Avamise ajalugu:
Ennustanud ("eka-joodina") D. I. Mendelejev 1898. aastal. "... kui avastatakse halogeen X, mille aatommass on suurem kui jood, moodustab see ikkagi KX, KXO3 jne, et selle vesinikuühend HX on gaasiline, väga habras hape, mille aatommass on . .. 215"
Astatiini said esmakordselt kunstlikult 1940. aastal D. Corson, C. R. Mackenzie ja E. Segre (California ülikool Berkeleys). 211 At isotoobi sünteesimiseks kiiritasid nad vismutit alfaosakestega. Aastatel 1943–1946 avastati looduslike radioaktiivsete seeriate osana astatiini isotoobid.
Nimi Astatium on tuletatud kreeka keelest. sõnad ( astatoz) tähendab "ebastabiilne".
Kviitung:
Lühiealised astatiini radionukliidid (215 At, 218 At ja 219 At) tekivad 235 U ja 238 U radioaktiivse lagunemise käigus, see on tingitud astatiini jälgede pidevast esinemisest looduses (~ 1 g). Põhimõtteliselt saadakse astatiini isotoobid metallilise vismuti või tooriumi kiiritamisel. a– suure energiaga osakesed, millele järgneb astatiini eraldamine kaassadestamise, ekstraheerimise, kromatograafia või destilleerimise teel. Kõige stabiilsema teadaoleva isotoobi massiarv on 210.
Füüsikalised omadused:
Tugeva radioaktiivsuse tõttu ei saa seda makroskoopilistes kogustes, mis on piisavad selle omaduste põhjalikuks uurimiseks. Arvutuste kohaselt on lihtaine astatiin tavatingimustes ebastabiilsed tumesinised kristallid, mis ei koosne mitte At 2 molekulidest, vaid üksikutest aatomitest. Sulamistemperatuur on umbes 230-240°C, keemistemperatuur (sublimatsioon) - 309°C.
Keemilised omadused:
Keemiliste omaduste poolest on astatiin lähedane nii joodile (näitab halogeenide omadusi) kui ka polooniumile (metalli omadused).
Astatiin vesilahuses redutseeritakse vääveldioksiidiga; Sarnaselt metallidele sadestub see isegi tugevalt happelistest lahustest vesiniksulfiidi toimel ja tsink tõrjub väävelhappe lahustest välja.
Nagu kõik halogeenid (va fluor), moodustab astatiin AgAt (hõbedastatiid) lahustumatu soola. See on võimeline oksüdeeruma olekuni At (V), nagu jood (näiteks AgAtO 3 sool on omadustelt identne AgIO 3-ga). Astatiin reageerib broomi ja joodiga, moodustades interhalogeensed ühendid – astatiinjodiid AtI ja astatiinbromiid AtBr.
Kui astatiini vesilahus puutub kokku vesinikuga, tekib reaktsiooni ajal gaasiline vesinikastatiid HAt, on aine äärmiselt ebastabiilne.
Rakendus:
Astatiini ebastabiilsus muudab selle ühendite kasutamise problemaatiliseks, kuid uuritud on selle elemendi erinevate isotoopide kasutamise võimalust vähi vastu võitlemiseks. Vaata ka: Astatiin // Vikipeedia. . Värskendamise kuupäev: 05/02/2018. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=92423599 (juurdepääsu kuupäev: 08.02.2018).
Elementide avastamine ja nende nimede päritolu.
Looduses leidub 94 keemilist elementi. Praeguseks on kunstlikult saadud veel 15 transuraanielementi (elemendid 95 kuni 109), neist 10 olemasolu on vaieldamatu.
Kõige tavalisem
Litosfäär. Hapnik (O), 46,60 massiprotsenti. Avas 1771. aastal Karl Scheele (Rootsi).
Atmosfäär. Lämmastik (N), 78,09% mahust, 75,52% massist. Avas 1772. aastal Rutherford (Suurbritannia).
Universum. Vesinik (H), 90% kogu ainest. Avas 1776. aastal Henry Cavendish (Suurbritannia).
