Keşif geçmişi:
1898'de D.I. Mendeleev tarafından ("eka-iyot" olarak) tahmin edilmiştir. “... atom ağırlığı iyottan daha büyük olan bir halojen X keşfedildiğinde, yine de KX, KXO3 vb. oluşturacak, hidrojen bileşiği HX gaz halinde olacak, çok zayıf bir asit olacak, atom ağırlığı . ..215”
Astatin ilk olarak 1940 yılında D. Corson, K. R. Mackenzie ve E. Segre (Berkeley'deki California Üniversitesi) tarafından yapay olarak elde edildi. 211 At izotopunu sentezlemek için bizmutu alfa parçacıklarıyla ışınladılar. 1943-1946'da doğal radyoaktif serinin bir parçası olarak astatin izotopları keşfedildi.
Astatium ismi Yunancadan türemiştir. kelimeler ( astatoz) "kararsız" anlamına gelir.
Fiş:
Kısa ömürlü astatin radyonüklidleri (215 At, 218 At ve 219 At), 235 U ve 238 U'nun radyoaktif bozunması sırasında oluşur, bunun nedeni, doğada astatinin izlerinin (~ 1 g) sürekli bulunmasıdır. Temel olarak astatin izotopları metalik bizmut veya toryumun ışınlanmasıyla elde edilir. A-yüksek enerjili parçacıklar ve ardından astatinin birlikte çöktürme, ekstraksiyon, kromatografi veya damıtma yoluyla ayrılması. Bilinen en kararlı izotopun kütle numarası 210'dur.
Fiziki ozellikleri:
Güçlü radyoaktivitesi nedeniyle, özelliklerinin derinlemesine incelenmesi için yeterli makroskobik miktarlarda elde edilemez. Hesaplamalara göre, normal koşullar altında basit astatin maddesi, At 2 moleküllerinden değil, tek tek atomlardan oluşan koyu mavi renkli kararsız kristallerdir. Erime noktası yaklaşık 230-240°C, kaynama noktası (süblimleşme) - 309°C'dir.
Kimyasal özellikler:
Kimyasal özellikler açısından astatin, hem iyodine (halojenlerin özelliklerini gösterir) hem de polonyuma (bir metalin özelliklerini gösterir) yakındır.
Sulu çözeltideki astatin, kükürt dioksit ile indirgenir; metaller gibi, güçlü asidik çözeltilerden bile hidrojen sülfit ile çökeltilir ve sülfat çözeltilerinden çinko ile değiştirilir.
Tüm halojenler gibi (flor hariç), astatin de çözünmeyen bir tuz olan AgAt'yi (gümüş astatid) oluşturur. İyot gibi At(V) durumuna oksitlenme yeteneğine sahiptir (örneğin, AgAtO3 tuzu, özellikleri bakımından AgIO3 ile aynıdır). Astatin, brom ve iyot ile reaksiyona girerek interhalojen bileşiklerin (astatin iyodür AtI ve astatin bromit AtBr) oluşmasına neden olur.
Sulu bir astatin çözeltisi reaksiyon anında hidrojene maruz bırakıldığında, son derece kararsız bir madde olan gaz halindeki hidrojen astatin HAt oluşur.
Başvuru:
Astatinin kararsızlığı, bileşiklerinin kullanımını sorunlu hale getirmektedir, ancak bu elementin çeşitli izotoplarının kanserle mücadelede kullanılma olasılığı incelenmiştir. Ayrıca bakınız: Astatin // Wikipedia. . Güncelleme tarihi: 05/02/2018. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=92423599 (erişim tarihi: 08/02/2018).
Elementlerin keşfi ve adlarının kökeni.
Doğada 94 kimyasal element bulunmaktadır. Bugüne kadar yapay olarak 15 transuranyum elementi daha elde edildi (95'ten 109'a kadar elementler), bunlardan 10'unun varlığı tartışılmaz.
En genel
Litosfer. Oksijen (O), ağırlıkça %46,60. 1771 yılında Karl Scheele (İsveç) tarafından keşfedildi.
Atmosfer. Azot (N), hacimce %78,09, kütlece %75,52. 1772 yılında Rutherford (Büyük Britanya) tarafından keşfedildi.
