Астат

Астат (At)
Атомний номер	85
Зовнішній вигляд простої речовини	Нестабільный, радіоактивний галоген
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)	209,9871 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома	127 пм
Енергія іонізації (перший електрон)	899 (9,32) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5
Хімічні властивості
Ковалентний радіус	148-150 пм
Радіус іона	(+7e) 76 пм
Електронегативність (за Полінгом)	2,2
Електродний потенціал	At2→2At− 0.2В
Ступені окиснення	+7, +5, +3, +1, −1
Термодинамічні властивості
Густина	6,4-7 г/см³
Молярна теплоємність	n/a Дж/(К·моль)
Теплопровідність	1,7-2 Вт/(м·К)
Температура плавлення	573-577 К
Теплота плавлення	23,8 кДж/моль
Температура кипіння	623 К
Теплота випаровування	585,22 кДж/моль
Молярний об'єм	33 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки	n/a
Період ґратки	n/a Å
Відношення с/а	n/a
Температура Дебая	n/a К
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Астат на Вікісховищі

Астат, At (англ. astatine, нім. Astat) — неметалічний радіоактивний хімічний елемент, атомний номер 85, атомна маса 210.

Загальний опис

Відноситься до групи галогенів, у природі зустрічається дуже рідко. Астат дуже нестабільний, має багато ізотопів.

Має ізотопи з атомною масою 202—219, із них найбільші періоди піврозпаду мають At²¹¹ (7,5 год.) і At²¹⁰ (8,3 год.). Астат вперше одержано штучно 1940 бомбардуванням бісмуту α-частинками. Астат за хімічними властивостями подібний до галогенів і до металів.

Історія

Вперше астат був отриманий штучно у 1940 Д. Корсоном, К. Р. Маккензі та Е. Сеґре (Каліфорнійський університет у Берклі). Для синтезу ізотопу ²¹¹At вони опромінювали бісмут альфа-частинками.

У 1943—1946 ізотопи астату були виявлені в складі природних радіоактивних елементів.

Походження назви

Від грец. ἀστατέω — бути нестійким. Через його радіоактивний розпад.

Розповсюдження

Рідкісний. У поверхневому шарі земної кори товщиною 1,6 км міститься бл. 70 мг астату. Ізотопи астату радіоактивні, вони недовгоживучі, і період їхнього напіврозпаду становить 5—8 годин.

Отримання

Отримують опроміненням металевого бісмуту чи торію α-частинками високої енергії з наступним відділенням астату співосадженням, екстракцією, хроматографією або дистиляцією на платинову пластинку.

$\mathrm {_{83}Bi^{209}+_{2}He^{4}\longrightarrow _{85}At^{210}+3_{0}n^{1}}$.

Фізичні властивості

Зважаючи на малу кількість доступної для вивчення речовини, фізичні властивості цього елемента погано вивчені і, як правило, побудовані на аналогіях з доступнішими елементами.

Астат — тверда речовина синьо-чорного кольору, за зовнішнім виглядом схожий на йод. Для нього характерно поєднання властивостей неметалів (галогенів) і металів (полоній, свинець тощо). Як і йод, астат добре розчиняється в органічних розчинниках і легко ними екстрагується. За леткістю трохи поступається йоду, але також може легко переганятися.

Температура плавлення 302 °C, кипіння (сублімації) 337 °C.

Хімічні властивості

За властивостями астат найбільше нагадує йод: переганяється, екстрагується чотирьоххлористим вуглецем CCl₄ з водних розчинів, відновлюється цинком або сірчистим газом до астатид-йона At⁻:

$\mathrm {2At+SO_{2}+2H_{2}O=2At^{-}+3H^{+}+HSO_{4}^{-}}$,

який з йонами срібла утворює нерозчинний астатид срібла AgAt. Останній кількісно співоосаджується з йодидом срібла як носій. Астатат-йон AtO−3 утворюється при окисненні астатид-йона перйодатною кислотою H₅IO₆ або церієм(IV):

$\mathrm {6Ce^{4+}+At^{-}+3H_{2}O=AtO_{3}^{-}+6Ce^{3+}+6H^{+}}$

Формалізований запис цього рівняння відповідає умові електронейтральності. Фактично йони Ce (IV) існують у вигляді гідратованих йонів [Ce(H₂O)_n]⁴, які відщіплюють йон водню і, за винятком дуже кислих розчинів (рН~1), далі піддаються гідролізу і полімеризації. Йони AtO₃₋ кількісно співоосаджуються з нерозчинними у воді Pb(IO₃)₂.

Біологічна роль

Навіть фізіологічно астат поводить себе подібно до йоду — наприклад, концентрується в щитовидній залозі. Оскільки астат супроводжує йод, то це дозволяє разом з препаратами йоду вводити радіоактивний астат і використовувати його при радіотерапії ракових пухлин.

Джерела

• Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.
• Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.