Lastato è lelemento più raro sulla Terra; solo circa 25 grammi si trovano naturalmente sul pianeta in un dato momento. La sua esistenza era prevista nel 1800, ma fu finalmente scoperta circa 70 anni dopo. Decenni dopo la sua scoperta, si sa molto poco dellastato. In effetti, i fisici deducono molte delle sue proprietà, come le proprietà radioattive, la conduzione e il colore, sulla base di altri membri del gruppo alogeno.
Storia
Dmitri Mendeleyev , il chimico russo che nel 1869 organizzò gli elementi nella tavola periodica che è ancora usata oggi, predisse le proprietà dellelemento sconosciuto che avrebbe riempito lo spazio vuoto sulla tavola periodica per lelemento n. 85, secondo Peter van der Krogt, un Storico olandese. Mendeleyev ha chiamato questo elemento sconosciuto eka-iodio per la sua posizione direttamente sotto lo iodio nel gruppo di elementi alogeni.
Quando è iniziata la ricerca del nuovo elemento, sono stati pubblicati diversi rapporti sullelemento 85, secondo un articolo del 2010 pubblicato nel Bulletin for the History of Chemistry di Brett F. Thornton e Shawn C. Burdette, ricercatori rispettivamente in Svezia e negli Stati Uniti. Questi rapporti includevano affermazioni secondo cui lelemento non poteva esistere, che i ricercatori che hanno scoperto lelemento non erano in grado di isolarlo e che le proprietà riportate non erano coerenti con i test.
Cè molta ambiguità su chi scoperto per la prima volta lastato, secondo Thornton e Burdette. La scoperta potrebbe essere attribuita a una manciata di ricercatori, in particolare uno dei seguenti gruppi.
La prima affermazione che lelemento misterioso fosse stato scoperto fu nel 1931 da Fred Allison dellAlabama Polytechnic Institute, secondo Thornton e Burdette. Allison suggerì il nome “alabamina” per il nuovo elemento radioattivo che aveva scoperto. Tuttavia, poiché nessun altro ricercatore fu in grado di replicare i suoi risultati e perché furono trovati diversi difetti nella sua attrezzatura, la ricerca dellelemento sfuggente è continuata. Non prima, tuttavia, la scoperta è stata pubblicata in alcuni libri di testo per studenti.
Horia Hulubei e Yvetter Cauchois, ricercatori del Così rbonne a Parigi, pubblicò i risultati della loro scoperta dellelemento 85 nel 1938. Usarono la separazione chimica e pubblicarono di aver trovato tre linee spettrali di raggi X per lelemento che corrispondevano strettamente alle previsioni precedenti. Sfortunatamente, lo scoppio della seconda guerra mondiale ha interrotto la loro ricerca e le comunicazioni tra gli scienziati di tutto il mondo.
La prima scoperta riconosciuta con successo dellastato fu nel 1940 da Dale R. Coson, Kenneth Ross Mackenzie ed Emilio Segrè , ricercatori dellUniversità della California Berkeley, secondo Chemicool. Poiché nessuno era stato in grado di trovare lelemento raro in natura, questo gruppo di scienziati lo ha prodotto artificialmente bombardando il bismuto-209 con particelle alfa in un acceleratore di particelle. Questa reazione ha creato lastato-211 e due neutroni liberi. Lelemento era altamente radioattivo e instabile, il che ha portato al nome astato dalla parola greca che significava “instabile”.
Ancora un altro gruppo di ricercatori ha identificato e caratterizzato in modo indipendente lelemento 85 nei primi anni 40, secondo Thornton e Burdette. Berta Karlik e Traude Bernert nel 1942 riportarono i risultati dei loro studi, incluso il nome proposto “viennium”. Tuttavia, a causa della seconda guerra mondiale, le notizie furono mantenute allinterno dei territori tedeschi e le notizie scientifiche da altre regioni del mondo non furono portate, quindi Karlik e Bernert non erano a conoscenza di risultati simili dal gruppo di Berkeley. Quando Karlik e Bernert furono informati dei risultati pubblicati dal gruppo di Berkeley, continuarono comunque a studiare lelemento 85 e aumentarono notevolmente la conoscenza sulla catena di decadimento che forma lelemento.