Evren. Hidrojen (H), toplam maddenin %90'ı. 1776 yılında Henry Cavendish (Büyük Britanya) tarafından keşfedildi.
En nadir (94 üzerinden)
Litosfer. Astatin (At): Yer kabuğunda 0,16 g. 1940 yılında Corson (ABD) ve çalışanları tarafından açıldı. Doğal olarak oluşan izotop astatin 215 (215 At) (1943'te B. Karlik ve T. Bernert, Avusturya tarafından keşfedildi) yalnızca 4,5 nanogramlık miktarlarda mevcuttur.
Atmosfer. Radon (Rn): yalnızca 2,4 kg (6·10 –20 hacim, 1 milyonda bir kısım). 1900 yılında Dorn (Almanya) tarafından açıldı. Bu radyoaktif gazın granit kaya birikintilerinin olduğu bölgelerdeki konsantrasyonunun bir dizi kansere neden olduğuna inanılıyor. Atmosfer gaz rezervlerinin yenilendiği yer kabuğunda bulunan toplam radon kütlesi 160 tondur.
Kolay
Gaz. Hidrojenin (H), 0°C sıcaklıkta ve 1 atm basınçta yoğunluğu 0,00008989 g/cm3'tür. 1776'da Cavendish (Büyük Britanya) tarafından açıldı.
Metal. Lityum (Li), 0,5334 g/cm3 yoğunluğuyla tüm katıların en hafifidir. 1817'de Arfvedson (İsveç) tarafından keşfedildi.
Maksimum Yoğunluk
Osmiyum (Os), 22,59 g/cm3 yoğunluğuyla tüm katıların en ağırıdır. 1804 yılında Tennant (Büyük Britanya) tarafından keşfedildi.
En ağır gaz
0°C'de yoğunluğu 0,01005 g/cm3 olan radondur (Rn). 1900 yılında Dorn (Almanya) tarafından açıldı.
Son alınan
Element 108 veya unniloctium (Uno). Bu geçici ad, Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) tarafından verilmektedir. Nisan 1984'te, Darmstadt'taki Ağır İyon Araştırmaları Derneği'nin laboratuvarında bu elementin yalnızca 3 atomunu gözlemleyen G. Münzenberg ve iş arkadaşları (Batı Almanya) tarafından elde edildi. Aynı yılın Haziran ayında, bu unsurun Yu.Ts tarafından da elde edildiğine dair bir mesaj ortaya çıktı. Oganesyan ve ortakları, Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü, Dubna, SSCB'den.
29 Ağustos 1982'de Batı Almanya'nın Darmstadt kentindeki Ağır İyon Araştırma Derneği laboratuvarında bizmutun demir iyonlarıyla bombardıman edilmesiyle tek bir unnilenyum atomu (Une) elde edildi. En yüksek atom numarasına (element 109) ve en yüksek atom numarasına sahiptir. kütle (266) . En ön verilere göre, Sovyet bilim adamları atom kütlesi 272 olan (ön ad - ununnilium (Uun)) 110 elementinin bir izotopunun oluşumunu gözlemlediler.
En temiz
Helyum-4 (4 He), Nisan 1978'de P.V. ABD'deki Lancaster Üniversitesi'nden McLintock'ta 1015 birim hacim başına 2 birimden daha az yabancı madde bulunmaktadır.
En zor
Karbon (C). Allotropik formunda elmasın Knoop sertliği 8400'dür. Tarih öncesi çağlardan beri bilinmektedir.
sevgilim
Kaliforniya (Cf) 1970 yılında mikrogramı 10 dolardan satıldı. 1950 yılında Seaborg (ABD) ve çalışanları tarafından açıldı.
En esnek
Altın (Au). 1 g'dan 2,4 km uzunluğunda bir tel çekebilirsiniz. MÖ 3000'den beri bilinmektedir.
En yüksek çekme mukavemeti
Bor (B) – 5,7 GPa. 1808'de Gay-Lussac ve Thénard (Fransa) ve H. Davy (Büyük Britanya) tarafından keşfedildi.
