astatin - Astatine


Vikipedi, özgür ansiklopedi

Astatin,   85 At
Genel Özellikler
Telaffuz / Æ s t ə t Ben bir n , - t ɪ n / ( AS -tə-genç, -tin )
Görünüm bilinmeyen, muhtemelen metalik
Kütle Numarası 210 (en izotop)
İçinde Astatine periyodik tablodaki
Hidrojen Helyum
Lityum Berilyum Bor Karbon Azot Oksijen florin Neon
Sodyum Magnezyum Alüminyum Silikon Fosfor Sülfür Klor Argon
Potasyum Kalsiyum Skandiyum Titanyum Vanadyum Krom Manganez Demir Kobalt Nikel Bakır Çinko galyum Germanyum Arsenik Selenyum Brom Kripton
Rubidyum Stronsiyum İtriyum Zirkonyum niobyum Molibden Teknesyum Rutenyum Rodyum palladyum Gümüş Kadmiyum İndiyum Teneke Antimon Tellür İyot Ksenon
sezyum Baryum lantan seryum praseodim Neodimyum Promethium Samaryum öropiyum Gadolinyum Terbiyum Disporsiyum Holmiyum erbiyum tülyum İterbiyum lutesyum Hafniyum Tantal Tungsten Renyum Osmiyum İridyum Platin Altın Cıva (eleman) Talyum Öncülük etmek Bizmut Polonyum astatin Radon
fransiyum Radyum Aktinyum toryum protaktinyum Uranyum Neptünyumun plutonyum Amerikum Curium Berkelium Kaliforniyum aynştaynyum fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubniyum seaborgiyum bohrium hassiyum Meitneriyum darmstadtium röntgenyum Copernicium Nihonium flerovyum Moscovium livermoryum Tennessine Oganesson
 Ben 

At

Ts
polonyumastatinradon
Atom numarası ( Z ) 85
grup Grup 17 (halojenler)
dönem süresi 6
Blok p-bloku
eleman kategorisi   metaloid , bazen bir metal olmayan ya da bir şekilde sınıflandırılmış metal
Elektron düzenlenişi [ Xe 4f] 14 5d 10 6s 2 6p 5
Kabuk başına elektronlar
2, 8, 18, 32, 18, 7
Fiziksel özellikler
Faz de  STP katı
Erime noktası 575  K (302 ° C, 576 ° F)
Kaynama noktası 610 K (337 ° C, 639 ° F)
Yoğunluk (yakın  oda sıcaklığında ) (De 2 6.35 ± 0.15 g / cm ') 3 (tahmin edilen)
molar hacim (De 2 32,94 cm) 3 / mol (tahmin edilen)
Buharlaşma ısısı (De 2 54,39 kJ / mol)
Buhar basıncı
P  (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
de  T  (K) 361 392 429 475 531 607
atom özellikleri
oksidasyon durumları -1 , +1 , +3, +5, +7
Elektronegativite Pauling ölçeği: 2.2
iyonlaşma enerjileri
  • 1.: 899,003 kJ / mol
kovalent yarıçapı 150  pm
Van der Waals yarıçapı 202 pm
Diğer özellikler
Kristal yapı -yüz merkezli kübik (FCC)
astatine için yüz merkezli kübik kristal yapısı

(Tahmin edilen)
Termal iletkenlik 1,7 W / (m · K)
CAS numarası 7440-68-8
Tarihçe
Adlandırma Yunan sonra astatos (αστατος), anlamına gelen "kararsız"
keşif Dale R. Corson , Kenneth Ross MacKenzie , Emilio Segre (1940)
Ana astatine izotopları
İzotop bolluk Yarı ömür ( t 1/2 ) Çürüme modu Ürün
209 'de syn 5.41 saat β + 209 Po
α 205 Bi
210 'de syn 8.1 saat β + 210 Po
α 206 Bi
211 'de syn 7.21 saat ε 211 Po
α 207 Bi
| Referanslar

Astatin bir olan radyoaktif kimyasal element sembolü ile At ve atom numarasına Bu nadir olan 85. Doğal olarak oluşan elemanı içinde yerkabuğunun olarak sadece ortaya çıkan, çürüme ürünü çeşitli ağır elementlerin. Astatin en tümü izotopları kısa ömürlü olduğu; en kararlı a, Astatin-210 yarı ömrü 8.1 saat. Herhangi makroskobik numune derhal kendi radyoaktivite ısı ile buharlaşacak çünkü saf elemanın bir örneği, monte olmamıştı.

