Значення слова астат. Рекорди в науці та техніці

Астат – п'ятий галоген – найменш поширений елемент на нашій планеті, якщо, звичайно, не брати до уваги трансуранові елементи. Приблизний розрахунок показує, що у всій земній корі міститься лише близько 30 г астату, і ця оцінка – найоптимістичніша. У елемента № 85 стабільних ізотопів немає, а довгоживучий радіоактивний ізотоп має період напіврозпаду 8,3 години, тобто від отриманого вранці астату до вечора не залишається і половини.

Таким чином, у назві астата - а грецькою аотатос; значить «нестійкий» - успішно відбито природа цього елемента. Чим тоді може бути цікавий астат і чи варто займатися його вивченням? Варто, бо астат (як і, як прометій , технецій і франций) у сенсі слова створено людиною, і вивчення цього елемента дає багато повчального - передусім пізнання закономірностей у зміні властивостей елементів періодичної системи. Виявляючи в одних випадках металеві властивості, а в інших – неметалічні, астат є одним з найбільш своєрідних елементів.

До 1962 р. у російській хімічній літературі цей елемент називали астатином, а тепер за ним закріпилася назва «астат», і це, мабуть, правильно: ні в грецькій, ні в латинській назві цього елемента (латиною astatium) немає суфікса «ні ».

Д.І. Менделєєв називав останній галоген як екаіодом, а й галоїдом X. Він писав у 1898 р.: «Можна, наприклад, сказати, що з відкритті галоїда X з атомним вагою, більшим, ніж йод , він усе-таки утворюватиме КХ, КХО3 і т. і., що його воднева сполука буде газоподібною, дуже неміцною кислотою, що атомна вага буде... близько 215».

У 1920 р. німецький хімік Еге. Вагнер знову привернув увагу до все ще гіпотетичного п'ятого члена групи галогенів, стверджуючи, що це елемент має бути радіоактивним. Тоді й почалися інтенсивні пошуки елемента №85 у природних об'єктах.

У припущеннях про властивості 85-го елемента хіміки виходили з розташування його в періодичній системі та даних про властивості сусідів цього елемента за таблицею Менделєєва. Розглядаючи властивості інших членів групи галогенів, легко помітити таку закономірність: фтор і хлор – гази, бром – вже рідина, а йод – тверда речовина, що виявляє, хоча й малою мірою, властивості металів. Екаїод – найважчий галоген. Очевидно, він повинен бути ще більш металоподібним, ніж йод, і, володіючи багатьма властивостями галогенів, так чи інакше схожий і на свого сусіда ліворуч – полоній… Разом з іншими галогенами екаїод, мабуть, має бути у воді морів, океанів , свердловин. Його намагалися, подібно до йоду, шукати в морських водоростях, розсолах тощо. Англійський хімік І. Фрієнд намагався знайти нинішні астат і францій у водах Мертвого моря, в яких, як було відомо, і галогенів, і лужних металів більш ніж достатньо. Для вилучення екаїоду з розчину хлоридів трималося в облозі хлористе срібло; Фрієнд вважав, що осад потягне за собою і сліди 85-го елемента. Проте ні рентгеноспектральний аналіз, ні мас-спектрометрія не дали позитивного результату.

У 1932 р. хіміки Політехнічного інституту штату Алабама (США) на чолі з Ф. Аллісоном повідомили, що ними з монацитового піску виділено продукт, в якому міститься близько 0,000002 г однієї з сполук елемента № 85. На честь свого штату вони назвали його «алабамій» і описали навіть його з'єднання з воднем і кисневмісні кислоти. Назва «алабамій» для 85-го елемента фігурувала у підручниках та довідниках з хімії до 1947 року.

Проте вже незабаром після цього повідомлення у кількох учених виникли сумніви щодо достовірності відкриття Аллісона. Властивості алабамія різко розходилися з прогнозами періодичного закону. Крім того, до цього часу стало ясно, що всі елементи важчі за вісмут не мають стабільних ізотопів. Допустивши ж стабільність елемента № 85, наука опинилася б перед незрозумілою аномалією. Ну, а якщо елемент № 85 не стабільний, тоді на Землі його можна виявити лише у двох випадках: якщо у нього є ізотоп з періодом напіврозпаду більше за вік Землі або якщо його ізотопи утворюються при розпаді довгоживучих радіоактивних елементів.

