Астат валентность – Астат, свойства атома, химические и физические свойства

Астат, свойства атома, химические и физические свойства

Астат, свойства атома, химические и физические свойства.

 

 

 

At 85  Астат

210***     1s2s2p3s3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s6p5

 

Астат — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 85. Расположен в 17-й группе (по старой классификации — главной подгруппе седьмой группы), шестом периоде периодической системы.

 

Общие сведения

Свойства атома

Химические свойства

Физические свойства

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

Общие сведения

 
Название Астат/ Astatium
Символ At
Номер в таблице 85
Тип Неметалл
Открыт Д. Корсон, К. Р. Маккензи и Э. Сегре, США, 1940 г.
Внешний вид и пр. Чёрно-синие кристаллы
Содержание в земной коре 0 %. Получен путем синтеза.
Содержание в океане 0 %

Свойства атома

 
Атомная масса (молярная масса)*** 210 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 1s2s2p3s3p6 3d10 4s4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p5
Радиус атома 145 пм

Химические свойства

 
Степени окисления +7, +5, +3, +1, −1
Валентность +7
Ковалентный радиус
145 пм
Радиус иона (+7e) 62 пм
Электроотрицательность 2,5 (шкала Полинга)
Энергия ионизации (первый электрон) 916,3 кДж/моль (9,50 эВ)
Электродный потенциал 0,2 В

Физические свойства

Плотность (при  нормальных условиях) предположительно 6,4 г/см3
Температура плавления 302 °C (575 K)
Температура кипения** 337 °C (610 K) (температура возгонки)
Уд. теплота плавления
Уд. теплота испарения 54.39 кДж/
Молярная теплоёмкость
Молярный объём предположительно 32,94 см³/моль
Теплопроводность (при 300 K)
Электропроводность в твердой фазе
Сверхпроводимость при температуре
Твёрдость
Структура решётки гранецентрированная кубическая атомная
Параметры решётки 3,35 Å
Температура Дебая предположительно 195 К

 

Примечание:

** У астата вместо температуры испарения указана температура возгонки.

*** Указано значение атомной массы для стабильного изотопа.

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

  1. 1. Водород
  2. 2. Гелий
  3. 3. Литий
  4. 4. Бериллий
  5. 5. Бор
  6. 6. Углерод
  7. 7. Азот
  8. 8. Кислород
  9. 9. Фтор
  10. 10. Неон
  11. 11. Натрий
  12. 12. Магний
  13. 13. Алюминий
  14. 14. Кремний
  15. 15. Фосфор
  16. 16. Сера
  17. 17. Хлор
  18. 18. Аргон
  19. 19. Калий
  20. 20. Кальций
  21. 21. Скандий
  22. 22. Титан
  23. 23. Ванадий
  24. 24. Хром
  25. 25. Марганец
  26. 26. Железо
  27. 27. Кобальт
  28. 28. Никель
  29. 29. Медь
  30. 30. Цинк
  31. 31. Галлий
  32. 32. Германий
  33. 33. Мышьяк
  34. 34. Селен
  35. 35. Бром
  36. 36. Криптон
  37. 37. Рубидий
  38. 38. Стронций
  39. 39. Иттрий
  40. 40. Цирконий
  41. 41. Ниобий
  42. 42. Молибден
  43. 43. Технеций
  44. 44. Рутений
  45. 45. Родий
  46. 46. Палладий
  47. 47. Серебро
  48. 48. Кадмий
  49. 49. Индий
  50. 50. Олово
  51. 51. Сурьма
  52. 52. Теллур
  53. 53. Йод
  54. 54. Ксенон
  55. 55. Цезий
  56. 56. Барий
  57. 57. Лантан
  58. 58. Церий
  59. 59. Празеодим
  60. 60. Неодим
  61. 61. Прометий
  62. 62. Самарий
  63. 63. Европий
  64. 64. Гадолиний
  65. 65. Тербий
  66. 66. Диспрозий
  67. 67. Гольмий
  68. 68. Эрбий
  69. 69. Тулий
  70. 70. Иттербий
  71. 71. Лютеций
  72. 72. Гафний
  73. 73. Тантал
  74. 74. Вольфрам
  75. 75. Рений
  76. 76. Осмий
  77. 77. Иридий
  78. 78. Платина
  79. 79. Золото
  80. 80. Ртуть
  81. 81. Таллий
  82. 82. Свинец
  83. 83. Висмут
  84. 84. Полоний
  85. 85. Астат
  86. 86. Радон
  87. 87. Франций
  88. 88. Радий
  89. 89. Актиний
  90. 90. Торий
  91. 91. Протактиний
  92. 92. Уран
  93. 93. Нептуний
  94. 94. Плутоний
  95. 95. Америций
  96. 96. Кюрий
  97. 97. Берклий
  98. 98. Калифорний
  99. 99. Эйнштейний
  100. 100. Фермий
  101. 101. Менделеевий
  102. 102. Нобелий
  103. 103. Лоуренсий
  104. 104. Резерфордий
  105. 105. Дубний
  106. 106. Сиборгий
  107. 107. Борий
  108. 108. Хассий
  109. 109. Мейтнерий
  110. 110. Дармштадтий
  111. 111. Рентгений
  112. 112. Коперниций
  113. 113. Нихоний
  114. 114. Флеровий
  115. 115. Московий
  116. 116. Ливерморий
  117. 117. Теннессин
  118. 118. Оганесон