Astatine yığın özelliklerini kesin olarak bilinmemektedir. Birçoğu ilgili elemanın konumuna göre tahmin edilmiş periyodik tablonun bir ağır analog olarak iyot ve bir üyesi halojen (dahil elemanları grubu fluor , klor , brom ve iyot). Astatin karanlık veya parlak bir görünüşe sahip olması olasıdır ve bir olabilir , yarı iletken ya da muhtemelen, bir metal ; muhtemelen iyot daha yüksek bir erime noktasına sahiptir. Kimyasal olarak, çok sayıda anyonik astatine türleri bilinmektedir ve bileşiklerin en iyot benzemektedir. Ayrıca, sabit bir oluşturabildiği olabilmesi gibi metalik bir davranış göstermektedir tek atomlu bir katyon (açık halojen aksine) bir sulu çözelti içinde.

Elemanın ilk sentez tarafından 1940 yılında oldu Dale R. Corson , Kenneth Ross MacKenzie ve Emilio G. Segre de Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley onu adında, Rum astatos "kararsız" anlamına gelen (ἄστατος). Dört astatine izotopları çok daha az bir gram yer kabuğundaki herhangi bir zamanda mevcut olmasına rağmen sonradan, doğal olarak oluşan bulunmuştur. Ne en izotop Astatin-210 ne de tıbbi olarak yararlı Astatin-211, doğal olarak ortaya çıkar; bunlar genellikle sadece bombardıman tarafından sentetik olarak üretilebilir bizmut ile -209 alfa parçacıkları .

Özellikleri

Astatin son derece radyoaktif element olduğu; tüm izotoplar kısa olması yarılanma ömrüne diğer astatin izotoplar, içine çürüyen, 8.1 saat veya daha az bizmut , polonyum veya radon . İzotopları çoğu bir saniye veya daha az yarı ömürleri çok kararsızdır. Periyodik Tablodaki ilk 101 elemanlar arasında sadece fransiyum daha az stabil olduğunu, ve astatin her durumda sentetik olan ve doğada oluşmaz fransiyum daha kararlı izotoplar.

Astatine yığın özelliklerini kesin olarak bilinmemektedir. Araştırma weighable miktarlarda oluşmasını engelleyen biri kısa yarılanma ömrü, sınırlıdır. Astatine bir görünür parça hemen nedeniyle yoğun radyoaktivite ile üretilen ısının kendini buharlaştırmak olacaktır. Yeterli soğutularak, astatine makroskopik bir miktar ince bir film olarak da verilebilir, eğer görülecek. Astatin genellikle bir metal olmayan ya da bir ya olarak sınıflandırılır metaloidine ; Metal oluşumu tahmin edilmiştir.

Fiziksel

Astatine fiziksel özelliklerinin çoğu (tahmin edilmiştir interpolasyon veya ekstrapolasyon teorik ya da deneysel olarak elde edilmiştir yöntemler kullanılarak). Örneğin, halojen atom ağırlığı arttıkça daha koyu olsun - flor, klor-sarı-yeşil neredeyse renksiz olan bir, brom kırmızı-kahverengi ve iyot gri / mor karanlıktır. Astatin bazen muhtemelen olarak tanımlanan bir siyah bir katı (bu eğilim aşağıdaki varsayılarak), ya da (bir metaloid ya da bir metal ise) bir metalik görünüme sahip olarak. Erime ve kaynama noktaları astatine da artmaktadır, halojen serisi görülen trendi izlemesi bekleniyor atom numarası . Sırasıyla, bu temelde bunlar 575 ve 610 K (575 ve 638 ° C 302 ve 337 ° C) olduğu tahmin edilmektedir. Bazı deneysel kanıtlar astatin halojen eğilim ima daha düşük erime ve kaynama noktaları düşündürmektedir. Astatin süblime daha zor bir alt sahip olan, iyot göre daha buhar basıncı . En temiz bir cam yüzey üzerinde koyarsanız Böyle bile olsa, astatine belirli bir miktarın yarısı yaklaşık bir saat içinde buharlaşacak oda sıcaklığında . Absorpsiyon spektrumu içinde astatine arasında orta morötesi düşündüren 224,401 ve 216,225 nm hatları vardır 7s için 6p geçişler .

