. Ανακαλύφθηκε το 1808 από τους Gay-Lussac και Thénard (Γαλλία) και H. Davy (Μεγάλη Βρετανία).
Σημείο τήξης/βρασμού
Χαμηλότερο.Μεταξύ των μη μετάλλων, το ήλιο-4 (4He) έχει το χαμηλότερο σημείο τήξης -272,375°C σε πίεση 24,985 atm και το χαμηλότερο σημείο βρασμού -268,928°C. Το ήλιο ανακαλύφθηκε το 1868 από τους Lockyer (Μ. Βρετανία) και Jansen (Γαλλία). Το μονοατομικό υδρογόνο (Η) πρέπει να είναι ασυμπίεστο υπερρευστό αέριο. Μεταξύ των μετάλλων, οι αντίστοιχες παράμετροι για τον υδράργυρο (Hg) είναι –38,836°C (σημείο τήξης) και 356,661°C (σημείο βρασμού).
Το ψηλότερο.Μεταξύ των μη μετάλλων, το υψηλότερο σημείο τήξης και σημείο βρασμού είναι ο άνθρακας (C), γνωστός από τους προϊστορικούς χρόνους: 530°C και 3870°C. Ωστόσο, φαίνεται αμφιλεγόμενο ότι ο γραφίτης είναι σταθερός σε υψηλές θερμοκρασίες. Μεταβαίνοντας από κατάσταση στερεού σε ατμό στους 3720°C, ο γραφίτης μπορεί να ληφθεί ως υγρό σε πίεση 100 atm και θερμοκρασία 4730°C. Μεταξύ των μετάλλων, οι αντίστοιχες παράμετροι για το βολφράμιο (W) είναι 3420°C (σημείο τήξης) και 5860°C (σημείο βρασμού). Άνοιξε το 1783 από τον H.H. και F. d'Eluyarami (Ισπανία).
Ισότοπα
Ο μεγαλύτερος αριθμός ισοτόπων (36 το καθένα) βρίσκεται στο ξένο (Xe), που ανακαλύφθηκε το 1898 από τους Ramsay και Travers (Μεγάλη Βρετανία) και στο καίσιο (Cs), που ανακαλύφθηκε το 1860 από τους Bunsen και Kirchhoff (Γερμανία). Το υδρογόνο (Η) έχει τη μικρότερη ποσότητα (3: πρωτίου, δευτέριο και τρίτιο), που ανακαλύφθηκε το 1776 από τον Κάβεντις (Μεγάλη Βρετανία).
Το πιο σταθερό.Το Τελλούριο-128 (128 Te), σύμφωνα με τη διπλή διάσπαση βήτα, έχει χρόνο ημιζωής 1,5 10 24 χρόνια. Το Τελλούριο (Te) ανακαλύφθηκε το 1782 από τον Müller von Reichenstein (Αυστρία). Το ισότοπο 128 Te ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στη φυσική του κατάσταση το 1924 από τον F. Aston (Μεγάλη Βρετανία). Τα δεδομένα για την υπερσταθερότητά του επιβεβαιώθηκαν ξανά το 1968 από μελέτες των E. Alexander Jr., B. Srinivasan και O. Manuel (ΗΠΑ). Το ρεκόρ αποσύνθεσης άλφα ανήκει στο samarium-148 (148 Sm) – 8·10 15 έτη. Το ρεκόρ διάσπασης βήτα ανήκει στο ισότοπο καδμίου 113 (113 Cd) – 9·10 15 έτη. Και τα δύο ισότοπα ανακαλύφθηκαν στη φυσική τους κατάσταση από τον F. Aston, αντίστοιχα, το 1933 και το 1924. Η ραδιενέργεια των 148 Sm ανακαλύφθηκε από τους T. Wilkins και A. Dempster (ΗΠΑ) το 1938 και η ραδιενέργεια των 113 Cd ανακαλύφθηκε το 1961 από τους D. Watt και R. Glover (Μεγάλη Βρετανία).
Το πιο ασταθές.Η διάρκεια ζωής του λιθίου-5 (5 Li) περιορίζεται στα 4,4 10 – 22 s. Το ισότοπο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τους E. Titterton (Αυστραλία) και T. Brinkley (Μεγάλη Βρετανία) το 1950.