Solo i fatti
- Numero atomico (numero di protoni nel nucleo): 85
- Simbolo atomico (sulla tavola periodica degli elementi): At
- Peso atomico (massa media dellatomo): 210
- Densità: circa 4 once per pollice cubo (circa 7 grammi per cm cubo)
- Fase a temperatura ambiente: solido
- Punto di fusione: 576 gradi Fahrenheit (302 gradi Celsius)
- Punto di ebollizione: sconosciuto
- Numero di isotopi naturali (atomi dello stesso elemento con un diverso numero di neutroni): almeno 30 isotopi radioattivi
- Isotopi più comuni: At-210 (percentuale trascurabile di abbondanza naturale), Am-211 (percentuale trascurabile dellabbondanza naturale)
Chi lo sapeva?
- Astato prende il nome dalla parola greca “astatos”, che significa instabile, secondo al Jefferson Laboratory.
- Ci sono solo circa 25 grammi di astato presente in natura nella crosta terrestre in un dato momento, secondo g al Chemicool.
- Secondo Lenntech, lastato è lalogeno più pesante conosciuto.Secondo Elemental Matter, gli elementi alogeni, compreso lastato, condividono proprietà simili; non sono metalli, hanno un basso punto di fusione e di ebollizione, sono fragili quando sono solidi, sono cattivi conduttori di calore ed elettricità e sono biatomici (le loro molecole contengono due atomi).
- Lastato è il meno reattivo e ha le proprietà più metalliche di qualsiasi elemento nel gruppo alogeno, secondo Chemicool.
- Lisotopo dellastato con lemivita più lunga è lastato-210 con unemivita di 8,1 ore, secondo il Jefferson Laboratory.
- Molte proprietà fisiche dellastato sono ancora sconosciute, incluso il suo colore, secondo un articolo del 2013 di D. Scott Wilbur pubblicato su Nature. Sulla base dei modelli di colore mostrati da altri membri della famiglia degli alogeni, si ritiene che lastato sia scuro, probabilmente vicino al nero.
- Lastato è altamente radioattivo ma non presenta quasi alcun effetto sulla salute o sullambiente a causa di la sua rarità e lemivita molto breve, secondo Lenntech. Anche se si viene a contatto con esso, si pensa che lastato si accumuli nella ghiandola tiroidea in modo simile allo iodio.
Ricerche attuali
La scarsità di astato lo rende un elemento incredibilmente difficile da studiare. Tuttavia, alcuni ricercatori pensano che lastato possa avere usi nel trattamento del cancro. Lastato può comportarsi come lo iodio, che tende a raccogliersi nella ghiandola tiroidea, secondo Chemistry Explained. Lastato può anche andare alla tiroide e le sue radiazioni potrebbero uccidere le cellule tumorali nella ghiandola.
In un documento del 2015 pubblicato sullInternational Journal of Molecular Sciences, un gruppo di ricercatori francesi guidati da Françoise Kraeber-Bodéré descrivere un metodo di terapia del cancro con radioimmunoterapia (RIT) che utilizza radionuclidi che emettono particelle beta o alfa. Lastato-211 è uno di questi isotopi che potrebbe essere utile per la terapia alfa perché ha unemivita più lunga rispetto al bismuto-213 tradizionalmente utilizzato e può essere prodotto negli acceleratori di particelle. Astatine-211 è stato studiato per questo uso almeno dal 1989, secondo gli autori, e ha dimostrato di avere risultati promettenti, inclusi studi con trapianti di midollo osseo in pazienti affetti da leucemia, studi di trapianto di cellule staminali nei topi e trattamenti chemioterapici con pazienti con tumori cerebrali.
Le conclusioni raggiunte dai ricercatori mostrano che luso di un isotopo radioattivo, come lastato-211, può migliorare lefficienza del RIT per il trattamento tumori e altri tipi di cancro, soprattutto se il trattamento è iniziato allinizio della malattia. Questo metodo di RIT ha anche il potenziale per uccidere le cellule tumorali rimanenti che sono tipicamente resistenti alla chemio e alla terapia radioattiva.