Katı astatine yapısı bilinmemektedir. İyot bir analoğu olarak bir olabilir , ortorombik kristalli bir yapı oluşur atomlu (bir yan iletken astatin moleküller ve olmak bant boşluğu 0.7 eV ). Kondanse astatin bir metal fazı oluşturması tahmin edilmiştir Alternatif olarak, bir tek-atomlu olabilir yüzey merkezli kübik yapısı ; Bu yapıdaki iyi bir olabilir süper-iletken iyot benzeri yüksek basınç fazı gibi. (En atomlu astatine varlığı için (ya da karşı) kanıtlar 2 ) seyrek ve yetersizdir. Bazı kaynaklarda o var olmadığını beyan veya başka kaynaklar iddia veya varlığını ima ederken, en azından gözlenmiştir olmamıştı. Bu tartışmalara karşın, iki atomlu astatine birçok özellikleri tahmin edilmiştir; Örneğin, kendi bağ uzunluğu olacaktır 300 ± 10  pm tarihinde , ayrışma enerjisi 83.7 ± 12.5 kJ / mol , ve buharlaşma ısısı (AH VAP ) 54,39 kJ / mol arasındadır. İkinci şekil astatin (en azından) ~ 42 kJ / mol den daha büyük buharlaşma ısısı ile birlikte elemanları sıvı metalik olarak sıvı halde metalik olabileceği anlamına gelir; İki atomlu iyot, 41.71 kJ / mol bir değere sahip, eşik Şekil sadece kısa düşüyor.

Kimyasal

Astatine kimyası "astatin deneyler yapıldı olan son derece düşük konsantrasyonlarda, ve diğer istenmeyen nano ölçekli etkileşimleri yan ürünleri katışkılar, duvarlar ve filtreler veya radyoaktivite ile ilgili reaksiyonların ihtimali ile bulutlandı" dır. Onun belirgin kimyasal özellikleri çoğu kullanılarak gözlenmiştir izleyici derece, tipik olarak en az 10, astatin seyreltik çözeltiler üzerinde çalışmalar -10 moll -1 . Bazı özellikler - örneğin anyon formasyonu - başka halojenler ile hizalanır. Astatin gibi hem bir metalik özelliklere sahiptir kaplama bir üzerine katot , eş çökeltme hidroklorik asit içinde metal sülfid ile, ve kararlı oluşturan tek atomlu bir katyon , sulu çözelti içinde. Bu kompleksler oluşturur EDTA , metal kenetleme maddesi ve bir metal olarak hareket edebilme yeteneğine sahip olan bir antikor radyoaktif ; Bazı açılardan +1 halde astatin aynı durumda gümüş benzer. Astatine organik kimyası çoğu iyot edilene benzer şekilde, ancak,.

Astatin bir sahiptir elektronegatiflik revize 2.2 Pauling'in ölçekli  iyot (2.66) daha düşük bir hidrojen ile aynı -. Olarak hidrojen astatide (HAT) negatif yük, bu bileşiğin belirli terminolojisine göre astatin hidrit gibi ifade edilebilir olduğunu ima hidrojen atomu üzerinde olduğu tahmin edilmektedir, bu ilgili astatine elektronegatifliği ile uyumlu olacaktır Allred-Rochow ölçek ( 1.9), hidrojen (2.2) daha küçüktür. Ancak, resmi IUPAC stokiyometrik terminolojisi periyodik tablodaki içindeki konumunun sadece sayesinde elemanların nispi elektronegatiflik belirlenmesi idealize edilmiş bir kongre dayanır. Ne olursa olsun gerçek elektronegatiflik arasında, hidrojen dışında daha elektronegatif gibi, bu uygulamaya göre, astatin işlenir. Elektron afinite astatine biri nedeniyle üçte azaltılabilir tahmin edilmektedir spin-yörünge etkileşimleri .