Kõige haruldasem (94-st)
Litosfäär. Astatiin (At): 0,16 g maakoores. Avatud 1940. aastal Corsoni (USA) poolt koos töötajatega. Looduslikult esinevat isotoopi astatiini 215 (215 At) (avastasid 1943. aastal B. Karlik ja T. Bernert, Austria) leidub vaid 4,5 nanogrammises koguses.
Atmosfäär. Radoon (Rn): ainult 2,4 kg (6 10 -20 ruumala ühe osa kohta 1 miljoni kohta). Avati 1900. aastal Dorni (Saksamaa) poolt. Selle radioaktiivse gaasi kontsentratsioon graniidikivimite lademealadel on väidetavalt põhjustanud mitmeid vähktõbe. Maapõues paikneva radooni kogumass, millest täiendatakse atmosfääri gaasivarusid, on 160 tonni.
Lihtsaim
Gaas. Vesiniku (H) tihedus temperatuuril 0 °C ja rõhul 1 atm on 0,00008989 g/cm 3. Avastas 1776. aastal Cavendish (Suurbritannia).
Metallist. Liitium (Li), mille tihedus on 0,5334 g/cm3, on kõigist tahketest ainetest kõige kergem. Avastas 1817. aastal Arfvedson (Rootsi).
Maksimaalne tihedus
Osmium (Os), mille tihedus on 22,59 g/cm3, on kõigist tahketest ainetest raskeim. Avas 1804. aastal Tennant (Suurbritannia).
Raskeim gaas
Tegemist on radooniga (Rn), mille tihedus 0°C juures on 0,01005 g/cm 3. Avati 1900. aastal Dorni (Saksamaa) poolt.
Viimati saadud
Element 108 ehk unnilocty (Uno). Selle esialgse nimetuse on andnud Rahvusvaheline Puhta ja Rakenduskeemia Liit (IUPAC). Saadud 1984. aasta aprillis G. Münzenbergi ja kolleegide (Lääne-Saksamaa) poolt, kes jälgisid Darmstadti raskete ioonide uurimise ühingu laboris ainult 3 selle elemendi aatomit. Sama aasta juunis ilmus teade, et selle elemendi sai ka Yu.Ts. Oganesyan koos kaastöötajatega NSV Liidus Dubnas asuvas Tuumauuringute ühisinstituudis.
Üks ioniumi aatom (Une) saadi vismuti pommitamisel raua ioonidega 29. augustil 1982. aastal Lääne-Saksamaal Darmstadtis asuva raskete ioonide uurimise ühingu laboris. Sellel on suurim seerianumber (element 109) ja suurim aatommass (266) . Kõige esialgsemate andmete kohaselt jälgisid Nõukogude teadlased elemendi 110 isotoobi moodustumist aatommassiga 272 (esialgne nimi - ununnylium (Uun)).
Kõige puhtam
Heelium-4 (4 He), mille sai 1978. aasta aprillis P.V. McLintockis Lancasteri ülikoolist (USA) on vähem kui 2 osa lisandeid 10 15 mahuosa kohta.
Raskeim
Süsinik (C). Allotroopsel kujul on teemandi Knoopi kõvadus 8400. Seda on tuntud juba eelajaloolistest aegadest.
Kallis
Kaliforniumi (Cf) müüdi 1970. aastal hinnaga 10 dollarit mikrogrammi kohta. Avatud 1950. aastal Seaborgi (USA) poolt koos töötajatega.
Kõige plastilisem
Kuld (Au). Alates 1 g-st on võimalik tõmmata 2,4 km pikkune traat. Tuntud aastast 3000 eKr
Suurim tõmbetugevus
Boor (B) - 5,7 GPa. Avasid 1808. aastal Gay-Lussac ja Tenard (Prantsusmaa) ja X. Davy (Suurbritannia).
