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. Обозначается символом At (лат. Astatium).
Радиоактивен. Простое вещество астат (CAS-номер: 7440-68-8) при нормальных условиях - нестабильные кристаллы чёрно-синего цвета. Молекула астата, по всей видимости, двухатомна (формула At 2).
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), 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 211 At они облучали висмут альфа-частицами.
В 1943-1946 годах изотопы астата были обнаружены в составе природных радиоактивных рядов.
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»).
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.
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. 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.
Температура плавления 302 °C, кипения (возгонки) 337 °C.
Галоген. В положительных степенях окисления астат образует кислородсодержащую форму, которую условно обозначают как At τ+ (астат-тау-плюс).
При действии на водный раствор астата водородом в момент реакции образуется газообразный астатоводород HAt. Астат в водном растворе восстанавливается SO 2 и окисляется Br 2 . Астат, как металлы, осаждается из солянокислых растворов сероводородом (H 2 S). 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.
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 CAt 4 . При этом образуются сперва астатметан, диастатметан, астатоформ.
Предсказан (как «эка-иод») Д. И. Менделеевым в 1898 году. «... при открытии галоида Х с атомным весом, большим, чем йод, он все же будет образовывать КХ, КХО3 и т. п., что его водородное соединение НХ будет газообразным, очень непрочной кислотой, что атомный вес будет …215»
Впервые астат был получен искусственно в 1940 Д. Корсоном, К. Р. Маккензи и Э. Сегре (Калифорнийский университет в Беркли). Для синтеза изотопа 211 At они облучали висмут альфа-частицами. В 1943-1946 годах изотопы астата были обнаружены в составе природных радиоактивных рядов.
Название Астат (Astatium) произведено от греч. слова (astatoz
) означающего "неустойчивый".
Короткоживущие радионуклиды астата (215 At, 218 At и 219 At) образуются при радиоактивном распаде 235 U и 238 U, этим обусловлено постоянное присутствие следов астата в природе (~ 1 г). В основном изотопы астата получают облучением металлических висмута или тория a -частицами высокой энергии с последующим отделением астата соосаждением, экстракцией, хроматографией или дистилляцией. Массовое число наиболее стабильного из известных изотопов равно 210.
Из-за сильной радиоактивности его не удаётся получить в макроскопических количествах, достаточных для глубокого изучения свойств. По расчетам простое вещество астат при обычных условиях - нестабильные кристаллы тёмно-синего цвета, состоящие не из молекул At 2 , а из отдельных атомов. Температура плавления около 230-240°C, кипения (возгонки) - 309°С.
По химическим свойствам астат близок как к иоду (проявляет свойства галогенов), так и к полонию (свойства металла).
Астат в водном растворе восстанавливается диоксидом серы; как и металлы, он осаждается даже из сильнокислых растворов сероводородом, вытесняется из сернокислых растворов цинком.
Как и все галогены (кроме фтора), астат образует нерастворимую соль AgAt (астатид серебра). Он способен окисляться до состояния At(V), как и иод (например, соль AgAtO 3 идентична по свойствам AgIO 3).
Астат реагирует с бромом и иодом, при этом образуются межгалогенные соединения - иодид астата AtI и бромид астата AtBr.
При действии на водный раствор астата водородом в момент реакции образуется газообразный астатоводород HAt, вещество крайне неустойчивое.
Неустойчивость астата делает применение его соединений проблематичным, тем не менее изучалось возможность использования различных изотопов этого элемента для борьбы с онкологическими заболеваниями.
См. также:
Астат // Википедия. . Дата обновления: 02.05.2018. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=92423599 (дата обращения: 02.08.2018).
Открытие элементов и происхождение их названий.
Что такое астат, чем он интересен и стоит ли заниматься его изучением? Прочитав нашу статью, вы узнаете много интересного об этом своеобразном химическом элементе, об истории его открытия и о том, где он нашел применение.
Располагая химические элементы в порядке возрастания их атомных весов, русский химик Дмитрий Иванович Менделеев обнаружил, что в этом естественном ряду периодически через правильные интервалы повторяются химические элементы с похожими химическими свойствами. Так был открыт периодический закон Д.И. Менделеева.В то время наука ничего не знала о строении атома. Поэтому за основу классификации химических элементов Д.И. Менделеев взял величину атомной массы и свойства элемента.