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

карта сайта

астат атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле астата астат


сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические 

 

 

Коэффициент востребованности 209

Характеристика астата



Характеристика астата

Астат (At) располагается в 6 периоде, в VII группе, главной подгруппе, имеет порядковый номер 85.

Массовое число: A = 210
Число протонов: P = 85
Число электронов: ē = 85
Число нейтронов: N = A — Z = 210 — 85 = 125

Электронные оболочки атома астата At
85At 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p5

Валентные электроны

85At ↑↓ ↑↓ ↑↓
6s 6p 6d
85At* ↑↓ ↑↓
6s 6p 6d
85At** ↑↓
6s 6p 6d
85At***
6s 6p 6d

Астат – p-элемент, неметалл.

Степени окисления
минимальная: -1
максимальная: +7

Высший оксид: At2O7 – оксид астата (VII).

Высший гидроксид: HAtO4 – астатная кислота.

Водородное соединение в низшей степени окисления: HAt.

Астат — Знаешь как

Содержание статьи

(Astatium;   от   греч. — неустойчивый), астатин, At — радиоактивный  хим.   элемент VII группы периодической системы элементов;   ат. н.   85.   Стабильных изотопов у А. нет. Все известные изотопы (22) — альфа-радиоактивны,    наиболее     долгоживущий из них — 210 At   (период   полураспада 8,3 ч). В 1940 амер. исследователи Э. Сегре, Т. Корсон и У. Мак-Кензи получили на циклотроне в Беркли (США) первый изотоп 211 At, бомбардируя висмут альфа-частицами. В земной коре А. содержится в ничтожно малых количествах. 

 

Химические свойства

Из-за малой доступности астата и короткого периода его полураспада изучены мало. По сравнению с др. элементами подгруппы галогенов у астат наиболее четко выражены металлические свойства: он осаждается при электролизе на катоде, отличается низкой упругостью паров (в отличие от йода не отгоняется при кипячении азотнокислых растворов), образует устойчивые соли, в том числе соли галогеноводородных к-т, к-рые формально относятся к типу межгалоидных  соединений   (AtCl,   AtBr, AtI). Известны соединения со степенями окисления — 1,0, +1, +3 и Соединения со степенью окисления —1 являются сильными восстановителями, со степенью окисления +5 — сильными окислителями. 

 

Последние представляют собой соли кислоты HAt03. А. осаждают сероводородом; образующийся при этом осадок (предположительного состава At2S3) растворяется в сернистом аммонии. С йодом астат сближают относительно хорошая растворимость в некоторых органических растворителях, накопление в щитовидной железе при попадании в организм. В весомых количествах А. не выделен.

Характеристика элемента

Об астате имеются только предположительные сведения. Дело в том, что элемент этот радиоактивен, и даже самый долгоживущий изотоп имеет период полураспада 8,3 ч. Накопить макроскопические количества астата не удается, поэтому данные о химии астата получены исключительно при изучении его микроколичеств и про экстраполированы и соответствии с положением, занимаемым им в периодической системе. Он был открыт позже всех галогенов: искусственно получен в 1940 г. в циклотроне  с помощью ядерной реакции .

В настоящее время известно около 20 изотопов этого элемента. Все они коротко живущие и как бы оправдывают название астат, которое означает «неустойчивый». Элемент является пятым галогеном в подгруппе VIIА и располагается под йодом. Следовательно, он должен проявлять более металлические качества, чем йод. Таким образом астат один из наиболее своеобразных элементов.

Он расположен на границе металл — неметалл, проходящей через всю периодическую систему от бора к астату. Он как бы являет собой подход к этой границе со стороны неметаллов, тогда как бор — со стороны металлов.

Свойства вещества и соединений

Все исследования по химии астата проводились с ультра малыми количествами при концентрации 10⁹ — 10¹³ г/л растворителя. Дело не только в малом периоде его полураспада, но и в радиолизе растворов, сильном их разогреве под действием а-излучения астата и образовании значительных количеств побочных продуктов, например пероксида водорода Н2О2. Несмотря на трудности, установлены следующие его физические и химические характеристики: пл = 299°С , tкип = 411°С . Астат, как и йод. должен   легче возгоняться, чем плавиться.   Астат весьма летуч (ведь это галоген), незначительно растворим в воде. h.i которой может быть извлечен бензолом или четыреххлористым угле-родом. Известны анион At¯ и положительные степени его окисления + 1 и +5, которым соответствуют ионы AtO¯ , AtO3¯.Астат взаимодействует с водородом при нагревании :

 

At2 + h3 → 2HAt

 

С ионами серебра образует нерастворимую соль AgAt . Бром окисляет At до степени окисления +1, а более сильные окислители до степени окисления +5. Как и йод, астат хорошо растворяется в органических растворителях, но легче, чем йод, приобретает положительную степень окисления. В соответствии с закономерностями периодической системы такие состояния + 1 и +5 у астата должны быть более устойчивыми, чем у йода.

