Աստատինի ֆիզիկական հատկություններ. Աստատին բառի իմաստը

Բացման պատմություն.

Կանխատեսվել է (որպես «էկա-յոդ») Դ. Ի. Մենդելեևի կողմից 1898 թ. «... յոդից ավելի մեծ ատոմային զանգված ունեցող հալոգեն X-ի հայտնաբերումից հետո այն դեռ կձևավորի KX, KXO3 և այլն, որ նրա ջրածնային միացությունը HX կլինի գազային, շատ փխրուն թթու, որի ատոմի զանգվածը կլինի . .. 215»
Աստաթինը առաջին անգամ արհեստականորեն ստացվել է 1940 թվականին Դ.Կորսոնի, Ք.Ռ.Մաքենզիի և Է.Սեգրի կողմից (Կալիֆորնիայի համալսարան Բերկլիում): 211 At իզոտոպը սինթեզելու համար նրանք բիսմութը ճառագայթել են ալֆա մասնիկներով։ 1943-1946 թվականներին ասատին իզոտոպները հայտնաբերվեցին որպես բնական ռադիոակտիվ շարքի մի մաս։
Astatium անվանումը ծագել է հունարենից։ բառեր ( աստատոզ) նշանակում է «անկայուն»։

Անդորրագիր:

Կարճատև աստատին ռադիոնուկլիդները (215 At, 218 At և 219 At) ձևավորվում են 235 U և 238 U ռադիոակտիվ քայքայման ժամանակ, դա պայմանավորված է բնության մեջ աստատինի հետքերի մշտական ​​առկայությամբ (~ 1 գ): Հիմնականում աստատին իզոտոպները ստացվում են մետաղական բիսմութի կամ թորիումի ճառագայթման միջոցով։ ա- բարձր էներգիայի մասնիկներ՝ աստաթինի հետագա տարանջատմամբ համատեղ տեղումներով, արդյունահանմամբ, քրոմատագրմամբ կամ թորմամբ։ Հայտնի ամենակայուն իզոտոպի զանգվածային թիվը 210 է։

Ֆիզիկական հատկություններ:

Իր ուժեղ ռադիոակտիվության պատճառով այն չի կարող ստացվել մակրոսկոպիկ քանակությամբ, որը բավարար է իր հատկությունների խորը ուսումնասիրության համար: Ըստ հաշվարկների՝ սովորական պայմաններում ասատին պարզ նյութը անկայուն մուգ կապույտ բյուրեղներ է, որը բաղկացած է ոչ թե At 2 մոլեկուլից, այլ առանձին ատոմներից։ Հալման ջերմաստիճանը մոտ 230-240°C է, եռման (սուբլիմացիա)՝ 309°C։

Քիմիական հատկություններ.

Քիմիական հատկություններով աստատինը մոտ է և՛ յոդին (ցույց է տալիս հալոգենների հատկությունները), և՛ պոլոնիումին (մետաղների հատկությունները)։
Աստատինը ջրային լուծույթում կրճատվում է ծծմբի երկօքսիդով. ինչպես մետաղները, այն նստում է նույնիսկ խիստ թթվային լուծույթներից ջրածնի սուլֆիդի միջոցով, իսկ ծծմբաթթվի լուծույթներից տեղահանվում է ցինկի միջոցով:
Ինչպես բոլոր հալոգենները (բացի ֆտորից), ասատինը ձևավորում է AgAt-ի (արծաթի աստատիդ) չլուծվող աղը: Այն ի վիճակի է օքսիդանալ մինչև At (V) վիճակը, ինչպես յոդը (օրինակ, AgAtO 3 աղը իր հատկություններով նույնական է AgIO 3-ին): Աստատինը փոխազդում է բրոմի և յոդի հետ՝ ձևավորելով միջհալոգեն միացություններ՝ աստատին յոդիդ AtI և աստատին բրոմիդ AtBr։
Երբ աստաթինի ջրային լուծույթը ենթարկվում է ջրածնի, ռեակցիայի պահին ձևավորվում է գազային ջրածնային աստատիդ HAt, նյութը չափազանց անկայուն է։

Դիմում:

Աստատինի անկայունությունը խնդրահարույց է դարձնում նրա միացությունների օգտագործումը, սակայն ուսումնասիրվել է քաղցկեղի դեմ պայքարում այս տարրի տարբեր իզոտոպների օգտագործման հնարավորությունը։ Տես նաև՝ Աստատին // Վիքիպեդիա. . Թարմացման ամսաթիվ՝ 05.02.2018թ. URL՝ https://ru.wikipedia.org/?oldid=92423599 (մուտքի ամսաթիվ՝ 08/02/2018):
Տարրերի հայտնաբերումը և դրանց անվանումների ծագումը:

Բնության մեջ կա 94 քիմիական տարր։ Մինչ օրս արհեստականորեն ձեռք է բերվել ևս 15 տրանսուրանի տարր (95-ից 109-րդ տարրեր), որոնցից 10-ի առկայությունը անվիճելի է։

Առավել տարածված

Լիտոսֆերա.Թթվածին (O), 46,60% զանգվածային. Բացվել է 1771 թվականին Կարլ Շելեի կողմից (Շվեդիա)։

Մթնոլորտ.Ազոտ (N), 78,09% ծավալով, 75,52% զանգվածով։ Բացվել է 1772 թվականին Ռադերֆորդի (Մեծ Բրիտանիա) կողմից։