Erime/kaynama noktası
En düşük. Metal olmayanlar arasında helyum-4 (4He), 24.985 atm basınçta en düşük erime noktasına -272.375°C, en düşük kaynama noktasına -268.928°C sahiptir. Helyum, 1868 yılında Lockyer (Büyük Britanya) ve Jansen (Fransa) tarafından keşfedildi. Tek atomlu hidrojen (H) sıkıştırılamaz bir süperakışkan gaz olmalıdır. Metaller arasında cıva (Hg) için karşılık gelen parametreler –38.836°C (erime noktası) ve 356.661°C'dir (kaynama noktası).
En uzun. Metal olmayanlar arasında en yüksek erime noktası ve kaynama noktası, tarih öncesi çağlardan beri bilinen karbondur (C): 530°C ve 3870°C. Ancak grafitin yüksek sıcaklıklarda stabil olup olmadığı tartışmalı görünmektedir. 3720°C'de katı halden buhar haline geçen grafit, 100 atm basınçta ve 4730°C sıcaklıkta sıvı halde elde edilebilmektedir. Metaller arasında tungsten (W) için ilgili parametreler 3420°C (erime noktası) ve 5860°C'dir (kaynama noktası). 1783 yılında H.H. ve F. d'Eluyarami (İspanya).
İzotoplar
En fazla sayıda izotop (her biri 36), 1898'de Ramsay ve Travers (Büyük Britanya) tarafından keşfedilen ksenonda (Xe) ve 1860'ta Bunsen ve Kirchhoff (Almanya) tarafından keşfedilen sezyumda (Cs) bulunur. Hidrojen (H), 1776'da Cavendish (Büyük Britanya) tarafından keşfedilen en küçük miktara (3: protium, döteryum ve trityum) sahiptir.
En istikrarlısı. Tellurium-128 (128 Te), çift beta bozunumuna göre 1,5 10 24 yıllık bir yarı ömre sahiptir. Tellurium (Te), 1782 yılında Müller von Reichenstein (Avusturya) tarafından keşfedildi. 128 Te izotopu ilk kez 1924 yılında F. Aston (Büyük Britanya) tarafından doğal haliyle keşfedildi. Süper stabilitesine ilişkin veriler, 1968'de E. Alexander Jr., B. Srinivasan ve O. Manuel (ABD) tarafından yapılan çalışmalarla bir kez daha doğrulandı. Alfa bozunum kaydı samaryum-148 (148 Sm) – 8·10 15 yıla aittir. Beta bozunma kaydı kadmiyum izotopu 113 (113 Cd) – 9·10 15 yıla aittir. Her iki izotop da doğal hallerinde sırasıyla 1933 ve 1924'te F. Aston tarafından keşfedildi. 148 Sm radyoaktivitesi 1938 yılında T. Wilkins ve A. Dempster (ABD) tarafından, 113 Cd radyoaktivitesi ise 1961 yılında D. Watt ve R. Glover (İngiltere) tarafından keşfedilmiştir.
En kararsız. Lityum-5'in (5 Li) ömrü 4,4 10 –22 s ile sınırlıdır. İzotop ilk olarak 1950'de E. Titterton (Avustralya) ve T. Brinkley (İngiltere) tarafından keşfedildi.
Sıvı serisi
Erime noktası ile kaynama noktası arasındaki fark göz önüne alındığında, en kısa sıvı aralığına sahip element asal gaz neondur (Ne) - sadece 2,542 derece (-248,594°C ila -246,052°C), en uzun sıvı aralığı ise (3453 derece) radyoaktif transuranik element neptunyumun (Np) karakteristiği (637°C'den 4090°C'ye). Bununla birlikte, sıvıların gerçek serisini (erime noktasından kritik noktaya kadar) dikkate alırsak, o zaman helyum elementi (He) en kısa periyoda sahiptir - yalnızca 5.195 derece (mutlak sıfırdan -268.928 ° C'ye) ve en uzun - 10200 derece - tungsten için (3420°C ila 13.620°C arası).
En zehirli
Radyoaktif olmayan maddeler arasında en katı kısıtlamalar berilyum (Be) için belirlenmiştir - bu elementin havada izin verilen maksimum konsantrasyonu (MAC) yalnızca 2 μg/m3'tür. Doğada bulunan veya nükleer tesisler tarafından üretilen radyoaktif izotoplar arasında havadaki içeriğe en katı sınırlar, ilk kez 1905 yılında Otto Hahn (Almanya) tarafından keşfedilen toryum-228 (228 Th) için belirlenmiştir (2,4 10 – 16 g/m3) ve sudaki içerik bakımından – radyum-228 (228 Ra) için, 1907'de O. Gan tarafından keşfedilmiştir (1.1·10 –13 g/l). Çevre açısından bakıldığında önemli yarılanma ömürleri vardır (yani 6 aydan fazla).