Sulamis-/keemistemperatuur
Madalaim. Mittemetallidest on heelium-4 (4He) madalaim sulamistemperatuur -272,375 °C rõhul 24,985 atm ja madalaim keemistemperatuur -268,928 °C. Heeliumi avastasid 1868. aastal Lockyer (Suurbritannia) ja Jansen (Prantsusmaa). Üheaatomiline vesinik (H) peab olema kokkusurumatu ülivedel gaas. Metallidest on elavhõbeda (Hg) vastavad parameetrid –38,836°C (sulamistemperatuur) ja 356,661°C (keemistemperatuur).
Kõige kõrgem. Mittemetallide hulgas on eelajaloolistest aegadest teadaoleva süsiniku kõrgeim sulamis- ja keemistemperatuur (C): 530 ° C ja 3870 ° C. Siiski tundub vaieldav, et grafiit on kõrgetel temperatuuridel stabiilne. Lähtudes 3720°C juures tahkest olekust auruolekusse, võib grafiiti saada vedelikuna rõhul 100 atm ja temperatuuril 4730°C. Metallide hulgas on volframi (W) vastavad parameetrid: 3420°C (sulamistemperatuur) ja 5860°C (keemistemperatuur). 1783. aastal avatud H.Kh. ja F. d "Eluyarami (Hispaania).
isotoobid
Suurim arv isotoope (36) leidub ksenoonis (Xe), mille avastasid 1898. aastal Ramsay ja Travers (Suurbritannia) ning tseesiumis (Cs), mille avastasid 1860. aastal Bunsen ja Kirchhoff (Saksamaa). Vesinik (H) on väikseim (3: protium, deuteerium ja triitium), mille avastas 1776. aastal Cavendish (Suurbritannia).
Kõige stabiilsem. Telluur-128 (128 Te) poolestusaeg on topelt-beetalagunemise järgi 1,5 10 24 aastat. Telluuri (Te) avastas 1782. aastal Müller von Reichenstein (Austria). Isotoobi 128 Te avastas esmakordselt looduslikus olekus 1924. aastal F. Aston (Suurbritannia). Andmeid selle ülistabiilsuse kohta kinnitasid taas 1968. aastal E. Alexander Jr., B. Srinivasani ja O. Manueli (USA) uuringud. Alfa lagunemise rekord kuulub samarium-148 (148 Sm) - 8 10 15 aastat. Beeta-lagunemise rekord kuulub kaadmiumi isotoobile 113 (113 Cd) - 9 10 15 aastat. Mõlemad isotoobid avastas nende loomulikus olekus F. Aston vastavalt 1933. ja 1924. aastal. 148 Sm radioaktiivsuse avastasid T. Wilkins ja A. Dempster (USA) 1938. aastal ning 113 Cd radioaktiivsuse avastasid 1961. aastal D. Watt ja R. Glover (Suurbritannia).
Kõige ebastabiilsem. Liitium-5 (5 Li) eluiga on piiratud 4,4 10 -22 sekundiga. Isotoobi avastasid esmakordselt E. Titterton (Austraalia) ja T. Brinkley (Suurbritannia) 1950. aastal.
Vedeliku vahemik
Arvestades sulamistemperatuuri ja keemistemperatuuri erinevust, on kõige lühema vedeliku seeriaga element inertgaasi neoon (Ne) temperatuuril ainult 2,542 kraadi (-248,594 °C kuni -246,052 °C), samas kui pikim vedeliku seeria (3453 kraadi) iseloomulik radioaktiivsele transuraanelemendile neptuuniumile (Np) (637°C kuni 4090°C). Kui aga võtta arvesse vedelike tegelikku seeriat - sulamistemperatuurist kriitilise punktini, on heeliumi elemendil (He) kõige lühem periood - ainult 5,195 kraadi (absoluutsest nullist kuni -268,928 ° C) ja pikim - 10200 kraadi - volframi jaoks (3420°С kuni 13620°С).