Припущення, що елемент № 85 може бути продуктом радіоактивного розпаду інших елементів, стало відправною точкою для іншої великої групи дослідників, які шукали екаіод. Першим у цій групі слід назвати відомого німецького радіохіміка Отто Гана, який ще 1926 р. припустив можливість утворення ізотопів 85-го елемента при бета-розпаді полонія.

За 19 років, з 1925 по 1943 р., у періодичній пресі з'явилося щонайменше півдюжини повідомлень про відкриття екаїоду. Йому приписували певні хімічні властивості, надавали звучні назви: гельвецій (на честь Швейцарії), англогельвецій (на честь Англії та Швейцарії), дакін (від назви давньої країни даків у Північній Європі),

лептин (у перекладі з грецької «слабкий», «хиткий», «знедолений») і т. д. Проте перше достовірне повідомлення про відкриття та ідентифікацію елемента № 85 зробили фізики, зайняті синтезом нових елементів.

На циклотроні Каліфорнійського університету Д. Корсон, К. Мак-Кензі та Е. Сегре опромінили альфа-частинками мішень з вісмуту. Енергія частинок становила 21 Мев, і ядерна реакція одержання елемента № 85 була така:

209 83 Bi + 4 2 He → 211 85 At + 2 10 n.

Новий синтетичний елемент отримав назву лише після війни, 1947 р. Але ще раніше, 1943 р., було доведено, що ізотопи астату утворюються у всіх трьох рядах радіоактивного розпаду.

Отже, астат є у природі.

Астат у природі першими знайшли австрійські хімікиБ. Карлик та Т. Бернерт. Вивчаючи радіоактивність дочірніх продуктів радону, вони виявили, що незначна частина радію-А (так називали тоді, та й зараз ще називають, ізотоп 218 Ро) розпадається двояко (так звана радіоактивна вилка).

У свіжовиділеному зразку RaA поряд з альфа-частинками, що породжуються полонієм-218, були зареєстровані альфа-частинки з іншими характеристиками. Саме такі частинки могли, за теоретичними оцінками, випускати ядра ізотопу 218 85 .

Пізніше в інших дослідах були виявлені короткоживугі ізотопи 215 At, 216 At і 217 At. А в 1953 р. американські радіохіміки Е. Хайд та А. Гіорсо хімічним шляхом виділили ізотоп 219 At із Франція-223. Це єдиний випадок хімічної ідентифікації ізотопу астату з ізотопу, що є в природі. Набагато простіше та зручніше отримувати астат штучним шляхом.

Виявити астат At, виділити, дізнатися

Наведену вище реакцію опромінення вісмуту альфа-частинками можна використовувати для синтезу інших ізотопів астату. Достатньо підвищити енергію бомбардуючих частинок до 30 Мев, як піде реакція з вильотом трьох нейтронів і замість астата-211 утворюється астат-210. Чим вище енергія альфа-часток, тим більше утворюється вторинних нейтронів і тим менше, отже, масове число ізотопу, що утворюється.

Як мішені для опромінення використовують металевий вісмут або його окис, які наплавляють або напилюють на алюмінієву або мідну підкладку. Інший метод синтезу астату полягає в опроміненні прискореними іонами вуглецю мішені із золота. У цьому випадку відбувається, зокрема, така реакція:

197 79 Au + 126 C → 205 85 At + 4 1 0 n.

Для виділення астату, що утворюється, з вісмутових або золотих мішеней використовують досить високу леткість астата - він же все-таки галоген! Дистиляція відбувається у струмі азоту чи вакуумі при нагріванні мішені до 300-600°С. конденсується на поверхні скляної пастки, що охолоджується рідким азотом або сухим льодом.

Ще один спосіб отримання астату заснований на реакціях розщеплення ядер урану або торію при опроміненні їх альфа-частинками або протонами високих енергій. Так, наприклад, при опроміненні 1 г металевого торію протонами з енергією 660 Мев на синхроциклотроні Об'єднаного інституту ядерних досліджень р. Дубне виходить близько 20 мікрокюрі (інакше З * 10 13 атомів) астату. Однак у цьому випадку набагато важче виділити астат із складної суміші елементів. Цю нелегку проблему вирішила група радіохіміків з Дубни на чолі з В.А. Халкіним.