Υγρή σειρά
Δεδομένης της διαφοράς μεταξύ σημείου τήξης και σημείου βρασμού, το στοιχείο με το μικρότερο εύρος υγρών είναι το νέον ευγενούς αερίου (Ne) - μόλις 2.542 μοίρες (-248.594°C έως -246.052°C), ενώ το μεγαλύτερο εύρος υγρών (3453 μοίρες) χαρακτηριστικό του ραδιενεργού υπερουρανικού στοιχείου Neptunium (Np) (από 637°C έως 4090°C). Ωστόσο, αν λάβουμε υπόψη την πραγματική σειρά υγρών - από το σημείο τήξης έως το κρίσιμο σημείο - τότε το στοιχείο ήλιο (He) έχει τη μικρότερη περίοδο - μόνο 5.195 μοίρες (από απόλυτο μηδέν έως -268.928 ° C), και το μακρύτερο - 10200 μοίρες - για βολφράμιο (από 3420°C έως 13.620°C).
Το πιο δηλητηριώδες
Μεταξύ των μη ραδιενεργών ουσιών, οι πιο αυστηροί περιορισμοί έχουν τεθεί για το βηρύλλιο (Be) - η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση (MAC) αυτού του στοιχείου στον αέρα είναι μόνο 2 μg/m3. Μεταξύ των ραδιενεργών ισοτόπων που υπάρχουν στη φύση ή παράγονται από πυρηνικές εγκαταστάσεις, τα πιο αυστηρά όρια στην περιεκτικότητα στον αέρα έχουν τεθεί για το θόριο-228 (228 Th), το οποίο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Otto Hahn (Γερμανία) το 1905 (2,4 10 - 16 g/m 3), και ως προς την περιεκτικότητα σε νερό – για το ράδιο-228 (228 Ra), που ανακαλύφθηκε από τον O. Gan το 1907 (1,1·10 –13 g/l). Από περιβαλλοντική άποψη, έχουν σημαντικό χρόνο ημιζωής (δηλαδή πάνω από 6 μήνες).
Βιβλίο Ρεκόρ Γκίνες, 1998
Astat), At, μη μεταλλικό ραδιενεργό χημικό στοιχείο, ατομικός αριθμός 85, ατομική μάζα 210.1. Γενική περιγραφή
Έχει ισότοπα με at. V. 202-219, εκ των οποίων Στις 211 (7,5 ώρες) και στις 210 (8,3 ώρες) έχουν τους μεγαλύτερους χρόνους ημιζωής. Το Α. δεν έχει βρεθεί στη φύση· ελήφθη για πρώτη φορά τεχνητά βομβαρδίζοντας το Βισμούθιο με σωματίδια α. Α. για τη χημεία ιδιότητες παρόμοιες με τα αλογόνα και τα μέταλλα.
2. Ιστορία
Η αστατίνη ελήφθη για πρώτη φορά τεχνητά το 1940 από τους D. Corson, K. R. Mackenzie και E. Segre (Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ). Για να συνθέσουν το ισότοπο 211 At, ακτινοβολούσαν βισμούθιο με σωματίδια άλφα.
Το 1943 - 1946, ανακαλύφθηκαν ισότοπα της αστατίνης ως μέρος των φυσικών ραδιενεργών στοιχείων.
3. Προέλευση του ονόματος
Σημείο τήξης 302; Γ, σημείο βρασμού (εξάχνωση) 337; ΝΤΟ.
6.2. Χημικές ιδιότητες
Οι ιδιότητες της αστατίνης είναι πολύ παρόμοιες με το ιώδιο: αποστάζεται, εκχυλίζεται με τετραχλωράνθρακα CCl 4 από υδατικά διαλύματα, ανάγεται με ψευδάργυρο ή διοξείδιο του θείου σε ιόν αστατιδίου At -:
,που με ιόντα αργύρου σχηματίζει το αδιάλυτο αστατίδιο αργύρου AgAt. Το τελευταίο κατακρημνίζεται ποσοτικά με ιωδιούχο άργυρο ως φορέα. Astatate Ion AtO - 3 σχηματίζεται από την οξείδωση ιόντος αστατίδης με περιοδικό οξύ H 5 IO 6 ή δημήτριο Ce (IV):
Η επίσημη καταγραφή αυτής της εξίσωσης αντιστοιχεί στην συνθήκη της ηλεκτρικής ουδετερότητας. Στην πραγματικότητα, τα ιόντα Ce(IV) υπάρχουν με τη μορφή ένυδρων ιόντων 4, σχηματίζοντας ιόντα υδρογόνου και, με εξαίρεση τα πολύ όξινα διαλύματα (pH ~ 1), στη συνέχεια υφίστανται υδρόλυση και πολυμερισμό. Τα ιόντα AtO 3 καταβυθίζονται ποσοτικά με αδιάλυτο στο νερό Pb (IO 3) 2.