Kõige mürgisem
Mitteradioaktiivsete ainete hulgas on kõige rangemad piirangud berülliumile (Be) - selle elemendi maksimaalne lubatud kontsentratsioon (MPC) õhus on ainult 2 μg / m 3. Looduses leiduvatest või tuumarajatistes toodetavatest radioaktiivsetest isotoopide hulgast on õhusisaldusele seatud kõige rangemad piirangud toorium-228 (228 Th), mille avastas esmakordselt Otto Hahn (Saksamaa) 1905. aastal (2,4 10). -16 g / m 3) ja veesisalduse osas - raadium-228 (228 Ra) jaoks, mille avastas O. Gan 1907. aastal (1,1 10 -13 g / l). Ökoloogilisest seisukohast on neil märkimisväärne poolestusaeg (st üle 6 kuu).
Guinnessi rekordid, 1998
Astat), At, mittemetalliline radioaktiivne keemiline element, aatomnumber 85, aatommass 210.1. Üldine kirjeldus
Omab isotoope at. V. 202-219, millest At 211 (7,5 tundi) ja At 210 (8,3 tundi) on enim poolestusaega. A.-d looduses ei leidu, see saadi esmalt kunstlikult vismuti α-osakestega pommitamise teel. A. keemia jaoks. omadused on sarnased halogeenidele ja metallidele.
2. Ajalugu
Astatiini said esmakordselt kunstlikult 1940. aastal D. Corson, K. R. Mackenzie ja E. Segre (California ülikool Berkeleys). 211 At isotoobi sünteesimiseks kiiritasid nad vismutit alfaosakestega.
Aastatel 1943–1946 avastati looduslike radioaktiivsete elementide koostises astiini isotoobid.
3. Nime päritolu
Sulamistemperatuur 302? C, keeb (sublimatsioon) 337 ? C.
6.2. Keemilised omadused
Omaduste poolest meenutab astatiin kõiges joodi: see destilleeritakse, ekstraheeritakse vesilahustest süsiniktetrakloriidiga CCl4, redutseeritakse tsingi või vääveldioksiidiga astatiidiooniks At -:
,mis hõbeioonidega moodustab lahustumatu hõbeastatiidi AgAt. Viimane on kvantitatiivselt kantud hõbejodiidiga. Astaadiioon AtO - 3 moodustub astatiidiiooni oksüdeerimisel joodhappega H 5 IO 6 või tseerium Ce (IV):
Selle võrrandi formaliseeritud kirje vastab elektroneutraalsuse tingimusele. Tegelikult eksisteerivad Ce (IV) ioonid hüdraatunud ioonide 4 kujul, mis moodustavad vesinikuiooni ja, välja arvatud väga happelised lahused (pH ~ 1), läbivad seejärel hüdrolüüsi ja polümerisatsiooni. Ioonid AtO 3 – sadestuvad kvantitatiivselt vees lahustumatu Pb-ga (IO 3) 2.
Astatiin (teisest kreeka keelest ἄστατος - "ebastabiilne") on keemiliste elementide perioodilisuse tabeli 17. rühma element (vananenud klassifikatsiooni järgi VII rühma peamise alarühma element), kuuendast perioodist koos aatomiga. number 85. Seda tähistab sümbol At (lat. astatium).
Radioaktiivne. Lihtne aine astatiin (CAS number: 7440-68-8) tavatingimustes - ebastabiilsed kristallid must-sinine värv. Astatiini molekul on ilmselt kaheaatomiline (valem At 2).
Lugu
Ennustanud ("eka-joodina") D. I. Mendelejev. 1931. aastal teatasid F. Allison ja kaastöötajad (Alabama Polütehniline Instituut) selle elemendi avastamisest looduses ja pakkusid selle kohta välja nimetuse alabamiin (Ab), kuid see tulemus ei leidnud kinnitust. Astatiini said esmakordselt kunstlikult 1940. aastal D. Corson, C. R. Mackenzie ja E. Segre (California ülikool Berkeleys). 211 At isotoobi sünteesimiseks kiiritasid nad vismutit alfaosakestega.
Aastatel 1943–1946 avastati looduslike radioaktiivsete seeriate osana astatiini isotoobid.