Зараз відомо вже 24 ізотопи астату з масовими числами від 196 до 219, найбільш довгоживучий з них - ізотоп 210 At (період напіврозпаду 8,3 години), а самий короткоживугцій - 214 At (2-10 6 секунди).

Оскільки астат не може бути отриманий у вагомих кількостях, його фізичні та хімічні властивості вивчені неповно, а фізико-хімічні константи найчастіше розраховуються за аналогією з більш доступними сусідами за періодичною системою. Зокрема, обчислені температури плавлення та кипіння астату - 411 і 299°С, тобто астат, як і йод, повинен легше вганятися, ніж плавитися.

Всі дослідження хімії астату проводилися з ультрамалими кількостями цього елемента, близько 10 9 -10 13 г на літр розчинника. І справа навіть не в тому, що не можна отримати концентрованіші розчини. Якби їх і вдалося отримати, працювати з ними було б дуже складно. Альфа-випромінювання астату призводить до радіолізу розчинів, сильного їх розігріву та утворення великих кількостей побічних продуктів.

І все-таки, незважаючи на всі ці труднощі, незважаючи на те, що кількість атомів астату в розчині порівняно з випадковими (хоча й ретельно униканими) забрудненнями, у вивченні хімічних властивостей астату досягнуто певних успіхів. Встановлено, що астат може існувати у шести валентних станах - від 1 до 7+. У цьому він поводиться як типовий аналог йоду. Як і йод, він добре розчиняється в більшості органічних розчинників, зате легше, ніж йод, набуває позитивного електричного заряду.

Отримано та вивчено властивості ряду міжгалогенних сполук астату, наприклад AtBr, AtI, CsAtI 2 .

Спроба із придатними засобами

Перші спроби застосувати астат практично були зроблені ще 1940 р., відразу після отримання цього елемента. Група співробітників Каліфорнійського університету встановила, що астат, подібно до йоду, селективно концентрується в щитовидній залозі. Досліди показали, що використовувати 211 At для лікування захворювань щитовидної залози вигідніше, ніж радіоактивний 131 I.

Астат-211 випускає лише альфа-промені - дуже енергійні на невеликих відстанях, але не здатні піти далеко. У результаті вони діють лише на щитовидну залозу, не торкаючись сусідньої - паращитовидної. Радіобіологічна дія альфа-часток астату на щитовидну залозу в 2,8 рази сильніша, ніж бета-часток, що випромінюються йодом-131. Це говорить про те, що як терапевтичний засіб при лікуванні щитовидної залози астат дуже перспективний. Знайдений і надійний засіб виведення астату з організму. Роданід-іон блокує накопичення астату в щитовидній залозі, утворюючи з ним міцний комплекс. Отже, елемент № 85 вже не можна назвати практично марним.

коротка характеристика

АСТАТ (лат. Astatium), - одне з найважливіших радіоактивних хімічних елементів у природі. Він належить до VII групи періодичної системи Менделєєва. Атомний номер – 85.

Астат не має стабільних ізотопів. Радіоактивних ізотопів астату, відкритих на цей час близько 20, всі вони дуже нестійкі. Найбільш довгоживучий 210 At має період напіврозпаду T 1/2 8,3 год. Саме тому в земному поверхневому шарі (1,6 км), як показали розрахунки, міститься 69мг астата-218. Це дуже мало.

Історія відкриття

Відкриття астату, як і багатьох інших елементів періодичної системи, було випадковим. Довгий час неодноразові спроби вчених різних країн відкрити елемент № 85 усілякими хімічними та фізичними способами у природних об'єктах були невдалими.

Лише порівняно недавно, в 1940 Е. Сегре, Т. Корсон та У. Мак-Кензі отримали в Берклі (США) перший ізотоп 211 At, бомбардуючи вісмут a-частинками, прискореними на циклотроні.

Астат отримав свою назву від грецького astatos, що в перекладі означає – нестійкий. Однак до такої короткої ударної назви, подібно до галогенів, прийшли порівняно недавно, а раніше її називали астатій, або астатин.

Тільки після штучного отримання астату в 1940 році було встановлено, що 215 At, 216 At, 218 At і 219 At - 4 його ізотопу утворюються в дуже малоймовірних відгалуженнях трьох природних рядів радіоактивного розпаду урану та торію (5 * 10 -5 - 0,02) %).