Η αστατίνη (από τα αρχαία ελληνικά ἄστατος - «ασταθής») είναι στοιχείο της 17ης ομάδας του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων (σύμφωνα με την απαρχαιωμένη ταξινόμηση - στοιχείο της κύριας υποομάδας της ομάδας VII), της έκτης περιόδου, με ατομικό αριθμό 85. Συμβολίζεται με το σύμβολο At (λατ. Astatium).
Ραδιενεργός. Η απλή ουσία αστίνη (αριθμός CAS: 7440-68-8) υπό κανονικές συνθήκες είναι ασταθείς κρύσταλλοι μαύρου-μπλε χρώματος. Το μόριο της αστατίνης είναι προφανώς διατομικό (τύπος At 2).
Ιστορία
Προβλέφθηκε (ως «εκα-ιώδιο») από τον D.I. Mendeleev. Το 1931, ο F. Allison και οι συνάδελφοί του (Πολυτεχνικό Ινστιτούτο της Αλαμπάμα) ανέφεραν την ανακάλυψη αυτού του στοιχείου στη φύση και πρότειναν το όνομα «alabamine» (Ab), αλλά αυτό το αποτέλεσμα δεν επιβεβαιώθηκε. Η αστατίνη ελήφθη για πρώτη φορά τεχνητά το 1940 από τους D. Corson, K. R. Mackenzie και E. Segre (Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ). Για να συνθέσουν το ισότοπο 211 At, ακτινοβολούσαν βισμούθιο με σωματίδια άλφα.
Το 1943-1946, ανακαλύφθηκαν ισότοπα αστατίνης ως μέρος φυσικών ραδιενεργών σειρών.
Στη ρωσική ορολογία, το στοιχείο ονομαζόταν «αστατίνη» μέχρι το 1962.
Προτάθηκαν επίσης τα ονόματα «helvetin» (προς τιμήν της Helvetia, το αρχαίο όνομα της Ελβετίας) και «leptin» (από το ελληνικό «αδύναμος, τρανταχτός»).
Παραλαβή
Η αστατίνη λαμβάνεται μόνο τεχνητά. Βασικά, τα ισότοπα αστατίνης λαμβάνονται με ακτινοβολία μεταλλικού βισμούθιου ή θορίου με σωματίδια α υψηλής ενέργειας, που ακολουθείται από διαχωρισμό της αστατίνης με συγκαταβύθιση, εκχύλιση, χρωματογραφία ή απόσταξη.
Φυσικές ιδιότητες
Λόγω της μικρής ποσότητας ουσίας που είναι διαθέσιμη για μελέτη, οι φυσικές ιδιότητες αυτού του στοιχείου είναι ελάχιστα κατανοητές και, κατά κανόνα, βασίζονται σε αναλογίες με πιο προσιτά στοιχεία.
Η αστατίνη είναι ένα μπλε-μαύρο στερεό, παρόμοιο στην εμφάνιση με το ιώδιο. Χαρακτηρίζεται από συνδυασμό των ιδιοτήτων των αμέταλλων (αλογόνα) και μετάλλων (πολώνιο, μόλυβδος και άλλα). Όπως το ιώδιο, η αστίνη είναι εξαιρετικά διαλυτή σε οργανικούς διαλύτες και εκχυλίζεται εύκολα από αυτούς. Είναι ελαφρώς λιγότερο πτητικό από το ιώδιο, αλλά μπορεί επίσης να εξαχνωθεί εύκολα.
Σημείο τήξεως 302 °C, σημείο βρασμού (εξάχνωση) 337 °C.
Χημικές ιδιότητες
Αλαγόνο. Σε θετικές καταστάσεις οξείδωσης, η αστατίνη σχηματίζει μια μορφή που περιέχει οξυγόνο, η οποία συμβατικά ορίζεται ως At τ+ (astatine-tau-plus).