Guinness Rekorlar Kitabı, 1998
Astat), At, metalik olmayan radyoaktif kimyasal element, atom numarası 85, atom kütlesi 210.1. Genel açıklama
İle izotopları vardır. V. 202-219, bunlardan At 211 (7,5 saat) ve At 210 (8,3 saat) en uzun yarı ömre sahiptir. A. doğada bulunmadı; ilk olarak bizmutun α parçacıklarıyla bombardıman edilmesiyle yapay olarak elde edildi. A. kimya için Halojenlere ve metallere benzer özellikler.
2. Tarih
Astatin ilk olarak 1940 yılında D. Corson, K. R. Mackenzie ve E. Segre (Berkeley'deki California Üniversitesi) tarafından yapay olarak elde edildi. 211 At izotopunu sentezlemek için bizmutu alfa parçacıklarıyla ışınladılar.
1943 - 1946'da doğal radyoaktif elementlerin bir parçası olarak astatin izotopları keşfedildi.
3. İsmin kökeni
Erime noktası 302 mi? C, kaynama noktası (süblimleşme) 337? C.
6.2. Kimyasal özellikler
Astatinin özellikleri iyodine çok benzer: damıtılır, sulu çözeltilerden karbon tetraklorür CCl4 ile ekstrakte edilir, çinko veya kükürt dioksit ile astatid iyonuna indirgenir At -:
,gümüş iyonlarıyla birlikte çözünmeyen gümüş astatid AgAt'yi oluşturur. İkincisi, taşıyıcı olarak gümüş iyodür ile kantitatif olarak çökeltilir. Astatat İyonu AtO - 3 astatid iyonunun periyodik asit H5IO6 veya seryum Ce (IV) ile oksidasyonu ile oluşturulur:
Bu denklemin resmileştirilmiş kaydı elektriksel nötrlük durumuna karşılık gelir. Aslında Ce(IV) iyonları, hidrojen iyonları oluşturan hidratlı iyonlar 4 formunda bulunur ve çok asidik çözeltiler (pH ~ 1) haricinde, daha sonra hidrolize ve polimerizasyona uğrar. AtO3 iyonları suda çözünmeyen Pb (IO3)2 ile niceliksel olarak çökeltilir.
Astatin (eski Yunanca'dan ἄστατος - “kararsız”), kimyasal elementlerin periyodik tablosunun 17. grubunun bir elementidir (eski sınıflandırmaya göre - grup VII'nin ana alt grubunun bir elementi), altıncı periyot, atom numarası ile 85. At (enlem. Astatium) sembolüyle gösterilir.
Radyoaktif. Normal koşullar altında basit bir madde olan astatin (CAS numarası: 7440-68-8), siyah-mavi renkte kararsız kristallerdir. Astatin molekülü görünüşte diatomiktir (formül At 2).
Hikaye
D.I. Mendeleev tarafından (“eka-iyot” olarak) tahmin edilmiştir. 1931 yılında F. Allison ve meslektaşları (Alabama Politeknik Enstitüsü) bu elementin doğada keşfedildiğini bildirmişler ve buna “alabamin” (Ab) ismini önermişler ancak bu sonuç doğrulanmamıştır. Astatin ilk olarak 1940 yılında D. Corson, K. R. Mackenzie ve E. Segre (Berkeley'deki California Üniversitesi) tarafından yapay olarak elde edildi. 211 At izotopunu sentezlemek için bizmutu alfa parçacıklarıyla ışınladılar.
1943-1946'da doğal radyoaktif serinin bir parçası olarak astatin izotopları keşfedildi.
Rus terminolojisinde elemente 1962 yılına kadar “astatin” adı verildi.
"Helvetin" (İsviçre'nin eski adı Helvetia'nın onuruna) ve "leptin" (Yunanca "zayıf, titrek" kelimesinden gelir) isimleri de önerildi.