Проще смысл периодического закона Д.И. Менделеева можно передать так: свойства элементов плавно и одинаково изменяются с возрастанием их атомного веса, а затем эти изменения периодически повторяются . Позже, когда наука открыла строение ядра, понятие «атомный вес» заменили понятием «заряд ядра».
Итак, согласно периодическому закону, свойства элементов должны изменяться плавно. Но так происходило не всегда. Иногда в последовательности изменения свойств элементов не хватало какого-нибудь звена. В этом случае Менделеев оставлял в таблице пробелы, которые должны были заполняться вновь открытыми элементами с соответствующей химической характеристикой. То есть, с помощью своего закона Менделеев предсказал свойства ещё не открытых элементов.
Подобным образом в 1898 г. Менделеев предсказал существование 85-го элемента периодической таблицы химических элементов, который он назвал «эка-иодином». Но получен был 85-й элемент только в 1940 г. американскими физиками Д. Корсоном, К. Маккензи и Э. Сегре искусственным путем. Новому элементу дали название астат . В 1943 г. астат был обнаружен в природе. Из всех встречающихся на Земле элементов астат является самым редким. В природе астата содержится всего лишь около 30 граммов.
В переводе с греческого «астатос» означает «неустойчивый». И в самом деле, астат имеет очень короткую продолжительность существования. Период его полураспада составляет всего лишь 8,3 часа, т.е. полученный утром астат к вечеру уменьшается наполовину.
Графически периодическая система Д.И. Менделеева отображается двухмерной таблицей, называемой таблицей Менделеева. Номер столбца или номер группы в этой таблице равен числу электронов на внешнем слое атома вещества. Номер строки или номер периода равен числу энергетических уровней в атоме.
В таблице периодической системы Менделеева астат находится в VII группе вместе с галогенами: фтором, хлором, бромом, йодом. Химическая активность галогенов уменьшается от фтора к йоду. Если мы рассмотрим эти вещества, то увидим, что фтор и хлор - газы, бром - жидкость, а йод - твердое вещество, обладающее некоторыми свойствами металлов. Астат является пятым, наиболее тяжелым элементом группы галогенов.
По своим химическим свойствам астат похож на йод, но во многом и отличается от него, так как больше, чем йод, обладает свойствами металлов. В отличие от йода астат – радиоактивный элемент. Астат также обнаруживает сходство с полонием, своим соседом слева в таблице Менделеева.
Как и все галогены, астат даёт нерастворимую соль AgAt. Но, как типичные металлы, астат осаждается сероводородом даже из сильно кислых растворов, вытесняется цинком из сернокислых растворов, а при электролизе осаждается на катоде.
Астат не растворяется в воде, но подобно йоду хорошо растворяется в органических растворителях. Легко испаряется в воздухе и вакууме.
Астат обладает уникальной способностью возгоняться в молекулярной форме (переходить из твердого состояния сразу в газообразное, минуя жидкое) из водных растворов. Такой способности нет ни у одного из известных элементов.
Где же применяется астат?
Ученые выяснили, что астат, как и йод, накапливается в щитовидной железе. Но по силе действия астат сильнее йода. Астат имеет много изотопов, но все они живут очень короткое время. Самым перспективным для лечения заболеваний щитовидной железы является изотоп 211 At . Кроме этого, астат может выводиться из организма человека с помощью ионов роданида. Следовательно, вредное воздействие изотопа 211 At на другие органы будет минимальным. Это позволяет сделать вывод о том, что применение астата в медицине является очень перспективным.
астат
м. Химический элемент из группы галогенов, своими свойствами напоминающий неметаллический йод и металл полоний.
астат
АСТАТ (лат. Astatium) At, химический элемент VII группы периодической системы, атомный номер 85, атомная масса 209, 9871, относится к галогенам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 210At (период полураспада 8,1 ч). Название от греч. astatos - неустойчивый (не имеет долгоживущих изотопов). По одним свойствам напоминает неметалл иод, по другим - металл полоний.