Получение и использование

Астат можно выделить тонкими химическими методами из образца RaA или из ²²³Fr. Однако проще, надежней и удобнее получать его искусственно либо по уже приведенном выше реакции с висмутом, либо при облучении ускоренными ионами углерода мишени из золота .

 

19779 Au + 126C → 20585At + 4 10n

 

Для выделения образующегося астата из висмутовых или золотых мишеней используют довольно высокую его летучесть. Извлечение астата происходит в токе азота или в вакууме при нагревании мишени до 300—600° С. Астат конденсируется на поверхности стеклянной ловушки, охлаждаемой жидким азотом или «сухим льдом» (твердым СО2).

Первые попытки использовать астат-были предприняты сразу после его выделения (1940). Основаны они были на сходстве астата и йода. Астат, подобно йоду, селективно концентрируется в щитовидной железе. Астат— α-излучатель. однако его радиоактивность

действует на небольшие расстояния, поэтому, например, она влияет на щитовидную железу, тогда как находящаяся рядом паращитовидная совершенно не затрагивается. Радиобиологическое действие астата на железу в 2,8 раза сильнее, чем β -излучение изотопа ¹³¹I.

Эффективность и безопасность действия астата делает его более перспективным, чем йод при лечении заболеваний щитовидной железы. Средство выведения из организма простое и надежное: роданид-ион SCN¯ блокирует накопление астата в щитовидной железе, образуя с ним прочный комплекс.

 

Лит.: Мэддок А. Д. Астатин. «Успехи химии»,  Некрасов Б. В. Основы общей химии.

Вы читаете, статья на тему астат

Астат соединения — Справочник химика 21

    Соединения брома (I), иода (I) и астата (I). Степень окисления + 1 у брома и его аналогов проявляется в соединениях с более электроотрицательными галогенами и кислородом, например  [c.303]

    Соединения со степенью окисления брома, иода и астата —1 [c.316]

    Атомы всех элементов имеют по одному неспаренному электрону, что определяет их свойства типичных неметаллов. Будучи самым электроотрицательным элементом, фтор в соединениях всегда имеет степень окисления —1. Остальные галогены также имеют степень окисления —1, но для них возможны и положительные степени окисления +], +3, +5, +7. Этим они существенно отличаются от фтора. Астат может существовать во всех указанных степенях окисления — от —1 до +7, являясь типичным аналогом иода. В ряду F—С1—Вг—I—At значение сродства к электрону уменьшается. У фтора, как элемента второго периода, в электронной структуре атома нет d-орбитален. Некоторые свойства галогенов представлены в табл. 17.1. [c.337]


    Соединения брома (I), иода (I) и астата (I) [c.319]

    I и астат А1 составляют УПА-группу Периодической системы, Групповое название этих элементов-гд гогены. Электронная конфигурация валентного уровня атомов галогенов одинакова пз пр . Электроотрицательность элементов уменьшается от фтора к астату. Фтор-самый электроотрицательный элемент (/ = 4,10), он не имеет положительных степеней окисления и встречается в соединениях только в состоянии Р , Остальные галогены — хлор и его более тяжелые аналоги проявляют в соединениях степени окисления от ( — 1) до (-ЬУП), [c.114]

    Соединения брома (III), иода (III) и астата (III) [c.321]

    Водородные соединения галогенов. Галогены, соединяясь с водородом, образуют вещества однотипного состава HF, НС1, НВг, HI. Состав этих веществ может быть выражен общей формулой НаШ, где под Hai подразумевается один из галогенов — фтор, хлор, бром, иод, астат. Соединения галогенов с водородом— газы, обладающие резким запахом, дымящие на воздухе. Они отличаются большой растворимостью в воде, при этом образуются кислоты с общей формулой НаШ, сходные по свойствам. По мере повышения зарядов ядер атомов галогенов растет количество промежуточных электронных слоев между ядром атома и его внешним электронным слоем. При этом уменьшается сила связи валентных электронов с ядром атома (уменьшается электроотрицательность с 4,1 у фтора к 2,2 у иода). [c.274]

    Подгруппа фтора (галогены) Н, Р, С1, Вг, I, (5 , х р ). Наружный слой состоит из 7 электронов у водорода— из 1. Максимальная положительная валентность галогенов 7 для брома и астата 5 фтор в соединениях не бывает положительно валентным. Отрицательная валентность 1. [c.84]