Bileşikler

Bunu, ancak iyot daha az reaktif astatin, halojen reaktif azından bileşikler mikroskobik miktarlarından sentezlenir ve radyoaktif parçalanma önce mümkün olduğunca fazla incelenmiştir. İlgili reaksiyonlar tipik olarak, iyot büyük miktarları ile karıştırılmış astatine seyreltik çözeltileri ile test edilmiştir. Bir taşıyıcı olarak hareket eden, iyot (örneğin filtrasyon gibi laboratuar teknikleri için yeterli malzeme vardır sağlar çökeltme çalışması). İyot gibi, astatin -1 den +7 kadar tek sayılı oksidasyon durumları kabul gösterilmiştir.

Metallerle sadece birkaç bileşikleri, sodyum, ve astatides şeklinde rapor edilmiştir paladyum , gümüş, talyum , kurşun. Gümüş ve sodyum astatide bazı karakteristik özellikleri ve diğer varsayımsal alkali ve alkalin toprak astatides, diğer metal halidler elde edilen değerlerle tahmin edilmiştir.

Hidrojen ile bir astatin bileşiğinin oluşumu - genellikle hidrojen astatide olarak adlandırılır - astatine kimya öncüleri tarafından not edildi. Belirtildiği gibi, yerine astatin hidrit gibi bu bileşiğe atıfta için kanıt bulunmaktadır. Kolayca bir okside ; seyreltik ile asitleştirme nitrik asit de sağlar 0 ya da + formları ve gümüş (I) 'in bir sonraki ilave sadece kısmen, en iyi, gümüş (I) astatide (Agat) halinde Astatin elementini hızlandırabilir. İyot, aksine, okside edilmez ve bunların kolayca çökelir gümüş (I) iyodür .

Astatin bağlandığı bilinen bir bor , karbon ve nitrojen . Çeşitli bor kafes bileşikler, bu bağlar-Cı 'de daha stabil olan, AT-B bağları ile hazırlanmıştır. Astatin olan bir hidrojen atomu yerine benzen astatobenzene Cı oluşturmak üzere 6 H 5 'de; Bu Cı-oksidize edilebilir 6 H 5 AtCl 2 klor ile. Bir bu bileşiğin ile alkali hipoklorit çözeltisi, Cı 6 H 5 Ato 2 üretilebilir. Dipiridin-astatin (I) 'katyon, [(C' de 5 'H 5 H) 2 ] + , meydana iyonik bileşikler ile perklorat (bir koordine edici olmayan anyon ile birlikte) ve nitrat , [' de (Cı- 5 , H 5 H) 2 ] NO 3 . Bu katyon, bir şekilde mevcut koordinasyon kompleksi ikisi de -e halinde kovalent bağlar ayrı ayrı her biri ile astatin (I) 'merkezi bağlantı piridin onların nitrojen atomları aracılığıyla halkalar.

Oksijen ile türlerin ATO kanıtlar vardır - ve ATO + gibi göre (son durumunda) element olarak brom veya bir oksitleyici ile astatine reaksiyonu ile oluşturulmuş sulu bir çözelti içinde, sodyum persülfat çözeltisi içinde perklorik asit . Türleri, daha önce olduğu düşünülen Ato -
2
yana olduğu tespit edilmiştir Ato (OH) -
2
, Ato bir hidroliz ürünü + (başka bir hidroliz ürünü AtOOH olmak üzere). İyi karakterize edilmiş Ato -
3
anyon, elde edilebilir, örneğin, bir çözelti içerisinde potasyum hipoklorit ile astatine oksidasyon potasyum hidroksit . Hazırlanması lantan triastatate La (ATO 3 ) 3 sıcak Na ile astatine oksidasyonu takiben, 2 S 2 O 8 çözeltisi bildirilmiştir. Başka oksitleme Ato -
3
, gibi ilgili ksenon diflorür (sıcak bir alkali çözelti içinde) ya da periodat (a içerisinde nötr veya alkalin çözelti), perastatate iyonu veren ATO -
4
; Bu nötr veya alkalik çözeltilerde olduğundan sadece stabildir. Astatin de gibi oksianyonları sahip olan tuzlar olarak katyonlar oluşturabilir olduğu düşünülmektedir iyodat ya da dikromat ; Bu gözleme dayalı olduğu, örneğin gümüş (I) 'iyodat veya talyum (I) dikromat gibi metal katyonlarının çözünmeyen tuzlar ile asidik çözeltiler, tek-değerlikli veya astatin kopresipitat ara pozitif devletlerde.