Fiş
Astatin yalnızca yapay olarak elde edilir. Temel olarak astatin izotopları, metalik bizmut veya toryumun yüksek enerjili α parçacıklarıyla ışınlanması ve ardından astatinin birlikte çökeltme, ekstraksiyon, kromatografi veya damıtma yoluyla ayrılmasıyla elde edilir.
Fiziki ozellikleri
Çalışma için mevcut olan az miktardaki madde nedeniyle, bu elementin fiziksel özellikleri yeterince anlaşılmamıştır ve kural olarak, daha erişilebilir elementlerle analojilere dayanmaktadır.
Astatin, görünüş olarak iyota benzeyen mavi-siyah bir katıdır. Metal olmayanların (halojenler) ve metallerin (polonyum, kurşun ve diğerleri) özelliklerinin bir kombinasyonu ile karakterize edilir. İyot gibi astatin de organik çözücülerde oldukça çözünür ve onlar tarafından kolaylıkla ekstrakte edilir. İyottan biraz daha az uçucudur ancak aynı zamanda kolayca süblimleşebilir.
Erime noktası 302 °C, kaynama noktası (süblimleşme) 337 °C.
Kimyasal özellikler
Halojen. Pozitif oksidasyon durumlarında, astatin, geleneksel olarak At τ+ (astatin-tau-artı) olarak adlandırılan, oksijen içeren bir form oluşturur.
Sulu bir astatin çözeltisi reaksiyon anında hidrojene maruz bırakıldığında, gaz halindeki hidrojen astatin HAt oluşur. Sulu bir çözeltideki astatin, S02 ile indirgenir ve Br2 ile oksitlenir. Astatin, metaller gibi, hidroklorik asit çözeltilerinden hidrojen sülfit (H2S) ile çökeltilir. Çözeltiden çinko (metal özellikleri) ile ayrılır.
Astatinin interhalojen bileşikleri de bilinmektedir - astatin iyodür AtI ve astatin bromit AtBr. Hidrojen astatin HAt da elde edildi.
Bununla birlikte, hidrojen ve astatinin aynı elektronegatifliği nedeniyle astatin hidrojeni son derece kararsızdır ve sulu çözeltilerde yalnızca protonlar değil aynı zamanda At + iyonları da vardır; bu, diğer tüm hidrohalik asitler için geçerli değildir.
Astatin, metallerle birlikte diğer tüm halojenler gibi -1 oksidasyon durumu sergilediği bileşikler oluşturur (örneğin NaAt'ye sodyum astatid denir). Diğer halojenler gibi astatin de metan molekülündeki hidrojenin yerini alarak tetraastatmetan CAt4 üretebilir. Bu durumda önce astatmetan, diastatmetan ve astatoform oluşur.
Beşinci halojen olan Astatin, uranyum ötesi elementleri saymazsanız gezegenimizdeki en az yaygın elementtir. Kaba bir hesaplama, tüm yer kabuğunun yalnızca yaklaşık 30 g astatin içerdiğini gösterir ve bu tahmin en iyimser tahmindir. 85 numaralı elementin kararlı izotopları yoktur ve en uzun ömürlü radyoaktif izotopun yarı ömrü 8,3 saattir; Sabah alınan astatinin yarısı bile akşama kalmıyor.
Bu nedenle, astatin adı - ve Yunanca'da αστατος "kararsız" anlamına gelir - bu elementin doğasını uygun bir şekilde yansıtır. O halde astatin neden ilginç olabilir ve üzerinde çalışmaya değer mi? Buna değer, çünkü astatin (aynı zamanda prometyum, teknetyum ve fransiyum) kelimenin tam anlamıyla insan tarafından yaratılmıştır ve bu elementin incelenmesi birçok öğretici bilgi sağlar - öncelikle vücuttaki değişikliklerdeki kalıpları anlamak için. Periyodik sistemin elemanlarının özellikleri. Bazı durumlarda metalik, bazı durumlarda ise metalik olmayan özellikler sergileyen astatin, en eşsiz elementlerden biridir.