    Соединения брома (V), иода (V) и астата (V) [c.322]

    Соединения брома (I), иода (I) и астата (I). Степень окисления +1 [c.333]

    Сравнение химических свойств галогенов показывает, что их окислительная активность последовательно уменьшается от фтора к астату. Этот эффект проявляется в способности более легких галогенов в виде простых вешеств окислять галогенид-ионы более тяжелых галогенов и в способности более тяжелых галогенов восстанавливать кислородные соединения более легких галогенов  [c.481]


    Соединения со степенью окисления брома, иода и астата—1. Бром, иод и астат с менее электроотрицательными, чем они сами, элементами образуют бромиды, иодиды и астатиды. Связь Э — Hal в ряду фторид — хлорид — бромид — ио-днд — астатид для одного и того же элемента Э ослабевает и наблюдается общее уменьшение устойчивости соединений. Об этом, в частности, свидетельствует сравнение стандартных энтальпий и энергий Гиббса образования галидов одного и того же элемента (рис. 144). [c.300]

    По диагонали слева сверху направо вниз проходит граница элементов, образующих соединения с ковалентными связями (неметаллы) и с ионными связями (металлы). Для металлоидов характерны полиморфизм, стеклообразование, своеобразная электропроводность. Астат относится к металлоидам. [c.18]

    Химические и физические свойства этого элемента изучены плохо. Астат несколько менее летуч, чем иод, и проявляет металлические свойства. В соединениях астат проявляет степени окисления — 1, -f 1, 5. [c.198]

    К галогенам относятся фтор Г, хлор С1, бром Вг, иод I и астат А1. Первые четыре элемента встречаются в природе в виде различных соединений. Астат получен только искусственным путем, радиоактивен (период полураспада равен 8,3 ч). [c.164]

    Астат встречается среди продуктов распада соединений урана и тория. [c.416]

    Биологическая роль Вг и А1 не установлена. Вг2 очень токсичен, соединения брома, содержащие ионы Вг , мало токсичны. Астат токсичен из-за радиоактивности. [c.388]

    Производные [ЭОз] называются броматами и иодатами. Анионы [ЭОз] весьма устойчивы, поэтому именно их производные обычно образуются в водных растворах при действии на соединения брома, иода и астата сильных окислителей  [c.336]

    Соединения иода играют важную роль в регулировании обмена веществ. У животных организмов иод накапливается главным образом в щитовидной железе (аналогично ведет себя и вводимый в организм астат). Тело человека содержит около 25 мг иода, из которых примерно 15 мг находится в щитовидной железе. Из обычных про-дуктбв питания наиболее богаты иодом лук и морская рыба. Недостаток иода служит причиной болезни, известной под названием зоба . Болезнью этой иногда страдает поголовно все население тех местностей (главным образом удаленных от моря возвышенностей), в которых воздух, вода и пища содержат слишком мало иода. Ежедневное потребление небольших—порядка 0,1 мг — доз иодидов (в виде примеси к поваренной соли) позволяет полностью избавиться от этой болезни. В Китае больных зобом издавна лечили золой морских губок (которая содержит до 8,5% иода). При добавлении в пищу иодсодержащнх водорослей у коров увеличивается удой молока, а у овец быстрее растет шерсть. Отмечено также благотвор

Астат химический элемент

Астат — пятый галоген — наименее распространенный элемент на нашей планете, если, конечно, не считать трансурановые элементы. Приблизительный расчет показывает, что во всей земной коре содержится лишь около 30 г астата, и эта оценка — самая оптимистическая. У элемента № 85 стабильных изотопов нет, а самый долгоживущий радиоактивный изотоп имеет период полураспада 8,3 часа, т. е. от полученного утром астата к вечеру не остается и половины.

Астат

Таким образом, в названии астата — а по-гречески аотатос; значит «неустойчивый» — удачно отражена природа этого элемента. Чем же тогда может быть интересен астат и стоит ли заниматься его изучением? Стоит, ибо астат (так же, как прометий, технеций и франций) в полном смысле слова создан человеком, и изучение этого элемента дает много поучительного — прежде всего для познания закономерностей в изменении свойств элементов периодической системы. Проявляя в одних случаях металлические свойства, а в других — неметаллические, астат представляет собой один из наиболее своеобразных элементов.

До 1962 г. в русской химической литературе этот элемент называли астатином, а теперь за ним закрепилось название «астат», и это, видимо, правильно: ни в греческом, ни в латинском названии этого элемента (по-латыни astatium) нет суффикса «ни».

Д.И. Менделеев именовал последний галоген не только экаиодом, но и галоидом X. Он писал в 1898 г.: «Можно, например, сказать, что при открытии галоида X с атомным весом, большим, чем йод, он все же будет образовывать КХ, КХО3 и т. и., что его водородное соединение будет газообразной, очень непрочной кислотой, что атомный вес будет… около 215».