Տիեզերք.Ջրածին (H), ընդհանուր նյութի 90%-ը։ Բացվել է 1776 թվականին Հենրի Քավենդիշի (Մեծ Բրիտանիա) կողմից։

Ամենահազվադեպը (94-ից)

Լիտոսֆերա.Աստատին (At)՝ 0,16 գ երկրի ընդերքում: Բացվել է 1940 թվականին Կորսոնի (ԱՄՆ) կողմից՝ աշխատակիցներով։ Բնության մեջ գոյություն ունեցող ասատին 215 (215 At) իզոտոպը (հայտնաբերվել է 1943 թվականին Բ. Կարլիկի և Տ. Բերներտի կողմից, Ավստրիա) գոյություն ունի ընդամենը 4,5 նանոգրամ քանակությամբ։

Մթնոլորտ.Ռադոն (Rn)՝ ընդամենը 2,4 կգ (1 միլիոնի մեկ մասի 6 10 -20 ծավալ)։ Բացվել է 1900 թվականին Դորնի (Գերմանիա) կողմից։ Այս ռադիոակտիվ գազի կոնցենտրացիան գրանիտե ապարների հանքավայրերում, իբր, մի շարք քաղցկեղի պատճառ է դարձել: Երկրակեղևում տեղակայված ռադոնի ընդհանուր զանգվածը, որից համալրվում են մթնոլորտային գազի պաշարները, կազմում է 160 տոննա։

Ամենահեշտ

Գազ.Ջրածինը (H) ունի 0,00008989 գ/սմ 3 խտություն 0°C ջերմաստիճանի և 1 ատմ ճնշման դեպքում։ Հայտնաբերվել է 1776 թվականին Քավենդիշի (Մեծ Բրիտանիա) կողմից։

Մետաղ.Լիթիումը (Li), որն ունի 0,5334 գ/սմ3 խտություն, բոլոր պինդ մարմիններից ամենաթեթևն է։ Հայտնաբերվել է 1817 թվականին Արֆվեդսոնի (Շվեդիա) կողմից։

Առավելագույն խտություն

Օսմիումը (Os), որն ունի 22,59 գ/սմ3 խտություն, բոլոր պինդ մարմիններից ամենածանրն է։ Բացվել է 1804 թվականին Տենանտի (Մեծ Բրիտանիա) կողմից։

Ամենածանր գազը

Այն ռադոն է (Rn), որի խտությունը 0,01005 գ/սմ 3 է 0°C-ում։ Բացվել է 1900 թվականին Դորնի (Գերմանիա) կողմից։

Վերջին ստացվածը

Տարր 108, կամ unnilocity (Uno): Այս նախնական անվանումը տրված է Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միության (IUPAC) կողմից: Ստացվել է 1984 թվականի ապրիլին Գ. Մյունցենբերգի և նրա գործընկերների կողմից (Արևմտյան Գերմանիա), ովքեր Դարմշտադում ծանր իոնների ուսումնասիրման ընկերության լաբորատորիայում դիտարկել են այս տարրի ընդամենը 3 ատոմ: Նույն թվականի հունիսին հաղորդագրություն հայտնվեց, որ այս տարրը ստացել է նաև Յու.Ց. Օգանեսյանը Դուբնա, ԽՍՀՄ միջուկային հետազոտությունների միացյալ ինստիտուտի աշխատակիցների հետ։

1982 թվականի օգոստոսի 29-ին, Արևմտյան Գերմանիա, Դարմշտադտ, Արևմտյան Գերմանիա, ծանր իոնների ուսումնասիրման ընկերության լաբորատորիայում բիսմութի ռմբակոծմամբ բիսմութի ատոմը (Une) ստացվել է երկաթի իոններով ռմբակոծելով: ամենամեծ ատոմային զանգվածը (266) . Ամենա նախնական տվյալների համաձայն՝ խորհրդային գիտնականները դիտարկել են 110 տարրի իզոտոպի ձևավորումը՝ 272 ատոմային զանգվածով (նախնական անվանումը՝ ununnylium (Uun)):

Ամենամաքուրը

Հելիում-4 (4 He), ստացված 1978 թվականի ապրիլին Պ.Վ. ԱՄՆ-ի Լանկաստերի համալսարանի ՄակԼինթոքն ունի 2 մասից պակաս կեղտեր 10 15 մասի ծավալով:

Ամենադժվարը

Ածխածին (C): Իր ալոտրոպիկ ձևով ադամանդն ունի 8400 Knoop կարծրություն: Այն հայտնի է եղել նախապատմական ժամանակներից:

Սիրելի

Californium-ը (Cf) վաճառվել է 1970 թվականին 10 դոլարով մեկ միկրոգրամի դիմաց: Բացվել է 1950 թվականին Seaborg-ի (ԱՄՆ) կողմից՝ աշխատակիցներով։

Առավել պլաստիկ

Ոսկի (Au): 1 գ-ից կարելի է քաշել 2,4 կմ երկարությամբ մետաղալար։ Հայտնի է մ.թ.ա 3000 թվականից

Առավելագույն առաձգական ուժ

Բոր (B) - 5,7 ԳՊա: Բացվել է 1808 թվականին Gay-Lussac and Tenard (Ֆրանսիա) և X. Davy (Մեծ Բրիտանիա) կողմից։