Astatin diğer bağlar oluşturabilir Kalkojenler ; Bu S içerir 7 'de + ve (CSN)' de -
2
ile kükürt , bir koordinasyon selenourea bileşiğin selenyum ve bir astatine- tellür kolloid tellür ile.

Astatin monoiodide, astatin birinin Yapısı interhalogens ve en ağır bilinen iki atomlu interhalojen.

Astatin daha hafif homologları iyodin ile reaksiyona girdiği bilinmektedir brom ve klor buhar halinde; Bu reaksiyonlar atomlu üretmek interhalojen bileşikleri formüller ati, AtBr ve AtCl ile. İlk iki bileşik aynı zamanda su içinde üretilebilir - astatine iyot / ile reaksiyona iyodür AtBr (kenara astatine gelen) bir iyot / gerektirir, oysa ati oluşturmak üzere çözelti iyot monobromit / bromür çözeltisi. İyodürler veya bromürler fazla yol açabilir AtBr -
2
ve ati -
2
iyonu veya bir klorür çözeltisi içinde, bu gibi türlerin üretilmesi olabilir AtCl -
2
ya da AtBrCl -
klorürler ile denge reaksiyonları ile. (Nitrik asit çözeltisi içinde) dikromat ile elemanının oksidasyonu klorür eklenerek AtCl veya AtOCl ya olması muhtemel bir molekül içine Astatin elementini açık olduğunu göstermiştir. Benzer şekilde, AtOCl -
2
ya da AtCl -
2
üretilebilir. Polihalojenürler PdAtI 2 , CsAtI 2 , TlAtI 2 ve PbAtI bilinen veya çökeltildiği sahip olduğu kabul edilir. Bir plazma iyon kaynağı olarak kütle spektrometresi , iyon [ati] + [AtBr] + ve [AtCl] + Bir çakmağının halojen buharları sokulmasıyla oluşturulmuştur helyum hücre kararlı nötral moleküller varlığını destekleyici, Astatin elementini içeren dolgulu plazma iyon durumu. Hiçbir Astatin florürler henüz keşfedildi. Bunların yokluğu spekülatif bir uçucu olmayan ürün oluşturmak için, cam kabın duvarları ile, başlangıçta oluşan florür reaksiyonu dahil olmak üzere, bu tür bileşiklerin, aşırı reaktivitesi atfedilmiştir. Bir astatin flüorür sentezi mümkün olduğu düşünülmektedir, ancak daha önce radon fluorür karakterizasyonu için kullanılmıştır Dolayısıyla, bu, sıvı, halojen florür çözücü gerektirebilir.

Tarihçe

Astatin klor, brom ve iyot ( "J") ile eksik Mendeleev tarafından periyodik tablo (1971),
Dmitri Mendeleev EKA-iyot pozisyonunda bir boş alanı olan 1871 'in tablo,

1869 yılında, Dimitri Mendeleev kendi yayınlanan Periyodik tablo , iyot altındaki boşluk boş; sonra Niels Bohr, kimyasal elementlerin sınıflandırılması fiziksel bir temel oluşturmuştur, beşinci bir halojen bulunmamaktadır ait olduğu ileri sürüldü. Bunu resmi olarak kabul keşfinden önce, bu "EKA-iyot" (çağrılabilir edildi Sanskritçe EKA  (aynı şekilde iyot altında bir boşluk olduğu ima - "bir") EKA-silikon, EKA-bor, ve diğerleri ). Bilim adamları doğada onu bulmaya çalıştılar; en uç nadir verilen bu girişimler birkaç yanlış keşifleri ile sonuçlanmıştır.