В 1920 г. немецкий химик Э. Вагнер вновь привлек внимание к все еще гипотетическому пятому члену группы галогенов, утверждая, что этот элемент должен быть радиоактивным. Тогда и начались интенсивные поиски элемента № 85 в природных объектах.

В предположениях о свойствах 85-го элемента химики исходили из местоположения его в периодической системе и из данных о свойствах соседей этого элемента по таблице Менделеева. Рассматривая свойства других членов группы галогенов, легко заметить следующую закономерность: фтор и хлор — газы, бром — уже жидкость, а йод — твердое вещество, проявляющее, хотя и в малой степени, свойства металлов. Экаиод — самый тяжелый галоген. Очевидно, он должен быть еще более металлоподобен, нежели иод, и, обладая многими свойствами галогенов, так или иначе похож и на своего соседа слева — полоний… Вместе с другими галогенами экаиод, по-видимому, должен находиться в воде морей, океанов, буровых скважин. Его пытались, подобно иоду, искать в морских водорослях, рассолах и т. и. Английский химик И. Фриенд пытался найти нынешние астат и франций в водах Мертвого моря, в которых, как было известно, и галогенов, и щелочных металлов более чем достаточно. Для извлечения экаиода из раствора хлоридов осаждалось хлористое серебро; Фриенд полагал, что осадок увлечет за собой и следы 85-го элемента. Однако ни рентгеноспектральный анализ, ни масс-спектрометрия не дали положительного результата.

В 1932 г. химики Политехнического института штата Алабама (США) во главе с Ф. Аллисоном сообщили, что ими из монацитового песка выделен продукт, в котором содержится около 0,000002 г одного из соединений элемента № 85. В честь своего штата они назвали его «алабамий» и описали даже его соединение с водородом и кислородсодержащие кислоты. Название «алабамий» для 85-го элемента фигурировало в учебниках и справочниках по химии до 1947 г.

Однако уже вскоре после этого сообщения у нескольких ученых возникли сомнения в достоверности открытия Аллисона. Свойства алабамия резко расходились с предсказаниями периодического закона. Кроме того, к этому времени стало ясно, что все элементы тяжелее висмута не имеют стабильных изотопов. Допустив же стабильность элемента № 85, наука оказалась бы перед необъяснимой аномалией. Ну, а если элемент № 85 не стабилен, тогда на Земле его можно обнаружить лишь в двух случаях: если у него есть изотоп с периодом полураспада больше возраста Земли или если его изотопы образуются при распаде долгоживущих радиоактивных элементов.

Предположение, что элемент № 85 может быть продуктом радиоактивного распада других элементов, стало отправной точкой для другой большой группы исследователей, занимавшихся поисками экаиода. Первым в этой группе следует назвать известного немецкого радиохимика Отто Гана, который еще в 1926 г. предположил возможность образования изотопов 85-го элемента при бета-распаде полония.

За 19 лет, с 1925 по 1943 г., в периодической печати появилось по меньшей мере полдюжины сообщений об открытии экаиода. Ему приписывали определенные химические свойства, присваивали звучные названия: гельвеций (в честь Швейцарии), англогельвеций (в честь Англии и Швейцарии), дакин (от названия древней страны даков в Северной Европе),

лептин (в переводе с греческого «слабый», «шаткий», «обездоленный») и т. д. Однако первое достоверное сообщение об открытии и идентификации элемента № 85 сделали физики, занятые синтезом новых элементов.

На циклотроне Калифорнийского университета Д. Корсон, К. Мак-Кензи и Э. Сегре облучили альфа-частицами мишень из висмута. Энергия частиц составляла 21 Мэв, и ядерная реакция получения элемента № 85 была такова:

20983Bi + 42He → 21185At + 210n.

Новый синтетический элемент получил название лишь после войны, в 1947 г. Но еще раньше, в 1943 г., было доказано, что изотопы астата образуются во всех трех рядах радиоактивного распада.

Следовательно, астат есть в природе.

Астат в природе первыми нашли австрийские химики Б. Карлик и Т. Бернерт. Изучая радиоактивность дочерних продуктов радона, они обнаружили, что незначительная часть радия-А (так называли тогда, да и сейчас еще называют, изотоп 218Ро) распадается двояко (так называемая радиоактивная вилка).

В свежевыделенном образце RaA наряду с альфа-частицами, порождаемыми полонием-218, были зарегистрированы и альфа-частицы с иными характеристиками. Как раз такие частицы могли, по теоретическим оценкам, испускать ядра изотопа 21885.

Позже в других опытах были обнаружены короткоживугцие изотопы 215At, 216At и 217At. А в 1953 г. американские радиохимики Э. Хайд и А. Гиорсо химическим путем выделили изотоп 219At из франция-223. Это единственный случай химической идентификации изотопа астата из имеющегося в природе изотопа. Намного проще и удобней получать астат искусственным путем.

