Astatine este cel mai rar element de pe Pământ; doar aproximativ 25 de grame apar în mod natural pe planetă la un moment dat. Existența sa a fost prezisă în anii 1800, dar a fost descoperită în cele din urmă aproximativ 70 de ani mai târziu. Zeci de ani după descoperirea sa, se știe foarte puțin despre astatin. Într-adevăr, fizicienii deduc multe dintre proprietățile sale – cum ar fi proprietățile sale radioactive, conducerea și culoarea – pe baza altor membri ai grupului halogen.
Istorie
Dmitri Mendeleyev , chimistul rus care în 1869 a organizat elementele în tabelul periodic care este folosit și astăzi, a prezis proprietăți ale elementului necunoscut care ar umple spațiul gol de pe tabelul periodic pentru elementul nr. 85, potrivit lui Peter van der Krogt, un Istoric olandez. Mendeleiev a denumit acest element necunoscut eka-iod datorită poziției sale direct sub iod în grupul de elemente halogen.
Pe măsură ce a început căutarea noului element, au fost publicate mai multe rapoarte despre elementul 85, conform unui articol din 2010 publicat în Buletinul pentru istoria chimiei de Brett F. Thornton și Shawn C. Burdette, cercetători în Suedia și, respectiv, în Statele Unite. Aceste rapoarte includeau afirmații că elementul nu putea exista, că cercetătorii care au găsit elementul nu au putut să-l izoleze și că proprietățile raportate erau incompatibile cu testele.
Există o mare ambiguitate cu privire la cine Thornton și Burdette au descoperit pentru prima dată astatine. Descoperirea ar putea fi atribuită unei mână de cercetători, în special unul dintre următoarele grupuri.
Prima afirmație că elementul mister a fost descoperit a fost în 1931 de către Fred Allison de la Institutul Politehnic din Alabama, potrivit lui Thornton și Burdette, Allison a sugerat denumirea de „alabamină” pentru noul element radioactiv pe care l-a descoperit. în echipamentele sale, căutarea elementului evaziv a continuat. Cu toate acestea, nu înainte, descoperirea a fost publicată în câteva manuale studențești.
Horia Hulubei și Yvetter Cauchois, cercetători la Asa de rbonne din Paris, au publicat rezultatele descoperirii elementului 85 în 1938. Au folosit separarea chimică și au publicat că au găsit trei linii spectrale de raze X pentru elementul care se potrivea îndeaproape cu predicțiile anterioare. Din păcate, izbucnirea celui de-al doilea război mondial le-a perturbat cercetările, precum și comunicările între oamenii de știință din întreaga lume.
Prima descoperire recunoscută cu succes a astatinei a fost în 1940 de către Dale R. Coson, Kenneth Ross Mackenzie și Emilio Segrè , cercetătorii de la Universitatea din California Berkeley, potrivit Chemicool. Deoarece nimeni nu a reușit să găsească elementul rar din natură, acest grup de oameni de știință l-a produs artificial bombardând bismut-209 cu particule alfa într-un accelerator de particule. Această reacție a creat astatină-211, precum și doi neutroni liberi. Elementul era extrem de radioactiv și instabil, ceea ce a dus la denumirea de astatine din cuvântul grecesc care însemna „instabil”.
Un alt grup de cercetători a identificat și caracterizat independent elementul 85 la începutul anilor 1940, potrivit lui Thornton. și Burdette. Berta Karlik și Traude Bernert în 1942 au raportat rezultatele studiilor lor, inclusiv numele propus „viennium”. Cu toate acestea, din cauza celui de-al doilea război mondial, știrile au fost păstrate în teritoriile germane, iar știrile științifice din alte regiuni ale lumii nu au fost aduse, așa că Karlik și Bernert nu erau conștienți de rezultate similare din grupul Berkeley. Când Karlik și Bernert au fost conștienți de rezultatele publicate de la grupul de la Berkeley, au continuat să studieze elementul 85 și au adăugat foarte mult la cunoștințele despre lanțul de degradare care formează elementul.