Όταν ένα υδατικό διάλυμα αστατίνης εκτίθεται σε υδρογόνο τη στιγμή της αντίδρασης, σχηματίζεται αέριο υδρογόνο αστατίνη HAt. Η αστατίνη σε ένα υδατικό διάλυμα ανάγεται κατά SO 2 και οξειδώνεται με Br 2. Η αστατίνη, όπως και τα μέταλλα, κατακρημνίζεται από διαλύματα υδροχλωρικού οξέος με υδρόθειο (H 2 S). Εκτοπίζεται από το διάλυμα από ψευδάργυρο (ιδιότητες μετάλλου).
Οι ενώσεις διαλογόνων της αστατίνης είναι επίσης γνωστές - ιωδιούχο αστατίνη AtI και βρωμιούχο αστατίνη AtBr. Ελήφθη επίσης HAt υδρογόνου αστατίνης.
Ωστόσο, λόγω της ίδιας ηλεκτραρνητικότητας του υδρογόνου και της αστατίνης, το υδρογόνο της αστατίνης είναι εξαιρετικά ασταθές και σε υδατικά διαλύματα δεν υπάρχουν μόνο πρωτόνια, αλλά και ιόντα At +, κάτι που δεν ισχύει για όλα τα άλλα υδραλογονικά οξέα.
Με τα μέταλλα, η αστατίνη σχηματίζει ενώσεις στις οποίες εμφανίζει μια κατάσταση οξείδωσης −1, όπως όλα τα άλλα αλογόνα (το NaAt, για παράδειγμα, ονομάζεται αστατίδιο του νατρίου). Όπως και άλλα αλογόνα, η αστίνη μπορεί να αντικαταστήσει το υδρογόνο στο μόριο του μεθανίου για να παράγει τετρααστατομεθάνιο CAt 4 . Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζονται πρώτα το αστατμεθάνιο, το διαστατμεθάνιο και το αστατοφόρμιο.
Η αστατίνη, το πέμπτο αλογόνο, είναι το λιγότερο κοινό στοιχείο στον πλανήτη μας, εκτός αν φυσικά μετρήσετε τα στοιχεία του υπερουρανίου. Ένας πρόχειρος υπολογισμός δείχνει ότι ολόκληρος ο φλοιός της γης περιέχει μόνο περίπου 30 g αστατίνης, και αυτή η εκτίμηση είναι η πιο αισιόδοξη. Το στοιχείο Νο. 85 δεν έχει σταθερά ισότοπα και το ραδιενεργό ισότοπο με τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής έχει χρόνο ημιζωής 8,3 ώρες, δηλ. από την στάτινα που έλαβε το πρωί, δεν μένει ούτε το μισό μέχρι το βράδυ.
Έτσι, το όνομα αστάτιν – και στα ελληνικά αστατος σημαίνει «ασταθής» – αντικατοπτρίζει εύστοχα τη φύση αυτού του στοιχείου. Γιατί τότε μπορεί να είναι ενδιαφέρον το αστατίνη και αξίζει να το μελετήσετε; Αξίζει τον κόπο, επειδή η αστίνη (καθώς και το προμέθιο, το τεχνήτιο και το φράγκιο) με την πλήρη έννοια της λέξης δημιουργήθηκε από τον άνθρωπο και η μελέτη αυτού του στοιχείου παρέχει πολλές διδακτικές πληροφορίες - κυρίως για την κατανόηση των προτύπων των αλλαγών στο ιδιότητες των στοιχείων του περιοδικού συστήματος. Επιδεικνύοντας μεταλλικές ιδιότητες σε ορισμένες περιπτώσεις και μη μεταλλικές ιδιότητες σε άλλες, η αστατίνη είναι ένα από τα πιο μοναδικά στοιχεία.