Հալման/եռման կետ

Ամենացածրը.Ոչ մետաղներից հելիում-4 (4He)-ն ունի ամենացածր հալման կետը՝ -272,375°C 24,985 ատմ ճնշման դեպքում, իսկ եռման ամենացածրը՝ -268,928°C։ Հելիումը հայտնաբերվել է 1868 թվականին Լոկյերի (Մեծ Բրիտանիա) և Յանսենի (Ֆրանսիա) կողմից։ Միատոմային ջրածինը (H) պետք է լինի չսեղմվող գերհեղուկ գազ։ Մետաղներից սնդիկի (Hg) համապատասխան պարամետրերն են –38,836°C (հալման կետ) և 356,661°C (եռման կետ)։

Ամենաբարձրահասակը.Ոչ մետաղների մեջ ածխածնի ամենաբարձր հալման և եռման կետը հայտնի է նախապատմական ժամանակներից (C)՝ 530 ° C և 3870 ° C: Այնուամենայնիվ, վիճելի է թվում, որ գրաֆիտը կայուն է բարձր ջերմաստիճաններում: Անցնելով 3720°C ջերմաստիճանում պինդ վիճակից գոլորշի վիճակի, գրաֆիտը կարելի է ստանալ հեղուկ վիճակում 100 ատմ ճնշման և 4730°C ջերմաստիճանի դեպքում։ Մետաղներից վոլֆրամի (Վտ) համապատասխան պարամետրերը՝ 3420°C (հալման կետ) և 5860°C (եռման կետ): Բացվել է 1783 թվականին Հ.Խ. և F. d'Eluyarami (Իսպանիա).

իզոտոպներ

Ամենամեծ թվով իզոտոպներ (յուրաքանչյուրը 36) հայտնաբերվել է քսենոնում (Xe), որը հայտնաբերվել է 1898 թվականին Ռամզեյի և Թրավերսի կողմից (Մեծ Բրիտանիա), և ցեզիումում (Cs), որը հայտնաբերվել է 1860 թվականին Բունսենի և Կիրխհոֆի կողմից (Գերմանիա)։ Ջրածինը (H) ունի ամենափոքր քանակությունը (3՝ պրոտիում, դեյտերիում և տրիտում), որը հայտնաբերվել է 1776 թվականին Քավենդիշի (Մեծ Բրիտանիա) կողմից։

Ամենակայունը. Tellurium-128 (128 Te), ըստ կրկնակի բետա քայքայման, ունի 1,5 10 24 տարի կիսամյակ: Tellurium (Te) հայտնաբերվել է 1782 թվականին Մյուլեր ֆոն Ռայխենշտեյնի (Ավստրիա) կողմից։ 128 Te իզոտոպը առաջին անգամ հայտնաբերվել է բնական վիճակում 1924 թվականին Ֆ.Աստոնի (Մեծ Բրիտանիա) կողմից։ Նրա գերկայունության մասին տվյալները կրկին հաստատվել են 1968 թվականին Է.Ալեքսանդր կրտսերի, Բ.Սրինիվասանի և Օ.Մանուելի (ԱՄՆ) ուսումնասիրություններով։ Ալֆա քայքայման ռեկորդը պատկանում է սամարիում-148 (148 սմ) - 8 10 15 տարի: Բետա քայքայման ռեկորդը պատկանում է կադմիումի 113 իզոտոպին (113 Cd) - 9 10 15 տարի: Երկու իզոտոպներն էլ իրենց բնական վիճակում հայտնաբերվել են Ֆ.Աստոնի կողմից, համապատասխանաբար, 1933 և 1924 թվականներին։ 148 Sm-ի ռադիոակտիվությունը հայտնաբերել են Տ. Ուիլկինսը և Ա. Դեմփսթերը (ԱՄՆ) 1938 թվականին, իսկ 113 Cd-ի ռադիոակտիվությունը՝ 1961 թվականին՝ Դ. Ուոթը և Ռ. Գլովերը (Մեծ Բրիտանիա)։

Առավել անկայուն.Լիթիում-5 (5 Li) կյանքի ժամկետը սահմանափակված է 4,4 10 -22 վրկ-ով: Իզոտոպն առաջին անգամ հայտնաբերել են Է. Թիթերթոնը (Ավստրալիա) և Տ. Բրինկլին (Մեծ Բրիտանիա) 1950 թվականին։

Հեղուկ միջակայք

Հաշվի առնելով հալման կետի և եռման կետի տարբերությունը, հեղուկի ամենակարճ շարք ունեցող տարրը իներտ գազի նեոնն է (Ne) ընդամենը 2,542 աստիճանով (-248,594°C-ից -246,052°C), մինչդեռ ամենաերկար հեղուկ շարքը (3453 աստիճան) ռադիոակտիվ տրանսուրանային նեպտունի (Np) տարրին բնորոշ (637°C-ից մինչև 4090°C): Այնուամենայնիվ, եթե հաշվի առնենք հեղուկների իրական շարքը` հալման կետից մինչև կրիտիկական կետ, ապա հելիում (He) տարրն ունի ամենակարճ ժամանակահատվածը` ընդամենը 5,195 աստիճան (բացարձակ զրոյից մինչև -268,928 ° C), և ամենաերկարը՝ 10200 աստիճան՝ վոլֆրամի համար (3420°С-ից մինչև 13620°С):