Vene terminoloogias nimetati elementi "astatiiniks" kuni 1962. aastani.
Samuti pakuti välja nimed "Helvetin" (Helvetia auks - Šveitsi iidne nimi) ja "leptin" (kreeka keelest "nõrk, värisev").
Kviitung
Astatiini saadakse ainult kunstlikult. Põhimõtteliselt saadakse astatiini isotoobid metallilise vismuti või tooriumi kiiritamisel suure energiaga α-osakestega, millele järgneb astatiini eraldamine kaassadestamise, ekstraheerimise, kromatograafia või destilleerimise teel.
Füüsikalised omadused
Uurimiseks saadaoleva aine vähese hulga tõttu on selle elemendi füüsikalised omadused halvasti mõistetavad ja reeglina on need üles ehitatud analoogiale paremini ligipääsetavate elementidega.
Astatiin on sinakasmust tahke aine, välimuselt sarnane joodile. Seda iseloomustab mittemetallide (halogeenid) ja metallide (poloonium, plii jt) omaduste kombinatsioon. Nagu jood, lahustub astatiin hästi orgaanilistes lahustites ja on nendega kergesti ekstraheeritav. Lenduvuse poolest jääb see joodile veidi alla, kuid võib ka kergesti sublimeeruda.
Sulamistemperatuur 302 °C, keemistemperatuur (sublimatsioon) 337 °C.
Keemilised omadused
Halogeen. Positiivsetes oksüdatsiooniseisundites moodustab astatiin hapnikku sisaldava vormi, mida tavapäraselt tähistatakse kui At τ+ (astatiin-tau-pluss).
Kui astatiini vesilahus puutub kokku vesinikuga, moodustub reaktsiooni ajal gaasiline vesinikastatiid HAt. Astatiin vesilahuses redutseeritakse SO 2 ja oksüdeeritakse Br 2 abil. Astatiin, nagu metallid, sadestub vesinikkloriidhappe lahustest koos vesiniksulfiidiga (H 2 S). Tsingi toimel lahusest välja tõrjutud (metalli omadused).
Tuntud on ka astatiini halogeenidevahelised ühendid – astatiinjodiid AtI ja astatiinbromiid AtBr. Samuti on saadud vesinikastatiid HAt.
Kuid vesiniku ja astatiini sama elektronegatiivsuse tõttu on astatiin äärmiselt ebastabiilne ja vesilahustes pole ainult prootoneid, vaid ka At + ioone, mis ei kehti kõigi teiste vesinikhalogeniidhapete puhul.
Metallidega moodustab astatiin ühendeid, mille oksüdatsiooniaste on –1, nagu kõik teised halogeenid (näiteks NaAt nimetatakse naatriumastatiidiks). Nagu teised halogeenid, võib astatiin asendada vesinikku metaani molekulis, et toota tetraastaatmetaani CAt 4 . Sellisel juhul moodustuvad kõigepealt astatmetaan, diastatmetaan, astatoform.
Astatiin, viies halogeen, on meie planeedil kõige vähem levinud element, välja arvatud muidugi transuraanelemendid. Ligikaudne arvutus näitab, et kogu maakoor sisaldab ainult umbes 30 g astatiini ja see hinnang on kõige optimistlikum. Elemendil nr 85 ei ole stabiilseid isotoope ja pikima elueaga radioaktiivse isotoobi poolväärtusaeg on 8,3 tundi, s.o. hommikuks saadud astatiinist ei jää õhtuks isegi pool.
Seega peegeldab nimi astatiin – ja kreeka keeles αστατος tähendab "ebastabiilne" - edukalt selle elemendi olemust. Mille poolest võib siis astatiin olla huvitav ja kas seda tasub uurida? See on seda väärt, sest astatiini (nagu promeetiumi, tehneetsiumi ja frantsiumi) lõi inimene selle sõna täies tähenduses ning selle elemendi uurimine annab palju õpetlikku teavet – eelkõige omaduste muutmise mustrite mõistmiseks. perioodilise süsteemi elementidest. Astatiin, millel on mõnel juhul metallilised ja mõnel juhul mittemetallilised omadused, on üks omapärasemaid elemente.