Μέχρι το 1962, στη ρωσική χημική λογοτεχνία αυτό το στοιχείο ονομαζόταν αστίνη και τώρα έχει αποδοθεί το όνομα "αστατίνη" και αυτό είναι προφανώς σωστό: ούτε η ελληνική ούτε η λατινική ονομασία αυτού του στοιχείου (astatium στα λατινικά) έχει το επίθημα "μέσα""
Αναζήτηση για ekaiod
Ο D.I. Mendeleev ονόμασε το τελευταίο αλογόνο όχι μόνο εκαιώδιο, αλλά και αλογόνο Χ. Έγραψε το 1898: «Μπορούμε, για παράδειγμα, να πούμε ότι με την ανακάλυψη του αλογόνου Χ με ατομικό βάρος μεγαλύτερο από το ιώδιο, θα εξακολουθεί να σχηματίζει KX, KXO 3, κ.λπ., ότι η ένωση υδρογόνου του θα είναι ένα αέριο, πολύ ασθενές οξύ, ότι ολόκληρη η ατομική τιμή θα είναι ... περίπου 215.
Το 1920, ο Γερμανός χημικός Ε. Βάγκνερ επέστησε ξανά την προσοχή στο υποθετικό ακόμη πέμπτο μέλος της ομάδας αλογόνου, υποστηρίζοντας ότι αυτό το στοιχείο πρέπει να είναι ραδιενεργό.
Τότε ξεκίνησε μια εντατική αναζήτηση για το στοιχείο Νο 85 σε φυσικά αντικείμενα.
Κάνοντας υποθέσεις σχετικά με τις ιδιότητες του 85ου στοιχείου, οι χημικοί προχώρησαν από τη θέση του στον περιοδικό πίνακα και από δεδομένα σχετικά με τις ιδιότητες των γειτόνων αυτού του στοιχείου στον περιοδικό πίνακα. Λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιότητες άλλων μελών της ομάδας αλογόνου, είναι εύκολο να παρατηρήσετε το ακόλουθο μοτίβο: το φθόριο και το χλώριο είναι αέρια, το βρώμιο είναι ήδη υγρό και το ιώδιο είναι ένα στερεό που παρουσιάζει, αν και σε μικρό βαθμό, τις ιδιότητες των μετάλλων . Το εκαιώδιο είναι το βαρύτερο αλογόνο. Προφανώς, θα πρέπει να μοιάζει περισσότερο με μέταλλο από το ιώδιο, και, έχοντας πολλές ιδιότητες αλογόνων, μοιάζει κατά κάποιο τρόπο με τον διπλανό του στα αριστερά - το πολώνιο... Μαζί με άλλα αλογόνα, το εκαιώδιο, προφανώς, θα πρέπει να βρεθεί στο νερό των θαλασσών και των ωκεανών, γεώτρηση πηγαδιών. Προσπάθησαν να το ψάξουν, όπως το ιώδιο, σε φύκια, άλμη κ.λπ. Ο Άγγλος χημικός I. Friend προσπάθησε να βρει μοντέρνα αστίνη και φράγκιο στα νερά της Νεκράς Θάλασσας, τα οποία, όπως ήταν γνωστό, περιείχαν περισσότερα από αρκετά αλογόνα και αλκαλικά μέταλλα. Για την εκχύλιση του εκαϊωδίου από το διάλυμα χλωριδίου, καταβυθίστηκε χλωριούχος άργυρος. Ο φίλος πίστευε ότι το ίζημα θα έφερε μαζί του ίχνη του στοιχείου 85. Ωστόσο, ούτε η φασματική ανάλυση ακτίνων Χ ούτε η φασματομετρία μάζας έδωσαν θετικό αποτέλεσμα.
Το 1932, χημικοί στο Πολυτεχνικό Ινστιτούτο της Αλαμπάμα (ΗΠΑ), με επικεφαλής τον F. Allison, ανέφεραν ότι είχαν απομονώσει ένα προϊόν από άμμο μοναζίτη που περιείχε περίπου 0,000002 g μιας από τις ενώσεις του στοιχείου Νο. 85. Προς τιμήν της πολιτείας τους, το ονόμασαν "Alabamium" και περιέγραψαν ακόμη και τον συνδυασμό του με υδρογόνο και οξέα που περιέχουν οξυγόνο. Το όνομα "αλαμπάμιο" για το 85ο στοιχείο εμφανιζόταν σε εγχειρίδια χημείας και βιβλία αναφοράς μέχρι το 1947.