1962'ye kadar Rus kimya literatüründe bu elemente astatin adı verildi ve şimdi ona "astatin" adı verildi ve bu görünüşe göre doğru: bu elementin ne Yunanca ne de Latince adının (Latince astatium) son eki yok “içinde” "
ekaiod'u arayın
DI Mendeleev ikinci halojeni yalnızca ekaiyodin değil, aynı zamanda halojen X olarak da adlandırdı. 1898'de şunları yazdı: “Örneğin, atom ağırlığı iyottan daha büyük olan halojen X'in keşfi üzerine, yine de KX, KXO oluşturacağını söyleyebiliriz. 3, vb., hidrojen bileşiğinin gaz halinde, çok zayıf bir asit olacağı ve tüm atom değerinin ... yaklaşık 215 olacağı."
1920'de Alman kimyager E. Wagner, halojen grubunun hala varsayımsal olan beşinci üyesine bir kez daha dikkat çekerek, bu elementin radyoaktif olması gerektiğini savundu.
Daha sonra doğal nesnelerde 85 numaralı elementin yoğun arayışı başladı.
Kimyagerler, 85. elementin özellikleri hakkında varsayımlarda bulunurken, onun periyodik tablodaki konumundan ve bu elementin periyodik tablodaki komşularının özelliklerine ilişkin verilerden yola çıktılar. Halojen grubunun diğer üyelerinin özellikleri göz önüne alındığında, aşağıdaki modeli fark etmek kolaydır: flor ve klor gazdır, brom zaten sıvıdır ve iyot, küçük bir dereceye kadar metallerin özelliklerini sergileyen bir katıdır. . Ekaiyodin en ağır halojendir. Açıkçası, iyottan daha metal benzeri olmalı ve halojenlerin birçok özelliğine sahip olduğundan, bir şekilde soldaki komşusuna benzer - polonyum... Diğer halojenlerle birlikte, görünüşe göre ekaiyodin de bulunmalıdır. denizlerin ve okyanusların suları, kuyular açılıyor. İyot gibi deniz yosununda, salamuralarda vb. onu aramaya çalıştılar. İngiliz kimyager I. Friend, bilindiği gibi gereğinden fazla halojen ve alkali metal içeren Ölü Deniz'in sularında modern astatin ve francium bulmaya çalıştı. Klorür çözeltisinden ekaiodin çıkarmak için gümüş klorür çökeltildi; Arkadaş, çökeltinin 85. elementin izlerini taşıyacağına inanıyordu. Ancak ne X-ışını spektral analizi ne de kütle spektrometrisi olumlu bir sonuç vermedi.
1932 yılında, F. Allison liderliğindeki Alabama Politeknik Enstitüsü'ndeki (ABD) kimyagerler, monazit kumundan yaklaşık 0.000002 g 85 numaralı elementin bileşiklerinden birini içeren bir ürünü izole ettiklerini bildirdiler. Durumlarının şerefine ona “Alabamium” adını verdiler ve hatta hidrojen ve oksijen içeren asitlerle birleşimini bile tarif ettiler. 85. element için "alabamyum" adı 1947 yılına kadar kimya ders kitaplarında ve referans kitaplarında yer aldı.
Ancak bu mesajın hemen ardından birçok bilim adamı Allison'ın keşfinin güvenilirliği konusunda şüphe duymaya başladı. Alabamyumun özellikleri periyodik yasanın tahminlerinden keskin bir şekilde farklıydı. Ayrıca bizmuttan daha ağır olan tüm elementlerin kararlı izotoplara sahip olmadığı bu zamana kadar açıklığa kavuşmuştu. Eğer 85 numaralı elementin kararlılığını varsayarsak bilim açıklanamaz bir anormallikle karşı karşıya kalırdı. Peki, eğer 85 numaralı element kararlı değilse, o zaman Dünya'da yalnızca iki durumda bulunabilir: yarı ömrü Dünya'nın yaşından daha büyük bir izotopa sahipse veya izotopları çürüme sırasında oluşmuşsa uzun ömürlü radyoaktif elementlerden oluşur.
85. elementin diğer elementlerin radyoaktif bozunmasının bir ürünü olabileceği fikri, ekaiyodin arayışında olan başka bir büyük araştırmacı grubunun başlangıç noktası oldu. Bu gruptaki ilk kişi, 1926'da polonyumun beta bozunması sırasında 85. elementin izotoplarının oluşma olasılığını öne süren ünlü Alman radyokimyacı Otto Hahn olarak adlandırılmalıdır.