Властивості

Фізичні властивості

Як чистий метал астат має унікальну властивість - виганяється в молекулярній формі з водних розчинів, такої здатності немає в жодного з відомих елементів.

Астат легко випаровується як у звичайних умовах, так і у вакуумі. А також добре адсорбується на металах – Ag, Au, Pt.

Саме завдяки цим властивостям вдається виділити астат із продуктів опромінення вісмуту. Цього добиваються шляхом їхньої вакуумної дистиляції з поглинанням астату сріблом або платиною (до 85%).

Хімічні властивості.

За своїми хімічними властивостями астат близький як до йоду, і до полонія. Таким чином хімічні властивості астату дуже цікаві та своєрідні, тому що він одночасно виявляє властивості металу та неметалу (галогену). Це пояснюється положенням астату у періодичній системі Менделєєва. З одного боку він відноситься до групи галогенів, і в той же час він є найважчим з них, набуваючи "металевих" властивостей.

Астат осаджується сірководнем навіть із сильно кислих розчинів, як і типові метали, витісняється цинком із сірчанокислих розчинів. Осідає на катоді при електролізі.

Астат, подібно до хлору дає зі сріблом нерозчинне астатинисте срібло AgAt; подібно до йоду окислюється до 5-валентного стану (сіль AgAtO 3 аналогічна AgJO 3), але головна відмінність астату від йоду - радіоактивність. Присутність астату визначають за характерним a-випромінювання.

Аста́т (від грец. ἄστατος - «нестійкий») - елемент 17-ї групи періодичної таблиці хімічних елементів (за застарілою класифікацією - елемент головної підгрупи VII групи), шостого періоду, з атомним номером 85. Позначається символом At (лат. Astatium).
Радіоактивний. Проста речовина астат (CAS-номер: 7440-68-8) за нормальних умов - нестабільні кристали чорно-синього кольору. Молекула астата, мабуть, двоатомна (формула At 2).

Історія

Передбачено (як «ека-іод») Д. І. Менделєєвим. У 1931 Ф. Аллісон зі співробітниками (Алабамський політехнічний інститут) повідомили про відкриття цього елемента в природі і запропонували йому назву «алабамін» (Ab), проте цей результат не підтвердився. Вперше астат був отриманий штучно в 1940 Д. Корсоном, К. Р. Маккензі та Е. Сегре (Каліфорнійський університет у Берклі). Для синтезу ізотопу 211 At вони опромінювали вісмут альфа-частинками.
У 1943-1946 роках ізотопи астату виявили у складі природних радіоактивних рядів.
У російській термінології елемент до 1962 називався «астатин».
Також пропонувалися назви «гельветин» (на честь Гельвеції – давньої назви Швейцарії) та «лептин» (від грец. «слабкий, хисткий»).

Отримання

Астати отримують лише штучно. В основному ізотопи астату отримують опроміненням металевих вісмуту або торію α-частинками високої енергії з подальшим відділенням астату з осадженням, екстракцією, хроматографією або дистиляцією.

Фізичні властивості

Зважаючи на малу кількість доступної для вивчення речовини, фізичні властивості цього елемента погано вивчені і, як правило, побудовані на аналогіях з більш доступними елементами.
Астат - тверда речовина синьо-чорного кольору, на вигляд схожа на йод. Для нього характерне поєднання властивостей неметалів (галогенів) та металів (полоній, свинець та інші). Як і йод, астат добре розчиняється в органічних розчинниках і легко екстрагується ними. За летючістю трохи поступається йоду, але також може легко виганяти.
Температура плавлення 302 °C, кипіння (спліки) 337 °C.

Хімічні властивості

Галоген. У позитивних ступенях окиснення астат утворює форму, що містить кисень, яку умовно позначають як At τ+ (астат-тау-плюс).
При дії на водний розчин астату воднем на момент реакції утворюється газоподібний астатоводород HAt. Астат у водному розчині відновлюється SO 2 та окислюється Br 2 . Астат, як метали, осаджується із солянокислих розчинів сірководнем (H 2 S). Витіснюється із розчину цинком (властивості металу).
Відомі і міжгалогенні сполуки астату - йодид астату AtI та бромід астату AtBr. Астатоводород HAt також було отримано.
Однак через однакову електронегативність водню і астату астатоводород вкрай нестійкий, а у водних розчинах існують не тільки протони, а й іони At + , чого немає у всіх інших галогеноводородних кислот.
З металами астат утворює сполуки, у яких виявляє ступінь окислення −1, як й інші галогени (NaAt, наприклад, називається астатид натрію). Подібно до інших галогенів, астат може заміщати водень у молекулі метану до отримання тетраастатметану CAt 4 . При цьому утворюються спершу астатметан, діастатметан, астатоформ.