Ամենաթունավորը

Ոչ ռադիոակտիվ նյութերի շարքում առավել խիստ սահմանափակումներ են սահմանվել բերիլիումի (Be) համար - օդում այս տարրի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան (MPC) ընդամենը 2 մկգ / մ 3 է: Ռադիոակտիվ իզոտոպների շարքում, որոնք գոյություն ունեն բնության մեջ կամ արտադրվում են միջուկային կայանքների կողմից, օդում պարունակության ամենախիստ սահմանները սահմանվել են թորիում-228-ի համար (228 Th), որն առաջին անգամ հայտնաբերել է Օտտո Հանը (Գերմանիա) 1905 թվականին (2.4 10): -16 գ/մ 3), իսկ ջրում պարունակության առումով՝ ռադիում-228 (228 Ra), հայտնաբերված Օ. Գանի կողմից 1907 թվականին (1,1 10 -13 գ/լ): Էկոլոգիական տեսանկյունից նրանք ունեն զգալի կիսամյակ (այսինքն՝ ավելի քան 6 ամիս):

Գինեսի համաշխարհային ռեկորդներ, 1998 թ

Աստատ), At, ոչ մետաղական ռադիոակտիվ քիմիական տարր, ատոմային համարը՝ 85, ատոմային զանգվածը՝ 210։

1. Ընդհանուր բնութագիր

Ունի իզոտոպներ հետ. Վ. 202-219, որոնցից 211-ում (7,5 ժամ) և 210-ում (8,3 ժամ) ունեն ամենաշատ կիսատ կյանքը: Ա.-ն բնության մեջ չի հանդիպում, այն սկզբում ստացվել է արհեստականորեն՝ բիսմութին α-մասնիկներով ռմբակոծելով։ Ա.-ի համար քիմ. հատկությունները նման են հալոգեններին և մետաղներին:

2. Պատմություն

Աստաթինը առաջին անգամ արհեստականորեն ստացվել է 1940 թվականին Դ.Կորսոնի, Ք.Ռ.Մաքենզիի և Է.Սեգրի կողմից (Կալիֆորնիայի համալսարան Բերկլիում): 211 At իզոտոպը սինթեզելու համար նրանք բիսմութը ճառագայթել են ալֆա մասնիկներով։
1943 - 1946 թվականներին բնական ռադիոակտիվ տարրերի բաղադրության մեջ հայտնաբերվեցին աստատինի իզոտոպներ։

3. Անվան ծագումը

Հալման կետ 302? Գ, եռում (սուբլիմացիա) 337 ? Գ.

6.2. Քիմիական հատկություններ

Հատկությունների առումով աստատինը ամեն ինչում նման է յոդին. այն թորված է, արդյունահանվում է ածխածնի քառաքլորիդով CCl 4 ջրային լուծույթներից, ցինկով կամ ծծմբի երկօքսիդով վերածվում է աստատիդի իոնի At -:

,

որը արծաթի իոններով առաջացնում է անլուծելի արծաթի աստատիդ AgAt. Վերջինս քանակապես պատված է արծաթի յոդիդով որպես կրող։ Astatate Ion AtO - 3 ձևավորվում է աստատիդի իոնի օքսիդացման ժամանակ Յոդաթթվով H 5 IO 6 կամ ցերիումի Ce (IV):

Այս հավասարման ֆորմալացված գրառումը համապատասխանում է էլեկտրաչեզոքության պայմանին: Փաստորեն, Ce (IV) իոնները գոյություն ունեն հիդրացված իոնների տեսքով 4, որոնք կազմում են ջրածնի իոն և, բացառությամբ շատ թթվային լուծույթների (pH ~ 1), այնուհետև ենթարկվում են հիդրոլիզի և պոլիմերացման։ AtO 3 իոններ - քանակապես նստեցնում են ջրում չլուծվող Pb (IO 3) 2.

Աստատինը (այլ հունարենից ἄστατος - «անկայուն») քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի 17-րդ խմբի տարր է (ըստ հնացած դասակարգման՝ VII խմբի հիմնական ենթախմբի տարր), վեցերորդ շրջանի, ատոմային։ թիվ 85. Նշանակվում է At (լատ. astatium) նշանով։
Ռադիոակտիվ. Պարզ նյութ ասատին (CAS համարը՝ 7440-68-8) նորմալ պայմաններում՝ սև-կապույտ գույնի անկայուն բյուրեղներ։ Աստատինի մոլեկուլը, ըստ երևույթին, երկատոմիկ է (բանաձև At 2):

Պատմություն

Կանխատեսվել է (որպես «էկա-յոդ») Դ.Ի.Մենդելեևի կողմից: 1931 թվականին Ֆ. Ալիսոնը և նրա գործընկերները (Ալաբամայի պոլիտեխնիկական ինստիտուտ) զեկուցեցին բնության մեջ այս տարրի հայտնաբերման մասին և առաջարկեցին դրա համար ալաբամին (Ab) անվանումը, սակայն այս արդյունքը չհաստատվեց։ Աստաթինը առաջին անգամ արհեստականորեն ստացվել է 1940 թվականին Դ.Կորսոնի, Ք.Ռ.Մաքենզիի և Է.Սեգրի կողմից (Կալիֆորնիայի համալսարան Բերկլիում): 211 At իզոտոպը սինթեզելու համար նրանք բիսմութը ճառագայթել են ալֆա մասնիկներով։
1943-1946 թվականներին ասատին իզոտոպները հայտնաբերվեցին որպես բնական ռադիոակտիվ շարքի մի մաս։
Ռուսական տերմինաբանության մեջ տարրը մինչև 1962 թվականը կոչվում էր «աստատին»:
Առաջարկվել են նաև «Հելվետին» (ի պատիվ Հելվետիայի՝ Շվեյցարիայի հնագույն անվանումը) և «լեպտին» (հունարեն «թույլ, երերուն») անվանումները։