Kuni 1962. aastani nimetati vene keemiakirjanduses seda elementi astatiiniks ja nüüd on sellele külge jäänud nimi "astatiin" ja see on ilmselt õige: ei kreeka ega selle elemendi ladinakeelses nimes (ladina keeles astatium) kas on järelliide "in".
ecaiodi otsimine
D. I. Mendelejev nimetas viimast halogeeni mitte ainult ekaioodiks, vaid ka halogeeniks X. Ta kirjutas aastal 1898: KX, KXO 3 jne, et selle vesinikuühend saab olema gaasiline, väga ebastabiilne hape, et aatomi ühend on ... umbes 215.
1920. aastal juhtis Saksa keemik E. Wagner taas tähelepanu halogeenrühma veel hüpoteetilisele viiendale liikmele, väites, et see element peab olema radioaktiivne.
Seejärel algas intensiivne elemendi nr 85 otsimine loodusobjektidelt.
85. elemendi omaduste oletustes lähtusid keemikud selle asukohast perioodilisuse süsteemis ja andmetest selle elemendi naabrite omaduste kohta perioodilisuse tabeli järgi. Arvestades halogeenrühma teiste liikmete omadusi, on lihtne märgata järgmist mustrit: fluor ja kloor on gaasid, broom on juba vedelik ja jood on tahke aine, millel on, kuigi vähesel määral, metallid. Ekaiod on kõige raskem halogeen. Ilmselgelt peab see olema veelgi metallisarnane kui jood ja omades paljusid halogeenide omadusi, on ühel või teisel viisil sarnane vasakpoolsele naabrile - polooniumile... Koos teiste halogeenidega peaks ecaiodus ilmselt olema merede, ookeanide, puuraukude vees. Nad püüdsid seda otsida, nagu joodi, merevetikatest, soolvees jne. Inglise keemik I. Friend püüdis leida praegust astatiini ja frantsiumi Surnumere vetest, milles teadupärast on nii halogeene kui leelismetalle enam kui küll. Ekajodiini ekstraheerimiseks kloriidide lahusest sadestati hõbekloriid; Sõber uskus, et sete viib endaga kaasa ka jäljed 85. elemendist. Positiivset tulemust aga ei andnud ei röntgenspektranalüüs ega massispektromeetria.
1932. aastal teatasid Alabama Polütehnilise Instituudi (USA) keemikud eesotsas F. Allisoniga, et nad eraldasid monasiitliivast toote, mis sisaldas umbes 0,000002 g üht elemendi nr 85 ühendit. Oma riigi auks nimetasid nad seda "alabamiumiks" ja kirjeldasid isegi selle kombinatsiooni vesiniku ja hapnikku sisaldavate hapetega. Elemendi 85 nimetus alabamium esines keemiaõpikutes ja teatmeteostes kuni 1947. aastani.
Kuid varsti pärast seda sõnumit kahtlesid mitmed teadlased Allisoni avastuse usaldusväärsuses. Alabaamiumi omadused erinesid järsult perioodilise seaduse ennustustest. Lisaks sai selleks ajaks selgeks, et kõigil vismutist raskematel elementidel pole stabiilseid isotoope. Eeldades elemendi nr 85 stabiilsust, seisaks teadus silmitsi seletamatu anomaaliaga. Noh, kui element nr 85 ei ole stabiilne, siis võib seda Maalt leida ainult kahel juhul: kui sellel on isotoop, mille poolestusaeg on suurem kui Maa vanus või kui selle isotoobid tekivad lagunemise käigus. pikaealised radioaktiivsed elemendid.
Ettepanek, et element 85 võib olla teiste elementide radioaktiivne lagunemissaadus, sai lähtepunktiks teisele suurele teadlaste rühmale, kes otsisid ekaioodi. Esimest selles rühmas tuleks nimetada kuulsaks saksa radiokeemikuks Otto Hahniks, kes juba 1926. aastal pakkus välja võimaluse, et polooniumi beetalagunemise käigus tekivad 85. elemendi isotoobid.