Астат – п'ятий галоген – найменш поширений елемент на нашій планеті, якщо, звичайно, не брати до уваги трансуранові елементи. Приблизний розрахунок показує, що в усій земній корі міститься лише близько 30 г астату, і ця оцінка – найоптимістичніша. У елемента №85 стабільних ізотопів немає, а довгоживучий радіоактивний ізотоп має період напіврозпаду 8,3 години, тобто. від отриманого вранці астату надвечір не залишається і половини.

Таким чином, у назві астата - а по-грецьки αστατος означає "нестійкий" - вдало відображена природа цього елемента. Чим тоді може бути цікавий астат і чи варто займатися його вивченням? Варто, бо астат (як і, як прометій , технецій і франций) у сенсі слова створено людиною, і вивчення цього елемента дає багато повчального – передусім пізнання закономірностей у зміні властивостей елементів періодичної системи. Виявляючи в одних випадках металеві властивості, а в інших – неметалічні, астат є одним з найбільш своєрідних елементів.

До 1962 р. в російській хімічній літературі цей елемент називали астатином, а тепер за ним закріпилася назва «астат», і це, мабуть, правильно: ні в грецькій, ні в латинській назві цього елемента (латинською мовою astatium) немає суфікса «ін ».

Пошуки екаїоду

Д. І, Менделєєв називав останній галоген як екаіодом, а й галоїдом X. Він писав 1898 р.: «Можна, наприклад, сказати, що з відкритті галоїда X з атомним вагою, більшим, ніж йод, він усе-таки утворюватиме KX, KXO 3 тощо, що його воднева сполука буде газоподібною, дуже неміцною кислотою, що атомний весь буде... близько 215».

У 1920 р. німецький хімік Еге. Вагнер знову привернув увагу до все ще гіпотетичного п'ятого члена групи галогенів, стверджуючи, що це елемент має бути радіоактивним.

Тоді й розпочалися інтенсивні пошуки елемента №85 у природних об'єктах.

У припущеннях про властивості 85-го елемента хіміки виходили з розташування його в періодичній системі та даних про властивості сусідів цього елемента за таблицею Менделєєва. Розглядаючи властивості інших членів групи галогенів, легко помітити таку закономірність: фтор і хлор – гази, бром – вже рідина, а йод – тверда речовина, що виявляє, хоч і малою мірою, властивості металів. Екаїод – найважчий галоген. Очевидно, він має бути ще більш металоподібним, ніж йод, і, володіючи багатьма властивостями галогенів, так чи інакше схожий і на свого сусіда зліва – полоній... , свердловин. Його намагалися, подібно до йоду, шукати в морських водоростях, розсолах тощо. Англійський хімік І. Фрієнд намагався знайти нинішні астат і францій у водах Мертвого моря, в яких, як було відомо, і галогенів, і лужних металів більш ніж достатньо. Для вилучення екаіоду з розчину хлоридів трималося в облозі хлористе срібло; Фрієнд вважав, що осад потягне за собою і сліди 85-го елемента. Проте ні рентгеноспектральний аналіз, ні мас-спектрометрія не дали позитивного результату.

У 1932 р. хіміки Політехнічного інституту штату Алабама (США) на чолі з Ф. Аллісоном повідомили, що ними з монацитового піску виділено продукт, в якому міститься близько 0,000002 г однієї з сполук елемента №85. На честь свого штату вони назвали його «алабамій» і описали навіть його з'єднання з воднем і кисневмісні кислоти. Назва «алабамій» для 85-го елемента фігурувала у підручниках та довідниках з хімії до 1947 року.

Однак незабаром після цього повідомлення у кількох учених виникли сумніви щодо достовірності відкриття Аллісона. Властивості алабамія різко розходилися з прогнозами періодичного закону. Крім того, до цього часу стало ясно, що всі елементи важчі за вісмут не мають стабільних ізотопів. Допустивши ж стабільність елемента №85, наука опинилася б перед незрозумілою аномалією. Ну, а якщо елемент №85 не стабільний, тоді на Землі його можна виявити лише у двох випадках: якщо у нього є ізотоп з періодом напіврозпаду більше віку Землі або якщо його ізотопи утворюються при розпаді радіоактивних елементів, що довго живуть.