Անդորրագիր

Աստաթինը ստացվում է միայն արհեստական ​​ճանապարհով։ Հիմնականում աստատին իզոտոպները ձեռք են բերվում մետաղական բիսմութի կամ թորիումի ճառագայթման միջոցով բարձր էներգիայի α-մասնիկներով, որին հաջորդում է աստաթինի տարանջատումը համատեղ տեղումներով, արդյունահանմամբ, քրոմատագրմամբ կամ թորումով:

Ֆիզիկական հատկություններ

Ուսումնասիրության համար մատչելի նյութի փոքր քանակության պատճառով այս տարրի ֆիզիկական հատկությունները վատ են ընկալվում և, որպես կանոն, կառուցված են ավելի մատչելի տարրերի անալոգիաների վրա:
Աստատինը կապույտ-սև պինդ է, արտաքին տեսքով նման է յոդին: Բնութագրվում է ոչ մետաղների (հալոգեններ) և մետաղների (պոլոնիում, կապար և այլն) հատկությունների համադրությամբ։ Յոդի նման, ասատինը լավ է լուծվում օրգանական լուծիչների մեջ և հեշտությամբ արդյունահանվում նրանց կողմից։ Անկայունության առումով այն փոքր-ինչ զիջում է յոդին, բայց կարող է նաև հեշտությամբ սուբլիմացվել։
Հալման ջերմաստիճանը 302 °C, եռման ջերմաստիճանը (սուբլիմացիա) 337 °C։

Քիմիական հատկություններ

Հալոգեն. Դրական օքսիդացման վիճակներում աստատինը ձևավորում է թթվածին պարունակող ձև, որը պայմանականորեն նշանակվում է որպես At τ+ (astatine-tau-plus):
Երբ աստատինի ջրային լուծույթը ենթարկվում է ջրածնի, ռեակցիայի պահին առաջանում է գազային ջրածնային աստատիդ HAt: Աստատինը ջրային լուծույթում կրճատվում է SO 2-ով և օքսիդացված Br 2-ով: Աստատինը, ինչպես մետաղները, նստում է աղաթթվի լուծույթներից ջրածնի սուլֆիդով (H 2 S): Լուծույթից տեղահանվել է ցինկով (մետաղական հատկություններ):
Հայտնի են նաև աստատինի միջհալոգեն միացությունները՝ աստատին յոդիդ AtI և աստատին բրոմիդ AtBr։ Ստացվել է նաև ջրածնի աստատիդ HAt:
Այնուամենայնիվ, ջրածնի և աստատինի նույն էլեկտրաբացասականության պատճառով աստատինը չափազանց անկայուն է, և ջրային լուծույթներում կան ոչ միայն պրոտոններ, այլ նաև At + իոններ, ինչը չի կարելի ասել մնացած բոլոր հիդրոհալաթթուների դեպքում։
Մետաղների հետ աստատինը ձևավորում է միացություններ, որոնցում այն ​​ցուցադրում է −1 օքսիդացման վիճակ, ինչպես մյուս բոլոր հալոգենները (օրինակ, NaAt-ը կոչվում է նատրիումի աստատիդ)։ Ինչպես մյուս հալոգենները, աստատինը կարող է փոխարինել ջրածին մեթանի մոլեկուլում՝ արտադրելով տետրաաստատմեթան CAt 4: Այս դեպքում առաջինը ձևավորվում է աստատմեթան, դիաստատմեթան, ասատոֆորմ։

Աստատինը` հինգերորդ հալոգենը, մեր մոլորակի վրա ամենաքիչ տարածված տարրն է, բացառությամբ, իհարկե, տրանսուրանի տարրերի: Մոտավոր հաշվարկը ցույց է տալիս, որ ամբողջ երկրի ընդերքը պարունակում է ընդամենը մոտ 30 գ աստատին, և այս գնահատականը ամենալավատեսականն է։ Թիվ 85 տարրը չունի կայուն իզոտոպներ, իսկ ամենաերկարակյաց ռադիոակտիվ իզոտոպն ունի 8,3 ժամ կիսամյակ, այսինքն. Առավոտյան ստացված աստատինի կեսն անգամ երեկոյան չի մնում։

Այսպիսով, աստատին անվանումը, իսկ հունարենում αστατος նշանակում է «անկայուն», հաջողությամբ արտացոլում է այս տարրի բնույթը: Այդ դեպքում ինչո՞վ կարող է աստատինը հետաքրքիր լինել և արժե՞ արդյոք այն ուսումնասիրել: Արժե այն, քանի որ աստատինը (ճիշտ այնպես, ինչպես պրոմեթիումը, տեխնիումը և ֆրանցիումը) ստեղծվել է մարդու կողմից բառի ամբողջական իմաստով, և այս տարրի ուսումնասիրությունը տալիս է շատ ուսանելի տեղեկատվություն՝ հիմնականում հատկությունները փոխելու օրինաչափությունները հասկանալու համար։ պարբերական համակարգի տարրերից։ Որոշ դեպքերում ցույց տալով մետաղական հատկություններ, իսկ որոշ դեպքերում՝ ոչ մետաղական հատկություններ՝ աստատինը ամենայուրօրինակ տարրերից մեկն է։

Մինչև 1962 թվականը ռուսական քիմիական գրականության մեջ այս տարրը կոչվում էր աստատին, և այժմ դրան կպչում է «աստատին» անվանումը, և դա, ըստ երևույթին, ճիշտ է. կա՞ «in» վերջածանց:

Էկաիոդի որոնում

Դ. Ի. Մենդելեևը վերջին հալոգենն անվանել է ոչ միայն էկաիդ, այլև հալոգեն X: Նա գրել է 1898 թվականին՝ KX, KXO 3 և այլն, որ նրա ջրածնային միացությունը կլինի գազային, շատ անկայուն թթու, որ ատոմայինը կլինի ... մոտ 215 թ.