1925'ten 1943'e kadar geçen 19 yıl boyunca süreli yayınlarda ecaiod'un keşfine ilişkin en az yarım düzine haber yayınlandı. Bazı kimyasal özellikleri ile itibar edildi ve sesli isimler verildi: Helvetium (İsviçre onuruna), anglohelvetium (İngiltere ve İsviçre onuruna), Dakin (Orta Avrupa'daki Daçyalıların eski ülkesinin adından), leptin (çevirilmiş). Yunanca'dan "zayıf", "sallantılı" ", "mülksüzleştirilmiş") vb. Ancak 85 numaralı elementin keşfi ve tanımlanmasına ilişkin ilk güvenilir rapor, yeni elementlerin senteziyle uğraşan fizikçiler tarafından yapıldı.
Kaliforniya Üniversitesi siklotronunda D. Corson, K. McKenzie ve E. Segre, bizmut hedefini alfa parçacıklarıyla ışınladı. Parçacık enerjisi 21 MeV idi ve 85 numaralı elementi üreten nükleer reaksiyon şu şekildeydi:
209 83 Bi + 4 2 He → 211 85 + 2 1 0'da N.
Yeni sentetik element adını ancak 1947'deki savaştan sonra aldı. Ancak daha önce, 1943'te, üç radyoaktif bozunma serisinin hepsinde astatin izotoplarının oluştuğu kanıtlandı. Bu nedenle astatin doğada mevcuttur.
Doğada astatin
Avusturyalı kimyagerler B. Karlik ve T. Bernert, doğada astatini keşfeden ilk kişilerdi. Radonun yavru ürünlerinin radyoaktivitesini inceleyerek, radyum-A'nın küçük bir kısmının (o zamanlar 218 Po izotopu olarak adlandırıldığı ve şimdi hala bu şekilde adlandırıldığı gibi) iki şekilde bozunduğunu keşfettiler (sözde radyoaktif çatal):
Yeni izole edilmiş RaA örneğinde polonyum-218 tarafından üretilen alfa parçacıklarının yanı sıra başka özelliklere sahip alfa parçacıkları da tespit edildi. Teorik tahminlere göre tam da bu tür parçacıklar 21885 izotopunun çekirdeklerini yayabilir.
Daha sonra başka deneylerde 215 At, 216 At ve 217 At'in kısa ömürlü izotopları keşfedildi. Ve 1953'te Amerikalı radyokimyacılar E. Hyde ve A. Ghiorso, Fransa-223'ten 219 At izotopunu kimyasal olarak izole etti. Bu, doğal olarak oluşan bir izotoptan bir astatin izotopunun kimyasal olarak tanımlanmasının tek durumudur. Astatini yapay olarak elde etmek çok daha kolay ve kullanışlıdır.
Algıla, vurgula, keşfet
Bizmusun alfa parçacıklarıyla ışınlanmasının yukarıdaki reaksiyonu, astatinin diğer izotoplarını sentezlemek için de kullanılabilir. Bombardıman parçacıklarının enerjisinin 30 MeV'ye çıkarılması yeterlidir ve reaksiyon üç nötronun emisyonu ile ilerleyecek ve astatin-211 yerine astatin-210 oluşacaktır. Alfa parçacıklarının enerjisi ne kadar yüksek olursa, ikincil nötronlar o kadar fazla oluşur ve dolayısıyla oluşan izotopun kütle sayısı da o kadar düşük olur. Metalik bizmut veya oksidi, alüminyum veya bakır bir substrat üzerine kaynaştırılan veya biriktirilen ışınlama hedefleri olarak kullanılır.
Pirinç. 6.
Astatini sentezlemek için başka bir yöntem, bir altın hedefin hızlandırılmış karbon iyonlarıyla ışınlanmasını içerir. Bu durumda özellikle aşağıdaki reaksiyon meydana gelir:
197 79 Au + 12 6 C → 205 85 + 4 1 0'da N.
Ortaya çıkan astatini bizmut veya altın hedeflerden izole etmek için astatinin oldukça yüksek uçuculuğu kullanılır - sonuçta bu bir halojendir! Damıtma, hedef 300...600°C'ye ısıtıldığında nitrojen akışında veya vakumda gerçekleşir. Astatin, sıvı nitrojen veya kuru buzla soğutulan bir cam tuzağın yüzeyinde yoğunlaşır.