Обнаружить астат At, выделить, узнать

Приведенную выше реакцию облучения висмута альфа-частицами можно использовать и для синтеза других изотопов астата. Достаточно повысить энергию бомбардирующих частиц до 30 Мэв, как пойдет реакция с вылетом трех нейтронов и вместо астата-211 образуется астат-210. Чем выше энергия альфа-частиц, тем больше образуется вторичных нейтронов и тем меньше, следовательно, массовое число образующегося изотопа.

В качестве мишеней для облучения используют металлический висмут или его окись, которые наплавляют или напыляют на алюминиевую или медную подложку. Другой метод синтеза астата состоит в облучении ускоренными ионами углерода мишени из золота. В этом случае происходит, в частности, такая реакция:

19779Au + 126C → 20585At + 410n.

Для выделения образующегося астата из висмутовых или золотых мишеней используют достаточно высокую летучесть астата — он же все-таки галоген! Дистилляция происходит в токе азота или в вакууме при нагревании мишени до 300-600°С. Астат конденсируется на поверхности стеклянной ловушки, охлаждаемой жидким азотом или сухим льдом.

Еще один способ получения астата основан на реакциях расщепления ядер урана или тория при облучении их альфа-частицами или протонами высоких энергий. Так, например, при облучении 1 г металлического тория протонами с энергией 660 Мэв на синхроциклотроне Объединенного института ядерных исследований р. Дубне получается около 20 микрокюри (иначе З*1013 атомов) астата. Однако в этом случае гораздо труднее выделить астат из сложной смеси элементов. Эту нелегкую проблему сумела решить группа радиохимиков из Дубны во главе с В.А. Халкиным.

Сейчас известно уже 24 изотопа астата с массовыми числами от 196 до 219, Самый долгоживущий из них — изотоп 210At (период полураспада 8,3 часа), а самый короткоживугций — 214At (2-106 секунды).

Поскольку астат не может быть получен в весомых количествах, его физические и химические свойства изучены неполно, а физико-химические константы чаще всего рассчитываются по аналогии с более доступными соседями по периодической системе. В частности, вычислены температуры плавления и кипения астата — 411 и 299°С, т. е. астат, как и иод, должен легче возгоняться, чем плавиться.

Все исследования по химии астата проводились с ультрамалыми количествами этого элемента, порядка 109-1013 г на литр растворителя. И дело даже не в том, что нельзя получить более концентрированные растворы. Если бы их и удалось получить, работать с ними было бы крайне сложно. Альфа-излучение астата приводит к радиолизу растворов, сильному их разогреву и образованию больших количеств побочных продуктов.

И все же, несмотря на все эти трудности, несмотря на то, что количество атомов астата в растворе сравнимо со случайными (хотя и тщательно избегаемыми) загрязнениями, в изучении химических свойств астата достигнуты определенные успехи. Установлено, что астат может существовать в шести валентных состояниях — от 1- до 7+. В этом он проявляет себя как типичный аналог иода. Как и иод, он хорошо растворяется в большинстве органических растворителей, но зато легче, чем иод, приобретает положительный электрический заряд.

Получены и изучены свойства ряда межгалогенных соединений астата, например AtBr, AtI, CsAtI2.

Попытка с годными средствами

Первые попытки применить астат на практике были предприняты еще в 1940 г., сразу же после получения этого элемента. Группа сотрудников Калифорнийского университета установила, что астат, подобно йоду, селективно концентрируется в щитовидной железе. Опыты показали, что использовать 211At для лечения заболеваний щитовидной железы более выгодно, чем радиоактивный 131I.

Астат-211 испускает лишь альфа-лучи — весьма энергичные на небольших расстояниях, но не способные уйти далеко. В итоге они действуют лишь на щитовидную железу, не затрагивая соседнюю — паращитовидную. Радиобиологическое действие альфа-частиц астата на щитовидную железу в 2,8 раза сильнее, чем бета-частиц, излучаемых иодом-131. Это говорит о том, что в качестве терапевтического средства при лечении щитовидной железы астат весьма перспективен. Найдено и надежное средство выведения астата из организма. Роданид-ион блокирует накопление астата в щитовидной железе, образуя с ним прочный комплекс. Так что элемент № 85 уже нельзя назвать практически бесполезным.

Астат | Virtual Laboratory Wiki

At 85
[210]
6s²6p5
Астат

Аста́т (от греч. αστατος — неустойчивый) — химический радиоактивный элемент с порядковым номером85, самый тяжёлый из известных галогенов.Радиус атома от фтора к астату увеличивается.Расположен в 7А группе,6 периоде, 9 ряду периодической системы.Конфигурация внешних электронных оболочек невозбуждённого атома астата 4f145d106s26p5. Проявляет степени окисления -1, 0, +1, +3, +5, +7. По оценке, радиус атома 0,144 нм. Молекулы свободного астата двухатомны(At2) . Электроотрицательность по Полингу 2,3. Энергия ионизации астата At0 ->At+ — >At2+ соответственно равны 9,2 и 20,1 эВ. В атомном спектре астата обнаружены линии 224, 401 нм и 216,225 нм.Энергия диссоциации=144кДж/моль.