1920 թվականին գերմանացի քիմիկոս Է.Վագները կրկին ուշադրություն հրավիրեց հալոգեն խմբի դեռևս հիպոթետիկ հինգերորդ անդամի վրա՝ պնդելով, որ այս տարրը պետք է ռադիոակտիվ լինի։

Այնուհետեւ սկսվեց բնական օբյեկտներում թիվ 85 տարրի ինտենսիվ որոնումը։

85-րդ տարրի հատկությունների մասին ենթադրություններում քիմիկոսները ելնում էին պարբերական համակարգում նրա գտնվելու վայրից և այս տարրի հարևանների հատկությունների վերաբերյալ տվյալներից՝ ըստ պարբերական աղյուսակի։ Հաշվի առնելով հալոգեն խմբի մյուս անդամների հատկությունները, հեշտ է նկատել հետևյալ օրինաչափությունը. ֆտորը և քլորը գազեր են, բրոմն արդեն հեղուկ է, իսկ յոդը պինդ նյութ է, որը, թեև փոքր չափով, ցուցադրում է հատկությունները. մետաղներ. Էկայոդը ամենածանր հալոգենն է։ Ակնհայտ է, որ այն պետք է լինի նույնիսկ ավելի մետաղի, քան յոդը, և, ունենալով հալոգենների շատ հատկություններ, այս կամ այն ​​կերպ նման է ձախ կողմում գտնվող իր հարևանին՝ պոլոնիումին... Այլ հալոգենների հետ միասին, էկայոդը, ըստ երևույթին, պետք է լինի. ծովերի, օվկիանոսների, հորատանցքերի ջրերում: Փորձեցին այն փնտրել, ինչպես յոդը, ջրիմուռներում, աղաջրերում և այլն։ Անգլիացի քիմիկոս I. Friend-ը փորձել է Մեռյալ ծովի ջրերում գտնել ներկայիս աստատինը և ֆրանցիումը, որոնցում, ինչպես հայտնի էր, և՛ հալոգենները, և՛ ալկալիական մետաղները ավելի քան բավարար են։ Էկայոդը քլորիդների լուծույթից հանելու համար նստեցվել է արծաթի քլորիդ; Ընկերը հավատում էր, որ նստվածքը կտարի նաև 85-րդ տարրի հետքերը: Սակայն ոչ ռենտգենյան սպեկտրային անալիզը, ոչ զանգվածային սպեկտրոմետրիան դրական արդյունք չեն տվել։

1932 թվականին Ալաբամայի պոլիտեխնիկական ինստիտուտի (ԱՄՆ) քիմիկոսները՝ Ֆ.Ալիսոնի գլխավորությամբ, հայտնել են, որ մոնազիտ ավազից մեկուսացրել են արտադրանք, որը պարունակում է թիվ 85 տարրի միացություններից մեկի մոտ 0,000002 գ։ Ի պատիվ իրենց պետության՝ նրանք այն անվանել են «ալաբամիում» և նույնիսկ նկարագրել դրա համակցությունը ջրածնի և թթվածին պարունակող թթուների հետ։ 85 տարրի ալաբամիում անվանումը հայտնվել է քիմիայի դասագրքերում և տեղեկատուներում մինչև 1947 թվականը։

Այնուամենայնիվ, այս հաղորդագրությունից անմիջապես հետո մի քանի գիտնականներ կասկածներ ունեին Ալիսոնի հայտնագործության հավաստիության վերաբերյալ: Ալաբամիումի հատկությունները կտրուկ տարբերվում էին պարբերական օրենքի կանխատեսումներից։ Բացի այդ, այս պահին պարզ դարձավ, որ բիսմութից ծանր բոլոր տարրերը չունեն կայուն իզոտոպներ։ Ենթադրելով թիվ 85 տարրի կայունությունը՝ գիտությունը կկանգներ անբացատրելի անոմալիայի առաջ։ Դե, եթե թիվ 85 տարրը կայուն չէ, ապա այն Երկրի վրա կարելի է գտնել միայն երկու դեպքում՝ եթե այն ունի իզոտոպ, որի կիսամյակը ավելի մեծ է, քան Երկրի տարիքը, կամ եթե նրա իզոտոպները ձևավորվել են քայքայման ժամանակ։ երկարակյաց ռադիոակտիվ տարրերից:

Այն ենթադրությունը, որ տարրը 85-ը կարող է լինել այլ տարրերի ռադիոակտիվ քայքայման արդյունք, ելակետ դարձավ հետազոտողների մեկ այլ մեծ խմբի համար, որոնք փնտրում էին էկաիդ: Այս խմբում առաջինը պետք է կոչվի գերմանացի հայտնի ռադիոքիմիկոս Օտտո Հանը, ով դեռ 1926 թվականին առաջարկել է 85-րդ տարրի իզոտոպների առաջացման հնարավորությունը պոլոնիումի բետա քայքայման ժամանակ։