Припущення, що елемент №85 може бути продуктом радіоактивного розпаду інших елементів, стало відправною точкою для іншої великої групи дослідників, які шукали екаіод. Першим у цій групі слід назвати відомого німецького радіохіміка Отто Гана, який ще 1926 р. припустив можливість утворення ізотопів 85-го елемента при бета-розпаді полонія.

За 19 років, з 1925 по 1943 р., у періодичній пресі з'явилося щонайменше півдюжини повідомлень про відкриття екаїоду. Йому приписували певні хімічні властивості, присвоювали звучні назви: гельвецький (на честь Швейцарії), англогельвецький (на честь Англії та Швейцарії), дакін (від назви давньої країни даків у Середній Європі), лептин (у перекладі з грецької «слабкий», «хиткий» », «Знедолений») і т.д. Однак перше достовірне повідомлення про відкриття та ідентифікацію елемента №85 зробили фізики, зайняті синтезом нових елементів.

На циклотроні Каліфорнійського університету Д. Корсон, К. Мак-Кензі та Е. Сегре опромінили альфа-частинками мішень з вісмуту. Енергія частинок становила 21 МеВ, і ядерна реакція одержання елемента №85 була така:

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

Астат у природі

Астат у природі першими знайшли австрійські хіміки Б. Карлик та Т. Бернерт. Вивчаючи радіоактивність дочірніх продуктів радону, вони виявили, що незначна частина радію-А (так називали тоді, та й зараз ще називають, ізотоп 218 Po) розпадається двояко (так звана радіоактивна вилка):

Пізніше в інших дослідах були виявлені короткоживучі ізотопи 215 At, 216 At і 217 At. А в 1953 р. американські радіохіміки Е. Хайд та А. Гіорсо хімічним шляхом виділили ізотоп 219 At із Франція-223. Це єдиний випадок хімічної ідентифікації ізотопу астату з ізотопу, що є в природі. Набагато простіше та зручніше отримувати астат штучним шляхом.

Виявити, виділити, дізнатися

Наведену вище реакцію опромінення вісмусу альфа-частинками можна використовувати для синтезу інших ізотопів астату. Досить підвищити енергію бомбардуючих частинок до 30 МеВ, як піде реакція з вильотом трьох нейтронів і замість астат-211 утворюється астат-210. Чим вище енергія альфа-часток, тим більше утворюється вторинних нейтронів і тим менше, отже, масове число ізотопу, що утворюється. Як мішені для опромінення використовують металевий вісмут або його окис, які наплавляють або напилюють на алюмінієву або мідну підкладку.

Рис. 6.

Інший метод синтезу астату полягає в опроміненні прискореними іонами вуглецю мішені із золота. У цьому випадку відбувається, зокрема, така реакція:

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

Для виділення астату, що утворюється, з вісмутових або золотих мішеней використовують досить високу леткість астату - він же все-таки галоген! Дистиляція відбувається у струмі азоту або вакуумі при нагріванні мішені до 300...600°C. Астат конденсується на поверхні пастки, що охолоджується рідким азотом або сухим льодом.

Ще один спосіб отримання астату заснований на реакціях розщеплення ядер урану або торію при опроміненні їх альфа-частинками або протонами високих енергій. Так, наприклад, при опроміненні 1 г металевого торію протонами з енергією 680 МеВ на синхроциклотроні Об'єднаного інституту ядерних досліджень у Дубні виходить близько 20 мікрокюрі (інакше 3 10 13 атомів) астату. Однак у цьому випадку набагато важче виділити астат із складної суміші елементів. Цю нелегку проблему вирішила група радіохіміків з Дубни на чолі з В.А. Халкіним.

Зараз відомо вже 20 ізотопів астату з масовими числами від 200 до 219. Найдовгоживучий з них – ізотоп 210 At (період напіврозпаду 8,3 години), а найкоротший – 214 At (2·10 –6 секунди).

Оскільки астат не може бути отриманий у вагомих кількостях, його фізичні та хімічні властивості вивчені неповно, а фізико-хімічні константи найчастіше розраховуються за аналогією з більш доступними сусідами за періодичною системою. Зокрема, обчислені температури плавлення та кипіння астату – 411 та 299°C, тобто. астат, як і йод, повинен легше виганятися, ніж плавитися.

