- Астат
-
85 Полоний ← Астат → Радон Внешний вид простого вещества Чёрно-синие кристаллыСвойства атома Имя, символ, номер Аста́т / Astatium (At), 85
Атомная масса
(молярная масса)Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5
Радиус атома 145 пм пм
Химические свойства Ковалентный радиус (145) пм
Радиус иона (+7e) 62 пм
Электроотрицательность 2,5 (шкала Полинга)
Электродный потенциал At2→2At−0,2 В
Степени окисления 7, 5, 3, 1, −1
Энергия ионизации
(первый электрон)Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) н/д г/см³
Температура плавления Температура кипения Теплота плавления н/д кДж/моль
Теплота испарения н/д кДж/моль
Молярная теплоёмкость н/д Дж/(K·моль)
Молярный объём Кристаллическая решётка простого вещества Параметры решётки н/д Å
Отношение c/a н/д
Температура Дебая н/д K
Прочие характеристики Теплопроводность (300 K) н/д Вт/(м·К)
85 АстатAt(210)4f145d106s26p5 Аста́т (от др.-греч. ἄστατος — «неустойчивый») — элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы), шестого периода, с атомным номером 85[2]. Обозначается символом At (лат. Astatium). Радиоактивен. Простое вещество астат (CAS-номер: 7440-68-8) при нормальных условиях — нестабильные кристаллы тёмно-синего цвета. Молекула астата, по всей видимости, двухатомна (формула At2).
Содержание
История
Предсказан (как «эка-иод») Д. И. Менделеевым. В 1931 Ф. Аллисон с сотрудниками (Алабамский политехнический институт) сообщили об открытии этого элемента в природе и предложили для него название «алабамин» (Ab)[3][4], однако этот результат не подтвердился. Впервые астат был получен искусственно в 1940 Д. Корсоном, К. Р. Маккензи и Э. Сегре (Калифорнийский университет в Беркли). Для синтеза изотопа 211At они облучали висмут альфа-частицами.
В 1943—1946 годах изотопы астата были обнаружены в составе природных радиоактивных рядов (см. ниже).
В русской терминологии элемент до 1962 года назывался «астатин».
Также предлагались названия «гельветин» (в честь Гельвеции — древнего названия Швейцарии) и «лептин» (от греч. «слабый, шаткий»).
Нахождение в природе
Астат является наиболее редким элементом среди всех, обнаруженных в природе. В поверхностном слое земной коры толщиной 1,6 км содержится всего 70 мг астата. Постоянное присутствие астата в природе связано с тем, что его короткоживущие радионуклиды (215At, 218At и 219At) входят в состав радиоактивных рядов 235U и 238U. Скорость их образования постоянна и равна скорости их радиоактивного распада, поэтому в земной коре содержатся сравнительно постоянное равновесное количество изотопов астата.
Получение
Астат получают только искусственно. В основном изотопы астата получают облучением металлических висмута или тория α-частицами высокой энергии с последующим отделением астата соосаждением, экстракцией, хроматографией или дистилляцией.
Физические свойства
Ввиду малого количества доступного для изучения вещества, физические свойства этого элемента плохо изучены и, как правило, построены на аналогиях с более доступными элементами.
Астат — твёрдое вещество сине-чёрного цвета, по внешнему виду похожее на иод[5]. Для него характерно сочетание свойств неметаллов (галогенов) и металлов (полоний, свинец и другие). Как и иод, астат хорошо растворяется в органических растворителях и легко ими экстрагируется. По летучести немного уступает иоду, но также может легко возгоняться[5].
Температура плавления 302 °C, кипения (возгонки) 337 °C.
Химические свойства
Галоген. В положительных степенях окисления астат образует кислородсодержащую форму, которую условно обозначают как Atτ+ (астат-тау-плюс).
При действии на водный раствор астата водородом в момент реакции образуется газообразный астатоводород HAt. Астат в водном растворе восстанавливается SO2 и окисляется Br2. Астат, как металлы, осаждается из солянокислых растворов сероводородом (H2S). Вытесняется из раствора цинком (свойства металла).
Известны и межгалогенные соединения астата — иодид астата AtI и бромид астата AtBr. Астатоводород HAt также был получен.
Однако ввиду одинаковой электроотрицательности водорода и астата астатоводород крайне неустойчив, а в водных растворах существуют не только протоны, но и ионы At+, чего нет у всех других галогеноводородных кислот.[6]
С металлами астат образует соединения, в которых проявляет степень окисления −1, как и все остальные галогены (NaAt, к примеру, называется астатид натрия). Подобно другим галогенам, астат может замещать водород в молекуле метана до получения тетраастатметана CAt4. При этом образуются сперва астатметан, диастатметан, астатоформ.
Применение
Весьма перспективным является 211At для лечения заболеваний щитовидной железы. Имеются сведения, что радиобиологическое действие α-частиц астата на щитовидную железу в 2,8 раза сильнее β-частиц иода-131. При этом следует учесть, что с помощью иона роданида можно надёжно вывести астат из организма.
Биологическая роль
Будучи схожим по химическим свойствам с иодом, астат токсичен. При попадании в организм концентрируется в печени. Как и иод, астат способен накапливаться в щитовидной железе. α-излучение астата поражает близлежащие ткани, приводит к нарушению их функции и в перспективе — к образованию опухолей. Кроме того, частичное накопление астата наблюдается в молочных железах.
Изотопы
На 2003 год известны 33 изотопа астата, а также 23 метастабильных возбуждённых состояния ядер астата. Все они радиоактивны. Самые устойчивые из них (от 207At до 211At) имеют период полураспада больше часа (наиболее стабилен 210At, T1/2=8,1 часа); однако у трёх природных изотопов период полураспада не превышает минуты.
Примечания
- ↑ 1 2 Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 211. — 623 с. — 100 000 экз.
- ↑ Таблица Менделеева на сайте ИЮПАК
- ↑ Education: Alabamine & Virginium — TIME
- ↑ elements.vanderkrogt.net
- ↑ 1 2 Школьная энциклопедия. Химия. Москва, Дрофа, 2003 год.
- ↑ Advances in Inorganic Chemistry, Volume 6 by Emeleus, p.219, Academic Press, 1964 ISBN 0-12-023606-0
Ссылки
Астат на Викискладе? Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo Щелочные металлы Щёлочноземельные металлы Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы Другие металлы Металлоиды Другие неметаллы Галогены Инертные газы Категории:- Химические элементы
- Радиоактивные элементы
- Элементы, предсказанные Дмитрием Менделеевым
- Синтезированные химические элементы
- Астат
Wikimedia Foundation. 2010.