19 տարվա ընթացքում՝ 1925-1943 թվականներին, պարբերական մամուլում հայտնվեցին առնվազն կես տասնյակ զեկույցներ էկաիոդի հայտնաբերման մասին։ Նրան վերագրվել են որոշակի քիմիական հատկություններ, տրվել են հնչեղ անուններ՝ Հելվետիում (ի պատիվ Շվեյցարիայի), Անգլո-Հելվետիում (ի պատիվ Անգլիայի և Շվեյցարիայի), Դակին (Կենտրոնական Եվրոպայում դացիների հնագույն երկրի անունից), Լեպտին։ (թարգմանվել է հունարենից «թույլ», «երերուն», «բռնազրկված») և այլն։ Այնուամենայնիվ, թիվ 85 տարրի հայտնաբերման և նույնականացման մասին առաջին վստահելի հաղորդագրությունն արվել է նոր տարրերի սինթեզով զբաղվող ֆիզիկոսների կողմից։

Դ.Կորսոնը, Ք.Մաքքենզին և Է.Սեգրին բիսմութային թիրախը ճառագայթել են ալֆա մասնիկներով Կալիֆորնիայի համալսարանի ցիկլոտրոնում: Մասնիկների էներգիան 21 ՄէՎ էր, իսկ թիվ 85 տարրի ստացման միջուկային ռեակցիան հետևյալն էր.

209 83 Bi + 4 2 He → 211 85 At + 2 1 0 n.

Նոր սինթետիկ տարրն անվանվել է միայն պատերազմից հետո՝ 1947 թվականին։ Բայց ավելի վաղ՝ 1943 թվականին, ապացուցվել է, որ ռադիոակտիվ քայքայման բոլոր երեք շարքերում ձևավորվում են աստատին իզոտոպներ։ Հետեւաբար, աստատինը հանդիպում է բնության մեջ:

Աստաթինը բնության մեջ

Աստաթինը բնության մեջ առաջինն էր, որ գտել են ավստրիացի քիմիկոսներ Բ.Կարլիկը և Տ.Բերներտը։ Ուսումնասիրելով ռադոնի դուստր արտադրանքների ռադիոակտիվությունը՝ նրանք պարզեցին, որ ռադիումի մի փոքր մասը (այսպես կոչված այն ժամանակ, և դեռ կոչվում է 218 Po իզոտոպ) քայքայվում է երկու ձևով (այսպես կոչված, ռադիոակտիվ պատառաքաղ).

RaA-ի թարմ մեկուսացված նմուշում, պոլոնիում-218-ի կողմից առաջացած ալֆա մասնիկների հետ միասին, հայտնաբերվել են նաև այլ բնութագրերով ալֆա մասնիկներ: Հենց այդպիսի մասնիկները, ըստ տեսական գնահատականների, կարող են արձակել 218 85 իզոտոպի միջուկներ:

Հետագայում այլ փորձերի ժամանակ հայտնաբերվեցին կարճատև իզոտոպներ՝ 215 At, 216 At և 217 At։ Իսկ 1953 թվականին ամերիկացի ռադիոքիմիկոսներ Է. Հայդը և Ա. Գիորսոն քիմիական միջոցներով մեկուսացրեցին 219 At իզոտոպը ֆրանցիում-223-ից։ Սա աստաթինի իզոտոպի քիմիական նույնականացման միակ դեպքն է բնական իզոտոպից: Շատ ավելի հեշտ և հարմար է աստատին արհեստականորեն ստանալը։

բացահայտել, բացահայտել, պարզել

Ալֆա մասնիկներով բիսմուսի ճառագայթման վերը նշված ռեակցիան կարող է օգտագործվել նաև աստատինի այլ իզոտոպների սինթեզի համար։ Բավական է ռմբակոծող մասնիկների էներգիան հասցնել 30 ՄՎ, քանի որ ռեակցիան ընթանում է երեք նեյտրոնների արտանետմամբ և ասատին-211-ի փոխարեն ձևավորվում է աստատին-210։ Որքան մեծ է ալֆա մասնիկների էներգիան, այնքան ավելի շատ երկրորդական նեյտրոններ են արտադրվում և ավելի փոքր, հետևաբար, ստացված իզոտոպի զանգվածային թիվը։ Որպես ճառագայթման թիրախ օգտագործվում է մետաղական բիսմութը կամ դրա օքսիդը, որը նստում կամ նստում է ալյումինի կամ պղնձի հիմքի վրա:

Բրինձ. 6.

Աստատինի սինթեզի մեկ այլ մեթոդ ոսկու թիրախի ճառագայթումն է արագացված ածխածնի իոններով: Այս դեպքում, մասնավորապես, տեղի է ունենում հետևյալ ռեակցիան.

197 79 Au + 12 6 C → 205 85 + 4 1 0 n.