Eka-iyot ilk iddia keşif tarafından yapıldı Fred Allison Alabama Politeknik Enstitüsü (şimdi de ve etrafındakiler Auburn Üniversitesi 85 "alabamine" eleman adında 1931 kaşifleri olarak), ve ona kullanıldı sembolü Ab, belirtme atanan birkaç sene. 1934 yılında HG MacPherson ait Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley Allison'ın yöntem ve onun keşif geçerliliğini çürüttü. Kimyacı Rajendralal De tarafından 1937 yılında başka iddia vardı. İçinde Dacca Çalışma İngiliz Hindistan (şimdi Dakka içinde Bangladeş ), kendisinin olarak izole iddia elemanı 85 için adı "Dakin" seçti toryum serisi eşdeğer radyum F içinde (polonyum-210) radyum serisi . O astatine olanlar karşılık gelmez Dakin için rapor özellikleri; dahası, Astatin toryum serisinde bulunmazsa ve Dakin gerçek kimliği bilinmemektedir.

1936 yılında, Romen fizikçi bir ekip Horia Hulubei ve Fransız fizikçi Yvette Cauchois röntgen analizi yoluyla elemanı 85 keşfettim iddia etti. 1939 yılında, desteklenen ve önceki veri genişletilmiş bir kağıt yayınlanan. 1944 yılında Hulubei diğer araştırmacıların çalışmaları ile desteklenmiştir iddia o zamana kadar elde etmişti verilerin bir özetini yayınladı. Gibi o [barış için] "özlem" için muhtemelen Romen gelen ismi "dor" seçti Dünya Savaşı beş yıl önce başlamıştı. Hulubei Fransızca yazıyordu gibi, "ine" soneki karşılamak olmayan bir dil, dor olasılıkla, "dorine" olarak İngilizce render olurdu o kabul edilmişti. 1947 yılında, Hulubei iddiası etkin bir Avusturyalı kimyacı tarafından reddedildi Friedrich Paneth kim alırdı sonradan sandalye IUPAC yeni elemanların tanınması sorumlu komitesi. Hulubei en numuneler Astatin elementini yer vermemiş olsa da, onun vasıtası doğru tanımlanmasını sağlamaktır, cari standartlarına göre çok zayıf algılamak için. O da bir önceki dahil olmuştu sahte istem elemanı 87 (Fransiyum) keşfine kadar ve bu onun çalışmalarını da küçümsediler diğer araştırmacıları neden olduğu düşünülmektedir.

Bir belden yukarısı insan bir gri tonlama fotoğraf
Emilio Segre , ve discoverers bir ana grup elemanı astatine

1940 yılında İsviçreli kimyacı Walter Minder beta olarak elemanın 85 ortaya çıkarıldığını duyurdu çürüme ürünü adı "helvetium" (seçim, radyum A (polonyum-218) ait Helvetia İsviçre'nin, Latince adı). Karlık ve Bernert Deneylerini çoğaltılması başarısız olduk ve daha sonra onun radon akışının kirlenmesine Minder sonuçlarını atfedilen (radon-222 polonyum-218 ana izotop olan). 1942 yılında, Minder, İngiliz bilim adamı Alice Leigh-Smith ile işbirliği içinde, ürünü olduğu tahmin elemanın 85 başka izotop keşfini duyurdu toryum A (polonyum-216) beta bozunumu. Onlar bu maddeyi "anglo-helvetium" adlı, ama Karlık ve Bernert bu sonuçları çoğaltmak tekrar koyamadık.

Daha sonra 1940 yılında, Dale R. Corson , Kenneth Ross MacKenzie ve Emilio Segre California, Berkeley Üniversitesi'nde unsuru izole. Bunun yerine, doğada element için arama, bilim adamları bombardıman ederek, onu oluşturan bizmut-209 ile alfa parçacıkları bir de siklotron iki nötronlardan Astatin-211 emisyon sonra üretmek üzere (parçacık hızlandırıcısı). Kaşifleri, ancak, derhal eleman için bir isim önermek yoktu. Bunun nedeni zamanda bir unsur henüz bir tamamen geçerli olarak görülmedi doğada keşfedilen olmasaydı "görünmez miktar" olarak sentetik olarak oluşturulmuş olmasıydı; Buna ek olarak, kimyagerler radyoaktif izotopları da meşru stabil olanlar tanımak için isteksiz. 1943 yılında, astatin iki doğal olarak oluşan bir ürün olarak bulunmuştur bozunma zincirleri ile Berta Karlik birinci sözde ve Traude Bernert uranyum dizi daha sonra, ve aktinyum serisi . (O zamandan beri, astatin, üçüncü bir bozunma zincirinden tespit edilmiştir neptunyum serisi .) Friedrich Paneth 1946 diğer nedenlerle, kendi doğal oluşum son teyidi arasında, alıntı son olarak sentetik elemanları tanımak adlandırılan ve önerilen Bunun kaşifleri yeni keşfedilen isimsiz elemanlar bu öğeleri isim. Erken 1947 yılında, Doğa discoverers' önerilerini yayınladı; Corson, MacKenzie ve Segre bir mektup gelen ismi "Astatin elementini" önerdi Yunan astatos çünkü onun eğiliminin, "kararsız" anlamına (αστατος) radyoaktif çürüme isimleri bulunan biten "-ine" ile, dört önceden keşfedilmiş halojenler. Adı da adı elemanının bir özelliğe atıfta dört istikrarlı halojenler, geleneğini devam etmek seçildi.