Всі дослідження хімії астату проводилися з ультрамалими кількостями цього елемента, близько 10 -9 ...10 -13 г на літр розчинника. І справа навіть не в тому, що не можна отримати концентрованіші розчини. Якби їх і вдалося отримати, працювати з ними було б дуже складно. Альфа-випромінювання астату призводить до радіолізу розчинів, сильного їх розігріву та утворення великих кількостей побічних продуктів.

І все-таки, незважаючи на всі ці труднощі, незважаючи на те, що кількість атомів астату в розчині порівняно з випадковими (хоча й ретельно униканими) забрудненнями, у вивченні хімічних властивостей астату досягнуто певних успіхів. Встановлено, що астат може існувати у шести валентних станах – від 1 – до 7+. У цьому він поводиться як типовий аналог йоду. Як і йод, він добре розчиняється в більшості органічних розчинників, зате легше, ніж йод, набуває позитивного електричного заряду.

Отримано та вивчено властивості ряду міжгалогенних сполук астату, наприклад AtBr, AtI, CsAtI 2 .

Спроба із придатними засобами

Астат-211 випускає лише альфа-промені - дуже енергійні на невеликих відстанях, але не здатні піти далеко. У результаті вони діють лише на щитовидну залозу, не торкаючись сусідньої – паращитовидної. Радіобіологічна дія альфа-часток астату на щитовидну залозу в 2,8 рази сильніша, ніж бета-часток, що випромінюються йодом-131. Це говорить про те, що як терапевтичний засіб при лікуванні щитовидної залози астат дуже перспективний. Знайдений і надійний засіб виведення астату з організму. Роданід-іон блокує накопичення астату в щитовидній залозі, утворюючи з ним міцний комплекс. Отже, елемент №85 вже не можна назвати практично марним.

Опис презентації з окремих слайдів:

1 слайд

Опис слайду:

«Рідкісні хімічні елементи та їх застосування» «Астат» Підготувала Борзенкова Юлія Учениця 11Б класу МБОУ ЗОШ № 5 м. Новочеркаська

2 слайд

Опис слайду:

Астат - елемент головної підгрупи сьомої групи, шостого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 85. Позначається символом At (лат. Astatium). Радіоактивний. Найважчий елемент із відомих галогенів. Проста речовина астат за нормальних умов - нестабільні кристали чорно-синього кольору. Молекула астата, мабуть, двоатомна (формула At2). Астат – отруйна речовина. Вдихання його в зовсім невеликій кількості здатне викликати сильне подразнення та запалення дихальних шляхів, а велика концентрація призводить до сильного отруєння.

3 слайд

Опис слайду:

Фізичні властивості Астат - тверда речовина красивого синьо-чорного кольору, на вигляд схожа на йод. Для нього характерне поєднання властивостей неметалів (галогенів) та металів (полоній, свинець та інші). Як і йод, астат добре розчиняється в органічних розчинниках і легко екстрагується ними. За летючістю трохи поступається йоду, але також може легко виганяти. Температура плавлення 302 °C, кипіння (спліки) 337 °C.

4 слайд

Опис слайду:

Хімічні властивості Астат відрізняється низькою пружністю пари, мало розчинний у воді, краще розчиняється в органічних розчинниках. Астат у водному розчині відновлюється діоксидом сірки SO2; як і метали, він осаджується навіть із сильнокислих розчинів сірководнем (H2S). Витіснюється із сірчанокислих розчинів цинком (властивості металу). Як і всі галогени, астат утворює нерозчинну сіль AgAt (астатид срібла). Він здатний окислюватися до стану At(V), як і йод (наприклад, сіль AgAtO3 ідентична властивостями AgIO3). Астат реагує з бромом та йодом, при цьому утворюються міжгалогенні сполуки - йодид астату AtI та бромід астату AtBr: Обидві ці сполуки розчиняються в тетрахлорметані СCl4.