Ստացված աստաթինը բիսմութից կամ ոսկուց թիրախներից մեկուսացնելու համար օգտագործվում է աստատինի բավականին բարձր անկայունություն. այն դեռ հալոգեն է: Թորումը տեղի է ունենում ազոտի հոսքի մեջ կամ վակուումում, երբ թիրախը տաքացվում է մինչև 300...600°C: Աստատինը խտանում է հեղուկ ազոտով կամ չոր սառույցով սառեցված ապակե թակարդի մակերեսին։

Ասատին ստանալու մեկ այլ եղանակ հիմնված է ուրանի կամ թորիումի միջուկների տրոհման ռեակցիաների վրա, երբ դրանք ճառագայթվում են ալֆա մասնիկներով կամ բարձր էներգիայի պրոտոններով։ Այսպես, օրինակ, երբ 1 գ մետաղական թորիում ճառագայթվում է 680 ՄէՎ էներգիա ունեցող պրոտոններով Դուբնայում Միջուկային հետազոտությունների միացյալ ինստիտուտի սինքրոցիկլոտրոնում, ստացվում է մոտ 20 միկրոկուրի (հակառակ դեպքում՝ 3 10 13 ատոմ) աստատին։ Այնուամենայնիվ, այս դեպքում շատ ավելի դժվար է մեկուսացնել աստատինը տարրերի բարդ խառնուրդից: Այս բարդ խնդիրը լուծեց Դուբնայից մի խումբ ռադիոքիմիկոսներ՝ Վ.Ա. Խալկին.

Այժմ արդեն հայտնի են 200-ից մինչև 219 զանգվածային թվերով աստատինի 20 իզոտոպներ, որոնցից ամենաերկարակյացը 210 At իզոտոպն է (կես կյանքը 8,3 ժամ), իսկ ամենակարճը՝ 214 At (2 10 -6 վայրկյան) .

Քանի որ աստատինը հնարավոր չէ ձեռք բերել զգալի քանակությամբ, դրա ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները լիովին հասկանալի չեն, և ֆիզիկաքիմիական հաստատունները ամենից հաճախ հաշվարկվում են պարբերական համակարգում ավելի մատչելի հարևանների անալոգիայի միջոցով: Մասնավորապես, աստատինի հալման և եռման կետերը հաշվարկվել են 411 և 299°C, այսինքն. աստատինը, ինչպես յոդը, պետք է ավելի հեշտությամբ բարձրանա, քան հալվի:

Ատատինի քիմիայի վերաբերյալ բոլոր ուսումնասիրություններն իրականացվել են այս տարրի չափազանց փոքր քանակությամբ՝ 10–9 ... 10–13 գ մեկ լիտր լուծիչի համար: Եվ խոսքը նույնիսկ այն չէ, որ հնարավոր չէ ավելի կենտրոնացված լուծումներ ստանալ։ Եթե ​​դրանք հնարավոր լիներ ձեռք բերել, ապա նրանց հետ աշխատելը չափազանց դժվար կլիներ։ Աստատինի ալֆա ճառագայթումը հանգեցնում է լուծույթների ռադիոլիզի, դրանց ուժեղ տաքացման և մեծ քանակությամբ ենթամթերքների առաջացման։

Եվ այնուամենայնիվ, չնայած այս բոլոր դժվարություններին, չնայած այն հանգամանքին, որ լուծույթում հայտնաբերված աստատինի ատոմների թիվը համեմատելի է պատահական (թեև զգուշորեն խուսափելով) աղտոտվածության հետ, որոշակի առաջընթաց է գրանցվել աստատինի քիմիական հատկությունների ուսումնասիրության հարցում: Հաստատվել է, որ աստատինը կարող է գոյություն ունենալ վեց վալենտային վիճակներում՝ 1-ից մինչև 7+։ Սրանում այն ​​դրսևորվում է որպես յոդի բնորոշ անալոգ։ Յոդի նման, այն լավ է լուծվում օրգանական լուծիչների մեծ մասում, սակայն դրական էլեկտրական լիցք է ստանում ավելի հեշտ, քան յոդը։

Ստացվել և ուսումնասիրվել են աստատինի մի շարք միջհալոգեն միացությունների, օրինակ՝ AtBr, AtI, CsAtI 2 հատկությունները։

Հարմար միջոցներով փորձ

Ասատին գործնականում կիրառելու առաջին փորձերը կատարվել են արդեն 1940 թվականին՝ այս տարրը ստանալուց անմիջապես հետո։ Կալիֆորնիայի համալսարանի մի խումբ աշխատակիցներ պարզել են, որ ասատինը, ինչպես յոդը, ընտրողաբար կենտրոնանում է վահանաձև գեղձում։ Փորձերը ցույց են տվել, որ 211 At-ի օգտագործումը վահանաձև գեղձի հիվանդությունների բուժման համար ավելի օգտակար է, քան ռադիոակտիվ 131 I-ը։

Astatine-211-ն արձակում է միայն ալֆա ճառագայթներ՝ շատ էներգետիկ կարճ հեռավորությունների վրա, բայց չի կարողանում հեռու գնալ: Արդյունքում նրանք գործում են միայն վահանաձև գեղձի վրա՝ չազդելով հարևան՝ պարաթիրոիդ վրա։ Ասատին ալֆա մասնիկների ռադիոկենսաբանական ազդեցությունը վահանաձև գեղձի վրա 2,8 անգամ ավելի ուժեղ է, քան յոդ-131-ից արտանետվող բետա մասնիկների ազդեցությունը: Սա ենթադրում է, որ ասատինը շատ խոստումնալից է որպես թերապևտիկ միջոց վահանաձև գեղձի բուժման մեջ: Հայտնաբերվել է նաև մարմնից աստատին հեռացնելու հուսալի միջոց։ Ռոդանիդ իոնը արգելափակում է աստաթինի կուտակումը վահանաձև գեղձում՝ նրա հետ ստեղծելով ուժեղ բարդույթ։ Այսպիսով, թիվ 85 տարրն այլևս չի կարելի անվանել գործնականում անօգուտ: