астат для чего нужен
Новости
Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.
Музей «Лунариум» временно закрыт
+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1
Элемент, который в Периодической таблице занимает клетку № 85, был предсказан Менделеевым в 1898 году. Он дал ему временное название – экаиод. Так как элементы группы галогенов сверху вниз выстраиваются в определённой последовательности: фтор и хлор – газы, бром – жидкость, а иод – твердое вещество, то вполне уместно было бы предположить, что экаиод, как самый тяжелый галоген, должен быть твёрдым.
Первое достоверное сообщение об идентификации пятого галогена сделали физики, синтезирующие новые элементы. В 1940 году группа учёных Калифорнийского университета под руководством Эмилио Сегре синтезировали элемент № 85 на циклотроне, облучив альфа-частицами мишень из висмута.
Астат в Таблице Менделеева
Сферолиты настурана (U3O8) на кристаллах самородного висмута, с доломитом. Саксония, Германия.
В настоящее время астат практического применения не имеет. В некоторых лабораториях ведутся эксперименты по использованию 211 At для лечения заболеваний щитовидной железы.
Астат
Астат ( αστατος — неустойчивый) элемент главной подгруппы седьмой группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 85. Обозначается символом At (лат. Astatium). Радиоактивен. Самый тяжёлый элемент из известных галогенов. Простое вещество астат (CAS-номер: 7440-68-8) при нормальных условиях — нестабильные кристаллы чёрно-синего цвета. Молекула астата, по всей видимости, двухатомна (формула At2).
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 211At они облучали висмут альфа-частицами.
В 1943—1946 годах изотопы астата были обнаружены в составе природных радиоактивных рядов (см. ниже).
В русской терминологии элемент вначале назывался «астатин».
Также предлагались названия «гельветин» (в честь Гельвеции — древнего названия Швейцарии) и «лептин» (от греч. «слабый, шаткий»).
Нахождение астата в природе
Астат является наиболее редким элементом среди всех, обнаруженных в природе. В поверхностном слое земной коры толщиной 1,6 км содержится всего 70 мг астата. Постоянное присутствие астата в природе связано с тем, что его короткоживущие радионуклиды ( 215 At, 218 At и 219 At) входят в состав радиоактивных рядов 235 U и 238 U. Скорость их образования постоянна и равна скорости их радиоактивного распада, поэтому в земной коре содержатся сравнительно постоянное равновесное количество изотопов астата.
Получение астата
Получают облучением металлических висмута или тория α-частицами высокой энергии с последующим отделением астата соосаждением, экстракцией, хроматографией или дистилляцией.
Физические свойства астата
Астат — твёрдое вещество красивого 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.
Химические свойства
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 SO2 и окисляется Br2. Астат, как металлы, осаждается из солянокислых растворов сероводородом (H2S). Вытесняется из раствора цинком (свойства металла).
Известны иодид астата AtI и бромид астата AtBr.
Применение астата
Весьма перспективным является 211 At для лечения заболеваний щитовидной железы. Имеются сведения, что радиобиологическое действие α-частиц астата на щитовидную железу в 2,8 раза сильнее β-частиц иода. При этом следует учесть, что с помощью иона роданида можно надежно вывести астат из организма.
Биологическая роль астата
При попадании в организм концентрируется в печени. Как и иод, астат способен накапливаться в щитовидной железе. α-излучение астата поражает близлежащие ткани, приводит к нарушению их функции и в перспективе — к образованию опухолей. Кроме того, частичное накопление астата наблюдается в молочных желёзах.
Изотопы астата
На 2003 год известны 33 изотопа астата, а также 23 метастабильных возбуждённых состояния ядер астата. Все они радиоактивны. Самые устойчивые из них (от 207 At до 211 At) имеют период полураспада больше часа (наиболее стабилен 210 At, T1/2=8,1 часа); однако у трёх природных изотопов период полураспада не превышает минуты.