Астат
(лат. Astatium), астатин, At, радиоактивный химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 85. Стабильных изотопов у А. нет; известно не менее 20 радиоактивных изотопов А., из которых наиболее долгоживущий 210At имеет период полураспада T1/2 8,3 ч. Многократные попытки учёных разных стран открыть элемент ╧ 85 всевозможными химическими и физическими способами в природных объектах были неудачны. В 1940 Э. Сегре, Т. Корсон и У. Мак-Кензи получили на циклотроне в Беркли (США) первый изотоп 211At, бомбардируя висмут a-частицами. Название «А.» дано от греч. astatos ≈ неустойчивый. Лишь после этого искусственного получения А. было показано, что 4 его изотопа (215At, 216At, 218At и 219At) образуются в очень маловероятных (5 10-5≈0,02%) ответвлениях трёх природных рядов радиоактивного распада урана и тория (см. Радиоактивные ряды). А. хорошо адсорбируется на металлах (Ag, Au, Pt), легко испаряется в обычных условиях и в вакууме. Благодаря этому удаётся выделить А. (до 85%) из продуктов облучения висмута путём их вакуумной дистилляции с поглощением А. серебром или платиной. Химические свойства А. очень интересны и своеобразны; он близок как к иоду, так и к полонию, т. е. проявляет свойства и неметалла (галогена) и металла. Такое сочетание свойств обусловлено положением А. в периодической системе: он является наиболее тяжёлым (и следовательно, наиболее «металлическим») элементом группы галогенов. Подобно галогенам А. даёт нерастворимую соль AgAt; подобно иоду окисляется до 5-валентного состояния (соль AgAtO3 аналогична AgJO3). Однако, как и типичные металлы, А. осаждается сероводородом даже из сильно кислых растворов, вытесняется цинком из сернокислых растворов, а при электролизе осаждается на катоде. Присутствие А. определяют по характерному a-излучению.
Лит.: Гольданский В. И., Новые элементы в Периодической системе Д. И. Менделеева, 3 изд., М., 1964, с. 131≈41.
В. И. Гольданский.
Астат
Аста́т - радиоактивный химический элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации - элемент главной подгруппы VII группы), шестого периода, с атомным номером 85. Обозначается символом At . Простое вещество астат при нормальных условиях - нестабильные кристаллы тёмно-синего цвета. Молекула астата, по всей видимости, двухатомна (формула At). Недавние квантовомеханические расчёты из первых принципов предсказывают, что в конденсированном состоянии астат состоит не из молекул диастата, а образует металлический кристалл, в отличие от всех более лёгких галогенов, образующих при нормальном давлении молекулярные кристаллы из молекул димеров Hal.
В лабораторных условиях астат из-за сильной радиоактивности не удаётся получить в макроскопических количествах, достаточных для глубокого изучения его свойств.
Я сказал тебе, как я вижу будущий бой, но знай, Астат , я рассчитываю на тебя.
Лишившись прекрасной мишени, каковой являлась сбившаяся в клубок середина стаи, Астат сменил тактику: вместо множества выпускаемых наугад, лишь бы быстрее, стрел с края леса полетели одиночные стрелы, тщательно нацеленные на одиночные мишени.
Такими, как Астат , который без колебаний игнорирует нелепые, бесполезные приказы и принимает правильные решения.
Крестьянки подняли вой, мужчины о чем-то расспрашивали, Астат кричал на Дольтара.
Стреляешь ты не хуже, чем Астат и Агатра, только они служат в легионе уже несколько лет.
Видимо, знак всем серебряным, чтобы его носителя не трогали, поэтому, если Астат не дошел, значит, его убили золотые.
Однако право дать наименование этому элементу, встречающемуся лишь в следах, оставалось за Сегрэ и его сотрудниками: теперь его называют астат , что в переводе с греческого означает непостоянный.
Когда племя оказалось рядом с укрытием Астата , Рават снова задержал дыхание.
Еще недавно он мысленно умолял топорников появиться на равнине вовремя, но теперь основной расчет был на Астата - Рават надеялся, что тройник сориентируется в постоянно меняющейся обстановке и забудет о приказах.
Подсотница наклонилась в седле и с помощью Астата посадила перед собой одного из тяжелораненых.
Агатры и Астата , то начали подозревать, что и с Раватом творится нечто похожее.