Astatin üretmenin başka bir yöntemi, alfa parçacıkları veya yüksek enerjili protonlarla ışınlandığında uranyum veya toryum çekirdeklerinin fisyon reaksiyonlarına dayanmaktadır. Örneğin, 1 g metalik toryum, Dubna'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'nün sinkrosiklotronunda 680 MeV enerjili protonlarla ışınlandığında, yaklaşık 20 mikroküri (aksi takdirde 3.10.13 atom) astatin elde edilir. Ancak bu durumda astatini karmaşık bir element karışımından izole etmek çok daha zordur. Bu zor problem, V.A. başkanlığındaki Dubna'dan bir grup radyokimyacı tarafından çözüldü. Halkin.
Şimdi astatinin kütle numaraları 200'den 219'a kadar olan 20 izotopu zaten bilinmektedir. En uzun ömürlü izotop 210 At'tır (yarı ömür 8,3 saat), en kısa ömürlü olanı ise 214 At'tir (2·10 –6 saniye).
Astatin önemli miktarlarda elde edilemediğinden, fiziksel ve kimyasal özellikleri tam olarak araştırılmamıştır ve fizikokimyasal sabitler çoğunlukla periyodik tablodaki daha erişilebilir komşularına benzetilerek hesaplanır. Özellikle astatinin erime ve kaynama noktaları hesaplandı - 411 ve 299°C, yani. Astatin, iyot gibi, erimekten daha kolay süblimleşmelidir.
Astatinin kimyasına ilişkin tüm çalışmalar, bu elementin son derece küçük miktarlarıyla, yani çözücünün litresi başına 10 –9 ...10 –13 g düzeyinde gerçekleştirildi. Ve mesele daha konsantre çözümler elde etmenin imkansız olması bile değil. Bunları elde etmek mümkün olsaydı bile onlarla çalışmak son derece zor olurdu. Astatinden gelen alfa radyasyonu, çözeltilerin radyolizine, bunların kuvvetli ısınmasına ve büyük miktarlarda yan ürünlerin oluşumuna yol açar.
Ve yine de, tüm bu zorluklara rağmen, çözeltideki astatin atomlarının sayısının kazara (dikkatle kaçınılmasına rağmen) kirlenmeyle karşılaştırılabilir olmasına rağmen, astatinin kimyasal özelliklerinin incelenmesinde bir miktar ilerleme kaydedilmiştir. Astatinin 1'den 7+'ye kadar altı değerlik durumunda bulunabileceği tespit edilmiştir. Bunda tipik bir iyot analoğu olarak kendini gösterir. İyot gibi çoğu organik çözücüde iyi çözünür, ancak iyottan daha kolay pozitif elektrik yükü kazanır.
Astatinin bir dizi interhalojen bileşiğinin, örneğin AtBr, AtI, CsAtI 2'nin özellikleri elde edilmiş ve incelenmiştir.
Uygun yöntemlerle denemek
Astatini pratikte uygulamaya yönelik ilk girişimler, bu elementin elde edilmesinden hemen sonra 1940 yılında yapıldı. Kaliforniya Üniversitesi'ndeki bir grup, astatinin de iyot gibi seçici olarak tiroid bezinde yoğunlaştığını buldu. Deneyler tiroid hastalıklarının tedavisinde 211 At kullanımının radyoaktif 131 I'den daha faydalı olduğunu göstermiştir.
Astatin-211 yalnızca kısa mesafelerde çok enerjik olan ancak uzağa gidemeyen alfa ışınları yayar. Sonuç olarak, komşuyu - paratiroid bezini etkilemeden yalnızca tiroid bezi üzerinde hareket ederler. Astatin alfa parçacıklarının tiroid bezi üzerindeki radyobiyolojik etkisi, iyot-131'in yaydığı beta parçacıklarından 2,8 kat daha güçlüdür. Bu, astatinin tiroid bezinin tedavisinde terapötik bir ajan olarak çok umut verici olduğunu göstermektedir. Astatini vücuttan uzaklaştırmanın güvenilir bir yolu da bulunmuştur. Rodanid iyonu, tiroid bezinde astatin birikimini bloke ederek onunla güçlü bir kompleks oluşturur. Dolayısıyla 85 numaralı element artık pratik olarak işe yaramaz olarak adlandırılamaz.