5 слайд

Опис слайду:

Хімічні властивості Астат розчиняється у розведеній соляній та азотній кислотах. З металами астат утворює сполуки, у яких виявляє ступінь окиснення −1, як й інші галогени (NaAt - астатид натрію). Подібно до інших галогенів, астат може заміщати водень у молекулі метану до отримання тетраастатметану CAt4. При цьому утворюються спочатку астатметан CH3At, потім діастатметан CH2At2 та астатоформ CHAt3. У позитивних ступенях окиснення астат утворює форму, що містить кисень, яку умовно позначають як Atτ+ (астат-тау-плюс).

6 слайд

Опис слайду:

Історія Передбачено (як «ека-іод») Д. І. Менделєєвим. У 1931 Ф. Аллісон зі співробітниками (Алабамський політехнічний інститут) повідомили про відкриття цього елемента в природі і запропонували йому назву «алабамін» (Ab), проте цей результат не підтвердився. Вперше астат був отриманий штучно в 1940 Д. Корсоном, К. Р. Маккензі та Е. Сегре (Каліфорнійський університет у Берклі). Для синтезу ізотопу 211At вони опромінювали вісмут альфа-частинками. У 1943-1946 роках ізотопи астату виявили у складі природних радіоактивних рядів У російської термінології елемент спочатку називався «астатин». Також пропонувалися назви «гельветин» (на честь Гельвеції – давньої назви Швейцарії) та «лептин» (від грец. «слабкий, хисткий»). Назва походить від грецького слова "астатос", що буквально означає "нестійкий". І елемент повністю відповідає даному йому найменуванню: його життя коротке, період напіврозпаду становить лише 8,1 год.

7 слайд

Опис слайду:

Астат у природі Астат є найрідкіснішим елементом серед усіх, виявлених у природі. У поверхневому шарі земної кори товщиною 16 км міститься всього 70 мг астату. Постійна присутність астату в природі пов'язана з тим, що його короткоживучі радіонукліди (215At, 218At та 219At) входять до складу радіоактивних рядів 235U та 238U. Швидкість їх утворення постійна і дорівнює швидкості радіоактивного розпаду, тому в земній корі містяться порівняно постійна рівноважна кількість ізотопів астату.

8 слайд

Опис слайду:

Ізотопи На 2003 рік відомі 33 ізотопи астату, а також 23 метастабільні збуджені стани ядер астату. Усі вони радіоактивні. Найстійкіші з них (від 207At до 211At) мають період напіврозпаду більше години (найбільш стабільний 210At, T1/2=8,1 години); однак у трьох природних ізотопів період напіврозпаду не перевищує хвилини. В основному ізотопи астату отримують опроміненням металевих вісмуту або торію α-частинками високої енергії з подальшим відділенням астату з осадженням, екстракцією, хроматографією або дистиляцією. Температура плавлення 302 °C, кипіння (спліки) 337 °C.

9 слайд

Опис слайду:

Ізотопи астату Масове число Маса ізотопу щодо 16О Період напіврозпаду Форма та енергія випромінювання, МеВ 202 - 43 з КДз; α, 6,50 203 - 102 з КДз; α, 6,35 203420 з КДз; α, 6,10 204 - 1500 з К-з 205 - 1500 з КДз; α, 5,90 206 - 0,108 діб КДз 207 - 6480 з К-з (90%); α (10%), 5,75 208 - 0,262 з КДз 208 6120 з К-з (>99 %), α (0,5 %), 5,65 209 - 0,229 з К-з(95%),α (5%),5,65;γ 210 - 0,345 діб К-з(>99%), α (0,17%), 5,519 (32%); 5,437 (31%); 5,355 (37%); γ, 0,25; 1,15; 1,40 211 05317 0,3 діб К-з (59 1%); α (40,9%); 5,862 γ, 0,671 212 05675 0,25 з α 213 05929 - α, 9,2 214 06299 ~2*10-6 з α, 8,78 215 05562 10-4 з 0 9 6 4 з α, 7,79 217 07225 0,018 з α, 7,02 218 07638 1,5Д2,0 з α (99%), 6,63; β (0,1 %) 219 - 5,4 з α (97%), 6,27; β (3%)

10 слайд

Опис слайду:

Перші спроби застосувати астат на практиці були здійснені ще в 1940 р., відразу ж після отримання цього елемента. Група співробітників Каліфорнійського університету встановила, що астат, подібно до йоду, селективно концентрується в щитовидній залозі. Досліди показали, що використовувати 211At для лікування захворювань щитовидної залози вигідніше, ніж радіоактивний 131I. Щитовидна залоза