Ты даже не спросил про своего лучника, Астата , дошел он до меня или нет, - с горечью проговорил Амбеген.
Золото используют, чтобы искусственно получить изотопы франция и астата -- элементов, которые, как известно, нельзя получить из природных источников.
То же самое снится Агатре и Астату , снилось и тому молодому парню, лучнику, до того как он погиб.
Алерцы до деревни не добрались, но и Дольтар с Астатом не сумели уговорить крестьян бросить все нажитое.
В природе встречаются 94 химических элемента. К настоящему времени искусственно получены ещё 15 трансурановых элементов (элементы с 95-го по 109-ый), существование 10 из них бесспорно.
Литосфера. Кислород (O), 46,60% по весу. Открыт в 1771 г. Карлом Шееле (Швеция).
Атмосфера. Азот (N), 78,09% по объему, 75,52% по массе. Открыт в 1772 г. Резерфордом (Великобритания).
Вселенная. Водород (Н), 90% всего вещества. Открыт в 1776 г. Генри Кавендишем (Beликобритания).
Литосфера. Астат (At): 0,16 г в земной коре. Открыт в 1940 г. Корсоном (США) с сотрудниками. Встречающийся в природе изотоп астат 215 (215 Аt) (открыт в 1943 г. Б. Карликом и Т. Бернертом, Австрия) существует в количестве лишь 4,5 нанограмма.
Атмосфера. Радон (Rn): всего 2,4 кг (6·10 –20 объема одной части на 1 млн). Открыт в 1900 г. Дорном (Германия). Концентрация этого радиоактивного газа в районах залежей гранитных пород предположительно стала причиной ряда раковых заболеваний. Общая масса радона, находящегося в земной коре, из которой и пополняются атмосферные запасы газа, равна 160 т.
Газ. Водород (Н) имеет плотность 0,00008989 г/см 3 при температуре 0°С и давлении в 1 атм. Открыт в 1776 г. Кавендишем (Великобритания).
Металл. Литий (Li), имеющий плотность 0,5334 г/см 3 , является самым лёгким из всех твёрдых веществ. Открыт в 1817 г. Арфведсоном (Швеция).
Осмий (Os), имеющий плотность 22,59 г/см 3 , является самым тяжёлым из всех твёрдых веществ. Открыт в 1804 г. Теннантом (Великобритания).
Им является радон (Rn), плотность которого 0,01005 г/см 3 при 0°С. Открыт в 1900 г. Дорном (Германия).
Элемент 108, или уннилоктий (Uno). Это предварительное название дано Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC). Получен в апреле 1984 г. Г. Мюнценбергом с сотрудниками (Западная Германия), которые наблюдали всего 3 атома этого элемента в лаборатории Общества по исследованию тяжёлых ионов в Дармштадте. В июне того же года появилось сообщение о том, что этот элемент был получен также Ю.Ц. Оганесяном с сотрудниками в Объединённом институте ядерных исследований, Дубна, СССР.
Единственный атом унниленния (Une) был получен в результате бомбардировки висмута ионами железа в лаборатории Общества по исследованию тяжёлых ионов, Дармштадт, Западная Германия, 29 августа 1982 г. У него самый большой порядковый номер (элемент 109) и самая большая атомная масса (266). По самым предварительным данным, советские ученые наблюдали образование изотопа элемента 110 с атомной массой 272 (предварительное название – унуннилий(Uun)).
Гелий-4 (4 Не), полученный в апреле 1978 г. П.В. Маклинтоком из Ланкастерского университета, США, имеет менее 2 частей примесей на 10 15 частей объема.
Углерод (С). В аллотропной форме алмаза имеет твёрдость по методу Кноопа – 8400. Известен с доисторических времен.
Калифорний (Сf) продавался в 1970 г. по цене 10 долл. за микрограмм. Открыт в 1950 г. Сиборгом (США) с сотрудниками.
Золото (Аu). Из 1 г можно вытянуть проволоку длиной 2,4 км. Известно с 3000 г. до н.э.
Бор (В) – 5,7 ГПа. Открыт в 1808 г. Гей-Люссаком и Тенаром (Франция) и X. Дэви (Великобритания).