Периодическая система химических элементов Менделеева:
| Щелочные металлы | Щёлочноземельные металлы | Лантаноиды | Актиноиды | Переходные металлы |
| Лёгкие металлы | Полуметаллы | Неметаллы | Галогены | Инертные газы |
Периодическая система химических элементов Менделеева
Классификация хим. элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона/
| IA | IIA | IIIB | IVB | VB | VIB | VIIB | —- | VIIIB | —- | IB | IIB | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA | VIIIA | |
| Период | ||||||||||||||||||
| 1 | 1 H Водород | 2 He Гелий | ||||||||||||||||
| 2 | 3 Li Литий | 4 Be Бериллий | 5 B Бор | 6 C Углерод | 7 N Азот | 8 O Кислород | 9 F Фтор | 10 Ne Неон | ||||||||||
| 3 | 11 Na Натрий | 12 Mg Магний | 13 Al Алюминий | 14 Si Кремний | 15 P Фосфор | 16 S Сера | 17 Cl Хлор | 18 Ar Аргон | ||||||||||
| 4 | 19 K Калий | 20 Ca Кальций | 21 Sc Скандий | 22 Ti Титан | 23 V Ванадий | 24 Cr Хром | 25 Mn Марганец | 26 Fe Железо | 27 Co Кобальт | 28 Ni Никель | 29 Cu Медь | 30 Zn Цинк | 31 Ga Галлий | 32 Ge Германий | 33 As Мышьяк | 34 Se Селен | 35 Br Бром | 36 Kr Криптон |
| 5 | 37 Rb Рубидий | 38 Sr Стронций | 39 Y Иттрий | 40 Zr Цирконий | 41 Nb Ниобий | 42 Mo Молибден | (43) Tc Технеций | 44 Ru Рутений | 45 Rh Родий | 46 Pd Палладий | 47 Ag Серебро | 48 Cd Кадмий | 49 In Индий | 50 Sn Олово | 51 Sb Сурьма | 52 Te Теллур | 53 I Иод | 54 Xe Ксенон |
| 6 | 55 Cs Цезий | 56 Ba Барий | * | 72 Hf Гафний | 73 Ta Тантал | 74 W Вольфрам | 75 Re Рений | 76 Os Осмий | 77 Ir Иридий | 78 Pt Платина | 79 Au Золото | 80 Hg Ртуть | 81 Tl Таллий | 82 Pb Свинец | 83 Bi Висмут | (84) Po Полоний | (85) At Астат | 86 Rn Радон |
| 7 | 87 Fr Франций | 88 Ra Радий | ** | (104) Rf Резерфордий | (105) Db Дубний | (106) Sg Сиборгий | (107) Bh Борий | (108) Hs Хассий | (109) Mt Мейтнерий | (110) Ds Дармштадтий | (111) Rg Рентгений | (112) Cp Коперниций | (113) Uut Унунтрий | (114) Uuq Унунквадий | (115) Uup Унунпентий | (116) Uuh Унунгексий | (117) Uus Унунсептий | (118) Uuo Унуноктий |
| 8 | (119) Uue Унуненний | (120) Ubn Унбинилий | ||||||||||||||||
| Лантаноиды * | 57 La Лантан | 58 Ce Церий | 59 Pr Празеодим | 60 Nd Неодим | (61) Pm Прометий | 62 Sm Самарий | 63 Eu Европий | 64 Gd Гадолиний | 65 Tb Тербий | 66 Dy Диспрозий | 67 Ho Гольмй | 68 Er Эрбий | 69 Tm Тулий | 70 Yb Иттербий | 71 Lu Лютеций | |||
| Актиноиды ** | 89 Ac Актиний | 90 Th Торий | 91 Pa Протактиний | 92 U Уран | (93) Np Нептуний | (94) Pu Плутоний | (95) Am Америций | (96) Cm Кюрий | (97) Bk Берклий | (98) Cf Калифорний | (99) Es Эйнштейний | (100) Fm Фермий | (101) Md Менделевий | (102) No Нобелей | (103) Lr Лоуренсий | |||
| Щелочные металлы | Щёлочноземельные металлы | Лантаноиды | Актиноиды | Переходные металлы |
| Лёгкие металлы | Полуметаллы | Неметаллы | Галогены | Инертные газы |
198095, г.Санкт-Петербург, ул.Швецова, д.23, лит.Б, пом.7-Н, схема проезда
Астат элемент. Свойства астата. Применение астата
Самый редкий. Таков астат. Это радиоактивный элемент. Из всех представителей таблицы Менделеева его в природе найти сложнее всего. Содержание астата в земных недрах ничтожно мало. Где конкретика? На всю планету ученые насчитали 30 граммов. Радионуклиды астата входят в состав радиоактивных рядов урана.
В них частицы элемента распадаются и формируются вновь с одинаковой скоростью. Поэтому, показатель в 30 граммов остается постоянным. Осталось выяснить, каковы свойства этих граммов и польза для человечества.
Физические и химические свойства астата
Астат – химический элемент, не имеющий стабильных изотопов, то есть атомов. У 85-го в рядах таблицы Менделеева их известно более 30-ти. Наиболее медленно распадается 210-ый изотоп. Он исчезает через 16 часов. Так что, элемент не зря получил свое имя. В переводе с греческого «астатос» означает «нестабильный».
Элемент астат располагается в 7-ой группе периодической системы Менделеева, то есть, относится к галогенам. Все они – сильные окислители. В жидком состоянии элементы 7-ой группы являются диэлектриками, плохо проводят ток. Объединяет большинство галогенов и растворимость в воде. Исключения – фтор, йод и, как раз, астат.