Ωστόσο, λίγο μετά από αυτό το μήνυμα, αρκετοί επιστήμονες είχαν αμφιβολίες σχετικά με την αξιοπιστία της ανακάλυψης του Άλισον. Οι ιδιότητες του αλαμπαμίου διέφεραν απότομα από τις προβλέψεις του περιοδικού νόμου. Επιπλέον, εκείνη τη στιγμή είχε γίνει σαφές ότι όλα τα στοιχεία βαρύτερα από το βισμούθιο δεν είχαν σταθερά ισότοπα. Αν υποθέταμε τη σταθερότητα του στοιχείου Νο. 85, η επιστήμη θα αντιμετώπιζε μια ανεξήγητη ανωμαλία. Λοιπόν, εάν το στοιχείο Νο. 85 δεν είναι σταθερό, τότε μπορεί να βρεθεί στη Γη μόνο σε δύο περιπτώσεις: εάν έχει ισότοπο με χρόνο ημιζωής μεγαλύτερο από την ηλικία της Γης ή εάν τα ισότοπά του σχηματίζονται κατά τη διάσπαση ραδιενεργών στοιχείων με μεγάλη διάρκεια ζωής.
Η ιδέα ότι το στοιχείο 85 θα μπορούσε να είναι προϊόν της ραδιενεργού αποσύνθεσης άλλων στοιχείων έγινε το σημείο εκκίνησης για μια άλλη μεγάλη ομάδα ερευνητών που αναζητούσαν εαιώδιο. Ο πρώτος σε αυτήν την ομάδα θα πρέπει να ονομάζεται ο διάσημος Γερμανός ραδιοχημικός Otto Hahn, ο οποίος το 1926 πρότεινε τη δυνατότητα σχηματισμού ισοτόπων του 85ου στοιχείου κατά τη διάσπαση βήτα του πολωνίου.
Κατά τη διάρκεια των 19 ετών από το 1925 έως το 1943, τουλάχιστον μισή ντουζίνα αναφορές για την ανακάλυψη του εκαίου εμφανίστηκαν σε περιοδικά. Του αποδίδονταν ορισμένες χημικές ιδιότητες και του δόθηκαν ηχηρά ονόματα: helvetium (προς τιμήν της Ελβετίας), anglohelvetium (προς τιμήν της Αγγλίας και της Ελβετίας), dakin (από το όνομα της αρχαίας χώρας των Δακών στην Κεντρική Ευρώπη), λεπτίνη (μεταφρ. από τα ελληνικά ως «αδύναμος», «σαθρός» », «αποστρακισμένος») κ.λπ. Ωστόσο, η πρώτη αξιόπιστη αναφορά για την ανακάλυψη και την αναγνώριση του στοιχείου Νο. 85 έγινε από φυσικούς που ασχολήθηκαν με τη σύνθεση νέων στοιχείων.
Στο κυκλοτρόνιο του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, οι D. Corson, K. McKenzie και E. Segre ακτινοβόλησαν έναν στόχο βισμούθιου με σωματίδια άλφα. Η ενέργεια των σωματιδίων ήταν 21 MeV και η πυρηνική αντίδραση για την παραγωγή του στοιχείου Νο. 85 ήταν η εξής:
209 83 Bi + 4 2 He → 211 85 Στο + 2 1 0 n.
Το νέο συνθετικό στοιχείο έλαβε το όνομά του μόνο μετά τον πόλεμο, το 1947. Αλλά και νωρίτερα, το 1943, αποδείχθηκε ότι τα ισότοπα της αστατίνης σχηματίζονται και στις τρεις σειρές ραδιενεργής διάσπασης. Επομένως, η αστατίνη υπάρχει στη φύση.
Αστατίνη στη φύση
Οι Αυστριακοί χημικοί B. Karlik και T. Bernert ήταν οι πρώτοι που ανακάλυψαν την αστατίνη στη φύση. Μελετώντας τη ραδιενέργεια των θυγατρικών προϊόντων του ραδονίου, ανακάλυψαν ότι ένα μικρό μέρος του ραδίου-Α (όπως ονομαζόταν τότε το ισότοπο 218 Po και ονομάζεται ακόμα τώρα) διασπάται με δύο τρόπους (το λεγόμενο ραδιενεργό πιρούνι):
Στο πρόσφατα απομονωμένο δείγμα RaA, μαζί με τα σωματίδια άλφα που παράγονται από το πολώνιο-218, ανιχνεύθηκαν επίσης σωματίδια άλφα με άλλα χαρακτηριστικά. Ακριβώς τέτοια σωματίδια θα μπορούσαν, σύμφωνα με θεωρητικές εκτιμήσεις, να εκπέμπουν πυρήνες του ισοτόπου 21885.