Самая низкая. Среди неметаллов гелий-4 (4Не) имеет самую низкую точку плавления –272,375°С при давлении 24,985 атм и самую низкую точку кипения –268,928°С. Гелий открыт в 1868 г. Локьером (Великобритания) и Жансеном (Франция). Одноатомный водород (Н) должен быть несжижаемым сверхтекучим газом. Среди металлов соответствующие параметры у ртути (Hg): –38,836°С (точка плавления) и 356,661°С (точка кипения).
Самая высокая. Среди неметаллов самая высокая точка плавления и точка кипения у известного с доисторических времен углерода (С): 530°С и 3870°С. Однако представляется спорным, что графит стабилен при высоких температурах. Переходя при 3720°С из твёрдого в парообразное состояние, графит может быть получен как жидкость при давлении в 100 атм и температуре 4730°С. Среди металлов соответствующие параметры у вольфрама (W): 3420°С (точка плавления) и 5860°С (точка кипения). Открыт в 1783 г. Х.Х. и Ф. д"Элуярами (Испания).
Наибольшее количество изотопов (по 36 у каждого) у ксенона (Xe), открыт в 1898 г. Рамзаем и Траверсом (Великобритания), и у цезия (Cs), открыт в 1860 г. Бунзеном и Кирхгофом (Германия). Наименьшее количество (3: протий, дейтерий и тритий) у водорода (Н), открыт в 1776 г. Кавендишем (Великобритания).
Самый стабильный. Теллур-128 (128 Те), по данным двойного бета-распада, имеет период полураспада 1,5·10 24 лет. Теллур (Те) открыт в 1782 г. Мюллером фон Райхенштайном (Австрия). Изотоп 128 Те впервые обнаружен в естественном состоянии в 1924 г. Ф. Астоном (Великобритания). Данные о его сверхстабильности были вновь подтверждены в 1968 г. исследованиями Е. Александера-младшего, Б. Шринивасана и О. Маньюэла (США). Рекорд альфа-распада принадлежит самарию-148 (148 Sm) – 8·10 15 лет. Рекорд бета-распада принадлежит изотопу кадмия 113 (113 Cd) – 9·10 15 лет. Оба изотопа были обнаружены в естественном состоянии Ф. Астоном, соответственно, в 1933 и в 1924 гг. Радиоактивность 148 Sm была открыта Т. Уилкинсом и А. Демпстером (США) в 1938 г., а радиоактивность 113 Cd в 1961 г. обнаружили Д. Уотт и Р. Гловер (Великобритания).
Самый нестабильный. Время жизни лития-5 (5 Li) ограничено 4,4·10 –22 с. Изотоп впервые обнаружен Е. Титтертоном (Австралия) и Т. Бринкли (Великобритания) в 1950 г.
Учитывая разницу между точкой плавления и точкой кипения, элементом с самым коротким жидкостным рядом является инертный газ неон (Ne) – всего навсего 2,542 градуса (от –248,594°С до –246,052°С), тогда как самый продолжительный жидкостный ряд (3453 градуса) характерен для радиоактивного трансуранового элемента нептуния (Np) (от 637°С до 4090°С). Однако если принять во внимание истинный ряд жидкостей – от точки плавления до критической точки, –то самый короткий период имеет элемент гелий (Не) – всего 5,195 градуса (от абсолютного нуля до –268,928°С), а самый продолжительный – 10200 градусов – для вольфрама (от 3420°С до 13 620°С).
Среди нерадиоактивных веществ самые строгие ограничения установлены для бериллия (Ве) – предельно допустимая концентрация (ПДК) этого элемента в воздухе всего 2 мкг/м 3 . Среди радиоактивных изотопов, существующих в природе или вырабатываемых ядерными установками, самые строгие ограничения по содержанию в воздухе установлены для тория-228 (228 Th), который был впервые обнаружен Отто Ганом (Германия) в 1905 г. (2,4·10 –16 г/м 3), а по содержанию в воде – для радия-228 (228 Ra), открытого О. Ганом в 1907 г. (1,1·10 –13 г/л). С точки зрения экологии они имеют значительные периоды полураспада (т.е. свыше 6 месяцев).
Книга рекордов Гиннеса, 1998 г.