    История

    Предсказан (как «эка-иод») Д. И. Менделеевым:»Менделеев именовал его экайодом и галоидом X. Он всё же будет оброзововать соединения типаМXO3, МX(где М-металл). В 1931 Ф. Аллисон с сотрудниками (Алабамский политехнический институт) сообщили об открытии этого элемента в природе и предложили для него название «алабамин» (Ab) [1] [2], однако этот результат не подтвердился. Впервые астат был получен искусственно в 1940 Д. Корсоном, К. Мак-Кензи 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 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.То есть это 30 грамм во всей земной коре. Постоянное присутствие астата в природе связано с тем, что его короткоживущие радионуклиды (215At, 218At и 219At) входят в состав радиоактивных рядов 235U и 238U. Скорость их образования постоянна и равна скорости их радиоактивного распада, поэтому в земной коре содержатся сравнительно постоянное равновесное количество изотопов астата.

    Получение

    Получают облучением металлических висмута или тория α-частицами высокой энергии с последующим отделением астата соосаждением, экстракцией, хроматографией или дистилляцией.А также: а) радиоактивным распадом франция:22387Fr →21985At+ 42He,б) золото, обстреливая ядрами углерода: 19779Au + 126C → 20985At. Максимальная масса астата, с которой имели дело иследователи, была

    0,00000002г; концентрация астата в растворе обычно составляет 0,000000001 моль/л.

    Физические свойства

    Астат — твёрдое вещество красивого сине-чёрного цвета, по внешнему виду похожее на иод. Для него характерно сочетание свойств неметаллов (галогенов) и металлов (полоний, свинец,таллий и другие). Как и иод, астат хорошо растворяется в органических растворителях и легко ими экстрагируется(особенно в бензолеC6H6 и четырёххлористом углероде CCl4) . По летучести немного уступает иоду, но также может легко отгоняться.

    Температура плавления 302°C, кипения (возгонки) 337°C.Как йод хорошо адсорбируется на металлах:платина, серебро, золото.2At — 2e →2Atадс(Pt) →At2. Потенциал осаждения астата на катоде — — 1,2В, на аноде — 1,45В.

    Химические свойства

    Галоген. В положительных степенях окисления астат образует кислородсодержащую форму, которую условно обозначают как Aτ+ (астат-тау-плюс).

    При действии на водный раствор астата водородом в момент реакции образуется газообразный астатоводород HAt:H2+At2=2HAt. Астат в водном растворе восстанавливается SO2 и окисляется Br2 (менее эффективно азотной кислотой):

    At2+2H2O+SO2=H2SO4+2HAt

    At2+6H2O+5Br2=2HAtO3+10HBr

    At2+10HNO3=2HAtO3+10NO2+4H2O

    Во втором и третьем случае образовывается астатноватая кислота HAtO3.Астат также в твёрдом состоянии может образовать астатистый сульфурил:At2+SO2=SO2At2. Вытесняется более сильными галогенами:2RbAt+I2=2RbI+At2.Так же имеются сведения о перастатате лития и астатите стронция, взаимодействуя с астатной и астатистой кислотами:

    Li2O+2HAtO4=2LiAtO4+H2O

    SrO+HAtO2=SrAtO2+H2O

    Астат, как металлы, осаждается из солянокислых растворов сероводородом (H2S):

    2AtCl+H2S=2HCl+At2S

    Как чистый металл астат ведёт себя удивительно:возгоняется в молекулярной форме из водных растворов.Такой способностью не обладает ни один из известных элементов:

    At2+H2S=At2S+H2

    А может как йод проявить степень окисления -1:At2+H2S=2HAt+S.

    Вытесняется из раствора цинком или дихлоридом олова SnCl2 (свойства металла).

    SnCl2+2AtCl=SnCl4+At2

    Zn+2AtCl=ZnCl2+At2

    Как галоген, реагируя с металлами образует астатиды:2Li+At2=2LiAt-астатид лития,2Tl+At2=2TlAt-астатид таллия.Аналогично быле получены BiAt3 -астатид висмута, NaAt-астатид натрия, MgAt-астатид магния, AgAt-астатид серебра.Есть соединениеPtAt2-астаид платины, подобно йодиду платины:Pt+At2=PtAt2. Межгаллогенные соединения: At2+I2=2AtI-йодид астата. С неметаллами(был получен тетраастатид углерода или иначе говоря, четырёхастатистый углерод)2At2+C=CAt4. Астат реагирует с водородом:H2+At2=2HAt.Астатоводород реагирует со щелочами:LiOH +HAt=LiAt+H2O.Органические соединения астата:C2H6+At2=C2H5At+HAt-образуется астатэтан и астатоводород. Астатэтан также образуется взаимодействием этанола с астатоводородом:

    C2H5OH+HAt=C2H5At+H2O или взаимодействием этилена с астатоводородом:C2H4+HAt=C2H5At Аналогично был получен CH3At-метиластатид.Метиластатид реагирует с металлами: 2CH3At+2Li=C2H6+2LiAt.Бензол взаимодействует с астатом:C6H6+At2=C6H5At+HAt. Разожение и образование астататов:2AgAtO3=2AgAt+3O2 — разложение нерастворимого астата серебра, BaAt2+3O2=Ba(AtO3)2 — астатат бария.

    . Подобно галогенам реагирует с нитритами,образуя нитраты и астатоводород:LiNO2+At2+H2O=LiNO3+HAt. ВОЗМОЖНЫ реакции обмена между солями:

    2LiAt+BaSO4=Li2SO4+BaAt2. При действии гидроксида стронция на астат образуется следующее вещество:Sr(OH)2+At2=Sr(AtO)2+H2O, подобное хлорной известиCa(ClO)2. Также был получен

    Ca(AtO)2. Комплексные соединения астата:2[Cu(NH3)2]At+ Li2S = CuS + 2KCl + 4NH3. Астат так же как йод существует в виде однозарядного катиона[At(H2O)x]+.Некоторые соединения астата со степенью окисления +1 (ну ещё -1CAt4 тетраастатид астата) напоминают некоторые соединения водорода с той же стеренью окисления, т.е. напоминают свойства галлогенов (к примеру межгалогеный AtCl), но проявляют степени окисления как у водорода:

    H2O, H2S, NH3, PH3, H2Te, H2Se, HCl, CH4

    At2O, At2S, NAt3, PAt3, At2Te, At2Se, AtCl, CAt4.Астат При электролизе водного раствора астатида лития астат осаждается на аноде:

    LiAt катод Li+ + e→Li0

    анод  2At- - 2e-→At2
    

    LiOH катод Li+ + e =Li0

    анод   4OH- - 4e-→2h3O + O2. 
    Однако, в некоторых случаях астат, как типичные металлы, осаждается на катоде
    

    астат — это… Что такое астат?

    АСТА́Т -а; м. [от греч. astatos — неустойчивый]. Химический элемент группы галогенов (At), радиоактивный, короткоживущий.

    Аста́товый, -ая, -ое.

    АСТА́Т (лат. Astatium, от греческого «аcтатос» — неустойчивый), Аt, читается «астат», радиоактивный химический элемент с атомным номером 85. Расположен в VIIА группе, 6 периоде периодической системы элементов, относится к галогенам (см. ГАЛОГЕНЫ). Стабильных изотопов не имеет. Известно более 20 изотопов с массовыми числами 196—219. Наиболее долгоживущие астат-210 (период полураспада Т1/2 = 8,1 ч) и астат-211 (Т1/2 = 7,21 ч). Конфигурация внешних электронных оболочек невозбужденного атома астата 4f145d106s2p5. Проявляет степени окисления -1, +1, +5 (валентности I и V). По оценке, радиус атома 0,144 нм. Молекулы свободного астата, вероятно, двухатомны. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) предположительно 2,3.
    История открытия
    Астат впервые получили искусственно Д. Корсон, К. Макензи, Э. Сегре (см. СЕГРЕ Эмилио) в 1940. В 1943—46 было установлено существование быстрораспадающихся изотопов астата в природе.
    Нахождение в природе
    Чрезвычайно редкий элемент. В поверхностном слое земли толщиной 1,6 км содержится 70 мг астата. Постоянное присутствие астата в природе связано с тем, что его короткоживущие радионуклиды (211At,210At и 219At) входят в состав радиоактивных рядов урана (см. УРАН (химический элемент)) и тория (см. ТОРИЙ). Скорость их образования постоянна и равна скорости их радиоактивного распада, поэтому в земной коре содержатся неизменные количества этих атомов.
    Свойства астата
    Астат — твердое вещество. Для него характерно сочетание свойств неметаллов (галогенов) и металлов (полоний, свинец и другие). Как иод, астат хорошо растворяется в органических растворителях и легко ими экстрагируется. По летучести немного уступает иоду, но также может легко отгоняться. Температура плавления астата 244 °C, температура кипения 309 °C.
    В положительных степенях окисления астат образует кислородсодержащую форму, которую условно обозначают как At+ (астат-тэта-плюс).
    При действии на водный раствор астата водорода (см. ВОДОРОД) в момент реакции образуется газообразный HAt. Астат в водном растворе восстанавливается SO2 и окисляется Br2. Астат, как металлы, осаждается из солянокислых растворов сероводородом (см. СЕРОВОДОРОД) (H2S). Вытесняется из раствора цинком (см. ЦИНК (химический элемент)) (свойства металла).
    Получение
    Астат получают облучением металлического висмута a-частицами высокой энергии или металлического тория (см. ТОРИЙ) протонами с энергией 660 MэВ с последующим отделением и очисткой астата методами осаждения, экстракции, дистилляции.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о