Doar faptele
- Număr atomic (numărul de protoni din nucleu): 85
- Simbol atomic (pe tabelul periodic al elementelor): la
- Greutatea atomică (masa medie a atomului): 210
- Densitatea: aproximativ 4 uncii pe inch cub (aproximativ 7 grame pe cm cub)
- Faza la temperatura camerei: solid
- Punctul de topire: 576 grade Fahrenheit (302 grade Celsius)
- Punctul de fierbere: necunoscut
- Numărul de izotopi naturali (atomi ai aceluiași element cu un număr diferit de neutroni): cel puțin 30 de izotopi radioactivi
- Cele mai comune izotopi: At-210 (procent neglijabil din abundența naturală), Am-211 (procent neglijabil din abundența naturală)
Cine știa?
- Astatine poartă numele cuvântului grecesc „astatos”, care înseamnă instabil, conform la Laboratorul Jefferson.
- Există doar aproximativ 25 de grame de astatin natural în scoarța Pământului la un moment dat, potrivit g până la Chemicool.
- Potrivit lui Lenntech, astatinul este cel mai greu halogen cunoscut.Conform Materiei elementare, elementele cu halogen, inclusiv astatinul, au proprietăți similare; sunt nemetale, au puncte de topire și fierbere reduse, sunt fragile când sunt solide, sunt conductori slabi ai căldurii și electricității și sunt diatomice (moleculele lor conțin doi atomi).
- Astatina este cea mai puțin reactivă și are cele mai multe proprietăți metalice ale oricărui element din grupul halogen, conform Chemicool.
- Isotopul astatinei cu cea mai lungă perioadă de înjumătățire este astatina-210 cu o perioadă de înjumătățire de 8,1 ore, conform Laboratorul Jefferson.
- Multe proprietăți fizice ale astatinei sunt încă necunoscute, inclusiv culoarea acestuia, potrivit unui articol din 2013 al lui D. Scott Wilbur publicat în Nature. Pe baza modelelor de culoare prezentate de alți membri ai familiei de halogeni, se crede că astatinul este întunecat, probabil aproape de negru.
- Astatinul este extrem de radioactiv, dar nu prezintă aproape deloc efecte asupra sănătății sau asupra mediului, din cauza raritatea și timpul de înjumătățire foarte scurt, potrivit lui Lenntech. Deși, dacă cineva intră în contact cu acesta, se crede că astatinul se acumulează în glanda tiroidă în mod similar cu iodul.
Cercetări actuale
Raritatea astatinei îl face o element incredibil de dificil de studiat. Cu toate acestea, unii cercetători consideră că astatina poate avea utilizări în tratarea cancerului. Astatina se poate comporta ca iodul, care tinde să se colecteze în glanda tiroidă, conform Chemistry Explained. Astatina poate merge și la tiroidă, iar radiația sa ar putea ucide celulele canceroase din glandă.
Într-o lucrare din 2015 publicată în Jurnalul Internațional de Științe Moleculare, un grup de cercetători francezi condus de Françoise Kraeber-Bodéré descrie o metodă de radioimunoterapie (RIT) de terapie împotriva cancerului care utilizează radionuclizi care emit particule beta sau alfa. Astatine-211 este un astfel de izotop care ar putea fi benefic pentru terapia alfa, deoarece are un timp de înjumătățire mai lung decât bismutul-213 utilizat în mod tradițional și poate fi produs în acceleratori de particule. Astatine-211 a fost studiat pentru această utilizare din cel puțin 1989, potrivit autorilor, și a demonstrat că are rezultate promițătoare, inclusiv studii cu transplanturi de măduvă osoasă la pacienții cu leucemie, studii de transplant de celule stem la șoareci și în tratamente de chimioterapie cu pacienți cu tumori cerebrale.
Concluziile la care au ajuns cercetătorii arată că utilizarea unui izotop radioactiv, cum ar fi astatine-211, poate îmbunătăți eficiența RIT pentru tratarea tumori și alte tipuri de cancer, mai ales dacă tratamentul începe la începutul bolii. Această metodă de RIT are, de asemenea, potențialul de a distruge celulele tumorale rămase care sunt de obicei rezistente la chimioterapie și terapie radioactivă.