Внешне астат похож на йод. Вещество твердое, глубокого сине-черного цвета. Формула астата – At2. С йодом элемент роднит и летучесть, легкая воспламеняемость. Плавится астат уже при 302-х градусах Цельсия, закипает при 337-ми.
Астату свойственны положительные степени окисления. Кислородосодержащую форму элемента называют тэта-плюс. Химическое обозначение соединения – At+. Его свойства, как и параметры остальных дуэтов астата, малоизученны. Причина – отсутствие материалов для опытов. Чтобы их ставить, нужно добыть астат.
Без нужды это экономически нецелесообразно. К тому же, требуются специальные лаборатории. Не стоит забывать, что работы ведутся с радиоактивным элементом. Учитывать приходится и ограниченность во времени, — изотопы быстро распадаются.
Астат – химический элемент, присутствие которого гарантирует наличие a-излучения. Оно поражает человеческие ткани. Мишенями становятся печень и щитовидная железа. Они служат накопителями астата. Частично вещество оседает и в молочных железах. Присутствие элемента в организме может привести к образованию опухолей.
Применение астата
Опухолями чревато накопление элемента в организме. Но, его дозированное поступление с последующим выведением способно, напротив, избавить от болезней, в частности, недугов щитовидной железы. На нее воздействуют 211-ым изотопом астата. Применение других менее эффективно. Выводится элемент с помощью ионов роданида.
При этом, вредное воздействие астата на внутренние органы минимально. В случаях тяжелых заболеваний, тех же опухолей, рисковать стоит. Это мнение медиков, активно внедряющих технологию в онко-области.
Современное лечение патологий щитовидной железы связано, в основном, с йодом. Но, по последним данным, эффективность астата почти в 3 раза больше. Проблема лишь в стоимости. На астат цена гораздо выше. Играет роль малая распространенность элемента. Получить его можно только искусственным путем.
Кстати, именно так и было доказано существование элемента. Менделеев вычислил его, но не смог найти. Это сделали Корсон, Маккензи и Сегре. В 1940-ом году ученые получили астат бомбардируя быстрыми альфа-частицами висмут – 83-ий элемент периодической таблицы. Процесс протекал в циклотроне. Это ускоритель тяжелых протонов и ионов. В аппарате поддерживают постоянное магнитное и электрическое поля.
В природных радиоактивных элементах изотопы астата удалось обнаружить через 5 лет после опытов Корсона, Сегре и Маккензи. Тогда же ученые подсчитали, что в слое земной коры толщиной в 1,6 километра содержится лишь 70 миллиграммов редкого вещества. За первые 10 лет его изучения, химики вычислили лишь 4-ре изотопа. Теперь их известно 33.
Добыча астата
Астат, химические свойства которого и сейчас интригуют ученых, до сих пор получают исключительно искусственным путем. Добывать элемент в природе при запасах в 30 граммов не имеет смысла. Облучают не только висмут, но и торий в металлическом состоянии.
Астат просто испаряется, как в вакууме, так и в стандартных условиях. Это свойство – основа работы с висмутом и торием. Из продуктов их облучения элемент выделяют путем дистилляции. Это перегонка испарений с последующим охлаждением. При этом пары выпадают, конденсируются. Остается собрать частицы. Продуктивность метода – 85%. 15% астата теряются.
Цена астата
За счет узкого применения элемента, купить его не предлагают. Ученые и медики в состоянии сами произвести нужные миллиграммы. Тем не менее, название астат фигурирует во многих рекламных объявлениях. В частности, имя дано компании, производящей полимерное сырье. Предприятие базируется в Новосибирске.
В Ростовской области есть научно-производственная фирма «Астат Синтез». Главный продукт компании – моющее средство нового поколения для чистки железнодорожных составов. Удаляются все загрязнения даже с товарных вагонов, замаранных нефтепродуктами.
«Карбохим-Астат» — улан-удэнское предприятие, торгующее жидким стеклом. Его реализуют не только в Бурятии. Есть бренд Astat и за рубежом. Имя носит одна из фирм США, производит, к примеру, стартеры.
Если вспомнить, что название химического элемента означает «нестабильный», возникает вопрос, почему предприятия выбирают такое имя. Упор делается не на перевод слова, а на редкость астата.
Купить можно и книгу с названием «Астат». Она полностью посвящена редкому элементу. В томе почти 100 страниц. Цена издания – около 1 000 рублей. Книга научная, узкоспециализированная. Поэтому, находятся желающие раскошелиться и это притом, что обложка «Астата» мягкая, страницы тонкие.
Однако, недочеты перевешивает грамотная информация, ее обилие, предоставленное лучшими учеными мира. В издании собрано все, что удалось узнать об астате за 70 с лишним лет его изучения.