Αργότερα, σε άλλα πειράματα, ανακαλύφθηκαν βραχύβια ισότοπα 215 At, 216 At και 217 At. Και το 1953, οι Αμερικανοί ραδιοχημικοί E. Hyde και A. Ghiorso απομόνωσαν χημικά το ισότοπο 219 At από το France-223. Αυτή είναι η μόνη περίπτωση χημικής ταυτοποίησης ενός ισοτόπου αστατίνης από ένα φυσικά απαντώμενο ισότοπο. Είναι πολύ πιο εύκολο και πιο βολικό να αποκτήσετε τεχνητά την αστατίνη.
Εντοπίστε, επισημάνετε, ανακαλύψτε
Η παραπάνω αντίδραση της ακτινοβόλησης του βισμού με σωματίδια άλφα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση άλλων ισοτόπων της αστατίνης. Αρκεί να αυξηθεί η ενέργεια των βομβαρδιστικών σωματιδίων στα 30 MeV, και η αντίδραση θα προχωρήσει με την εκπομπή τριών νετρονίων και αντί για την αστατίνη-211, θα σχηματιστεί η αστατίνη-210. Όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια των σωματιδίων άλφα, τόσο περισσότερα δευτερεύοντα νετρόνια σχηματίζονται και τόσο μικρότερος, επομένως, ο μαζικός αριθμός του ισοτόπου που σχηματίζεται. Το μεταλλικό βισμούθιο ή το οξείδιο του χρησιμοποιείται ως στόχοι ακτινοβολίας, οι οποίοι συντήκονται ή εναποτίθενται σε υπόστρωμα αλουμινίου ή χαλκού.
Ρύζι. 6.
Μια άλλη μέθοδος για τη σύνθεση της αστατίνης περιλαμβάνει την ακτινοβόληση ενός στόχου χρυσού με επιταχυνόμενα ιόντα άνθρακα. Σε αυτήν την περίπτωση, συγκεκριμένα, εμφανίζεται η ακόλουθη αντίδραση:
197 79 Au + 12 6 C → 205 85 Στο + 4 1 0 n.
Για να απομονωθεί η προκύπτουσα αστίνη από στόχους βισμούθιου ή χρυσού, χρησιμοποιείται η αρκετά υψηλή πτητότητα της αστατίνης - είναι, τελικά, ένα αλογόνο! Η απόσταξη λαμβάνει χώρα σε ρεύμα αζώτου ή σε κενό όταν ο στόχος θερμαίνεται στους 300...600°C. Η αστατίνη συμπυκνώνεται στην επιφάνεια μιας γυάλινης παγίδας που ψύχεται με υγρό άζωτο ή ξηρό πάγο.
Μια άλλη μέθοδος για την παραγωγή της αστίνης βασίζεται στις αντιδράσεις σχάσης πυρήνων ουρανίου ή θορίου όταν ακτινοβολούνται με σωματίδια άλφα ή πρωτόνια υψηλής ενέργειας. Για παράδειγμα, όταν 1 g μεταλλικού θορίου ακτινοβολείται με πρωτόνια με ενέργεια 680 MeV στο σύγχροκυκλοτρο του Κοινού Ινστιτούτου Πυρηνικής Έρευνας στη Ντούμπνα, λαμβάνονται περίπου 20 μικροκουρίες (αλλιώς 3·10 13 άτομα) αστίνης. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση είναι πολύ πιο δύσκολο να απομονωθεί η αστατίνη από ένα σύνθετο μείγμα στοιχείων. Αυτό το δύσκολο πρόβλημα επιλύθηκε από μια ομάδα ραδιοχημικών από την Ντούμπνα, με επικεφαλής τον V.A. Χάλκιν.
Τώρα είναι ήδη γνωστά 20 ισότοπα της αστίνης με μαζικούς αριθμούς από 200 έως 219. Το μακροβιότερο ισότοπο είναι 210 At (διάρκεια ημιζωής 8,3 ώρες) και το μικρότερο ισότοπο είναι 214 At (2·10 -6 δευτερόλεπτα).