19 aasta jooksul, aastatel 1925–1943, ilmus perioodilises ajakirjanduses vähemalt pool tosinat teadet ekaiodi avastamisest. Talle omistati teatud keemilised omadused, neile anti kõlavad nimed: Helvetium (Šveitsi auks), Anglo-Helvetium (Inglismaa ja Šveitsi auks), Dakin (Kesk-Euroopa daaklaste iidse riigi nimest), Leptin (tõlkes kreeka keelest "nõrk", "rappuv", "äravõetud" jne. Esimese usaldusväärse teate elemendi nr 85 avastamise ja tuvastamise kohta andsid aga uute elementide sünteesiga tegelevad füüsikud.
D. Corson, C. McKenzie ja E. Segre kiiritasid vismuti sihtmärki alfaosakestega California ülikooli tsüklotronis. Osakeste energia oli 21 MeV ja tuumareaktsioon elemendi #85 saamiseks oli järgmine:
209 83 Bi + 4 2 Tema → 211 85 + 2 1 0 n.
Uus sünteetiline element sai nime alles pärast sõda, aastal 1947. Kuid veelgi varem, 1943. aastal, tõestati, et astaadi isotoobid tekivad kõigis kolmes radioaktiivse lagunemise reas. Seetõttu leidub astatiini looduses.
Astatiin looduses
Esimesena leidsid astatiini looduses Austria keemikud B. Karlik ja T. Bernert. Radooni tütarproduktide radioaktiivsust uurides avastasid nad, et väike osa raadium-A-st (nn toonane ja siiani kutsutud isotoop 218 Po) laguneb kahel viisil (nn radioaktiivne kahvel):
Värskelt eraldatud RaA proovis koos poloonium-218 tekitatud alfaosakestega tuvastati ka muude omadustega alfaosakesed. Just sellised osakesed võivad teoreetiliste hinnangute kohaselt eraldada isotoobi 218 85 tuumasid.
Hiljem avastati teistes katsetes lühiealised isotoobid 215 At, 216 At ja 217 At. Ja 1953. aastal eraldasid Ameerika radiokeemikud E. Hyde ja A. Ghiorso frantsium-223 isotoobi 219 At keemiliselt. See on ainus juhtum, kus astatiini isotoop on keemiliselt identifitseeritud looduslikult esinevast isotoobist. Astatiini kunstlikult hankimine on palju lihtsam ja mugavam.
avastada, tuvastada, teada saada
Ülaltoodud bismuse kiiritamise reaktsiooni alfaosakestega saab kasutada ka teiste astatiini isotoopide sünteesiks. Piisab, kui tõsta pommitavate osakeste energia 30 MeV-ni, kuna reaktsioon kulgeb kolme neutroni emissiooniga ja astatiin-211 asemel tekib astatiin-210. Mida suurem on alfaosakeste energia, seda rohkem tekib sekundaarseid neutroneid ja sellest tulenevalt on saadud isotoobi massiarv väiksem. Kiirituse sihtmärkidena kasutatakse metallilist vismutit või selle oksiidi, mis sadestatakse või sadestatakse alumiinium- või vasest substraadile.
Riis. 6.
Teine meetod astatiini sünteesiks on kulla sihtmärgi kiiritamine kiirendatud süsinikuioonidega. Sel juhul ilmneb eelkõige järgmine reaktsioon:
197 79 Au + 12 6 C → 205 85 At + 4 1 0 n.
Saadud astatiini isoleerimiseks vismuti või kulla sihtmärkidest kasutatakse astatiini üsna suurt lenduvust - see on ikkagi halogeen! Destilleerimine toimub lämmastiku voolus või vaakumis, kui sihtmärk on kuumutatud temperatuurini 300...600°C. Astatiin kondenseerub vedela lämmastiku või kuiva jääga jahutatud klaaspüüduri pinnal.