Δεδομένου ότι η αστίνη δεν μπορεί να ληφθεί σε σημαντικές ποσότητες, οι φυσικές και χημικές της ιδιότητες δεν έχουν μελετηθεί πλήρως και οι φυσικοχημικές σταθερές υπολογίζονται συχνότερα κατ' αναλογία με τους πιο προσιτούς γείτονές της στον περιοδικό πίνακα. Συγκεκριμένα, υπολογίστηκαν τα σημεία τήξης και βρασμού της αστατίνης - 411 και 299°C, δηλ. Η αστατίνη, όπως και το ιώδιο, θα πρέπει να εξαχνώνεται πιο εύκολα παρά να λιώνει.
Όλες οι μελέτες για τη χημεία της αστίνης πραγματοποιήθηκαν με εξαιρετικά μικρές ποσότητες αυτού του στοιχείου, της τάξης των 10 – 9 ... 10 – 13 g ανά λίτρο διαλύτη. Και το θέμα δεν είναι καν ότι είναι αδύνατο να ληφθούν πιο συμπυκνωμένα διαλύματα. Ακόμα κι αν ήταν δυνατή η απόκτησή τους, θα ήταν εξαιρετικά δύσκολο να συνεργαστείτε μαζί τους. Η ακτινοβολία άλφα από την αστατίνη οδηγεί σε ραδιόλυση διαλυμάτων, ισχυρή θέρμανση και σχηματισμό μεγάλων ποσοτήτων υποπροϊόντων.
Και όμως, παρά όλες αυτές τις δυσκολίες, παρά το γεγονός ότι ο αριθμός των ατόμων αστατίνης στο διάλυμα είναι συγκρίσιμος με τυχαία (αν και προσεκτικά αποφευχθείσα) μόλυνση, έχει σημειωθεί κάποια πρόοδος στη μελέτη των χημικών ιδιοτήτων της αστατίνης. Έχει διαπιστωθεί ότι η αστίνη μπορεί να υπάρχει σε έξι καταστάσεις σθένους – από 1 – έως 7+. Σε αυτό, εκδηλώνεται ως τυπικό ανάλογο του ιωδίου. Όπως το ιώδιο, διαλύεται καλά στους περισσότερους οργανικούς διαλύτες, αλλά αποκτά θετικό ηλεκτρικό φορτίο πιο εύκολα από το ιώδιο.
Έχουν ληφθεί και μελετηθεί οι ιδιότητες ενός αριθμού διαλογόνων ενώσεων της αστίνης, για παράδειγμα AtBr, AtI, CsAtI 2.
Προσπαθώντας με κατάλληλα μέσα
Οι πρώτες προσπάθειες εφαρμογής της αστατίνης στην πράξη έγιναν το 1940, αμέσως μετά την απόκτηση αυτού του στοιχείου. Μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια διαπίστωσε ότι η αστατίνη, όπως και το ιώδιο, συγκεντρώνεται επιλεκτικά στον θυρεοειδή αδένα. Πειράματα έδειξαν ότι η χρήση του 211 At για τη θεραπεία παθήσεων του θυρεοειδούς είναι πιο ωφέλιμη από το ραδιενεργό 131 I.
Η Astatine-211 εκπέμπει μόνο ακτίνες άλφα - πολύ ενεργητική σε μικρές αποστάσεις, αλλά δεν μπορεί να ταξιδέψει μακριά. Ως αποτέλεσμα, δρουν μόνο στον θυρεοειδή αδένα, χωρίς να επηρεάζουν τον γειτονικό - τον παραθυρεοειδή αδένα. Η ραδιοβιολογική επίδραση των σωματιδίων αστατίνης άλφα στον θυρεοειδή αδένα είναι 2,8 φορές ισχυρότερη από τα σωματίδια βήτα που εκπέμπονται από το ιώδιο-131. Αυτό υποδηλώνει ότι η αστατίνη είναι πολλά υποσχόμενη ως θεραπευτικός παράγοντας στη θεραπεία του θυρεοειδούς αδένα. Έχει επίσης βρεθεί ένα αξιόπιστο μέσο απομάκρυνσης της αστατίνης από το σώμα. Το ιόν ροδανίδης εμποδίζει τη συσσώρευση της αστατίνης στον θυρεοειδή αδένα, σχηματίζοντας ένα ισχυρό σύμπλεγμα με αυτό. Άρα το στοιχείο Νο 85 δεν μπορεί πλέον να χαρακτηριστεί πρακτικά άχρηστο.