Teine viis astiini saamiseks põhineb uraani või tooriumi tuumade lõhustumise reaktsioonidel, kui neid kiiritatakse alfaosakeste või suure energiaga prootonitega. Näiteks kui Dubnas asuva tuumauuringute ühisinstituudi sünkrotsüklotronis kiiritatakse 1 g metallist tooriumit prootonitega energiaga 680 MeV, saadakse umbes 20 mikrokuurit (muidu 3 10 13 aatomit) astatiini. Kuid sel juhul on astatiini keerulisest elementide segust palju keerulisem eraldada. Selle keerulise probleemi lahendas rühm radiokeemikuid Dubnast eesotsas V.A. Khalkin.
Nüüd on teada juba 20 astiini isotoopi massinumbritega 200 kuni 219. Pikima elueaga neist on 210 At isotoop (poolväärtusaeg 8,3 tundi) ja lühema elueaga on 214 At (2 10 -6 sekundit). .
Kuna astatiini ei ole võimalik saada märkimisväärses koguses, ei ole selle füüsikalised ja keemilised omadused täielikult mõistetavad ning füüsikalis-keemilised konstandid arvutatakse enamasti analoogselt perioodilise süsteemi paremini kättesaadavate naabritega. Eelkõige arvutati astatiini sulamis- ja keemistemperatuurideks 411 ja 299°C, s.o. astatiin, nagu jood, peaks kergemini sublimuma kui sulama.
Kõik astatiini keemiauuringud viidi läbi selle elemendi üliväikeste kogustega, suurusjärgus 10–9...10–13 g liitri lahusti kohta. Ja asi pole isegi selles, et kontsentreeritumaid lahuseid pole võimalik saada. Kui neid saaks hankida, oleks nendega äärmiselt raske töötada. Astatiini alfa-kiirgus põhjustab lahuste radiolüüsi, nende tugevat kuumutamist ja suurte kõrvalsaaduste moodustumist.
Ja ometi, hoolimata kõigist nendest raskustest, hoolimata asjaolust, et astiini aatomite arv lahuses on võrreldav juhusliku (ehkki hoolikalt välditud) reostusega, on astiini keemiliste omaduste uurimisel tehtud mõningaid edusamme. On kindlaks tehtud, et astatiin võib eksisteerida kuues valentsusolekus - 1 kuni 7+. Selles väljendub see tüüpilise joodi analoogina. Nagu jood, lahustub see hästi enamikus orgaanilistes lahustites, kuid positiivse elektrilaengu omandab see kergemini kui jood.
On saadud ja uuritud mitmete interhalogeensete astatiini ühendite, näiteks AtBr, AtI, CsAtI 2, omadusi.
Katse sobivate vahenditega
Esimesed katsed astatiini praktikas rakendada tehti juba 1940. aastal, vahetult pärast selle elemendi saamist. Rühm California ülikooli töötajaid leidis, et astatiin, nagu jood, kontsentreerub selektiivselt kilpnäärmes. Katsed on näidanud, et 211 At kasutamine kilpnäärmehaiguste raviks on kasulikum kui radioaktiivse 131 I.
Astatiin-211 kiirgab ainult alfakiiri – see on lühikestel vahemaadel väga energiline, kuid ei suuda kaugele jõuda. Selle tulemusena toimivad nad ainult kilpnäärele, mõjutamata kõrvalkilpnääret. Astatiin-alfa osakeste radiobioloogiline toime kilpnäärmele on 2,8 korda tugevam kui jood-131 poolt eralduvate beetaosakeste oma. See viitab sellele, et astatiin on kilpnäärme ravis väga paljutõotav raviaine. Samuti on leitud usaldusväärne vahend astatiini kehast eemaldamiseks. Rodaniidi ioon blokeerib astatiini akumuleerumist kilpnäärmes, moodustades sellega tugeva kompleksi. Nii et elementi number 85 ei saa enam praktiliselt kasutuks nimetada.