Corson ve meslektaşları onun temelinde bir metal gibi Astatin elementini sınıflandırılmış analitik kimyada . Daha sonra araştırmacılar iyot gibi, katyonik veya bildirilen amfoterik davranışı. 2003 yılında yapılan retrospektif, Corson "[astatine ait] özelliklerinden bazıları iyot benzer ... o da daha onun metalik komşuları Po ve Bi gibi metalik özelliklerini sergiler." Diye yazdı

izotopları

Örnek astatin izotopları alfa Bozunma vasıflarına
Kütle
numarası
Kütle
fazlalık
Yarım hayat Olasılık
alfa
bozunması
Alfa
bozunma
yarı ömrü
207 -13,243 MeV 1.80 saat % 8.6 20.9 saat
208 -12,491 MeV 1.63 saat % 0.55 12.3 D
209 -12,880 MeV 5.41 saat 4.1% 5.5 d
210 -11,972 MeV 8.1 saat % 0.175 193 d
211 -11,647 MeV 7.21 saat % 41.8 17.2 saat
212 -8,621 MeV 0.31 s ≈100% 0.31 s
213 -6,579 MeV 125 ns 100% 125 ns
214 -3,380 MeV 558 ns 100% 558 ns
219 10,397 MeV 56 s % 97 58 s
220 14,350 MeV 3.71 dak % 8 46.4 dakika
221 16,810 MeV 2.3 dakika Deneysel olarak
stabil alfa

39 Bilinen vardır izotoplar 191-229 atom kütleleri (kütle numaraları) ile astatine arasında. Teorik modelleme 37 daha izotoplar var olabileceğini düşündürmektedir. Hiçbir istikrarlı veya uzun ömürlü astatin izotop gözlenen, ne var bekleniyor biridir edilmiştir.

Astatin en alfa bozunması enerjileri diğer ağır elementler için aynı trendi takip edin. Çakmak astatin izotopları oldukça sahip yüksek enerjiye çekirdekleri ağır olmak gibi düşük hale alfa çürüme. Bu 126 nötron bir çekirdeğine sahiptir, ve 126 a, çünkü astatin-211, önceki izotop göre önemli ölçüde daha yüksek bir enerjiye sahip sihirli sayı doldurulmuş bir nötron kabuk karşılık gelir. Önceki izotop (Astatin-210 için 8.1 saat ve astatine-211 için 7.2 saat) benzer bir yarı-ömre sahip olmasına rağmen, alfa bozunumu olasılığı ikincisi için çok daha yüksektir: 0.18% karşı 41.81%. İki aşağıdaki izotoplar Astatin-213 en yüksek düzeyde enerji açığa ile, hatta daha fazla enerji bırakın. Bu nedenle, bu kısa ömürlü astatin izotop olduğunu. Ağır Astatin izotopları az enerji serbest olsa da, hiçbir uzun ömürlü astatin izotop nedeniyle artan rolü, mevcut beta bozunması (elektron emisyon). Bu çürüme modu astatine için özellikle önemlidir; gibi erken 1950 gibi elementin tüm izotopları beta bozunuma uğrayan oldukları ileri sürüldü. Beta bozunumu modları Astatin-213, -214, -215, ve -216m dışındaki tüm astatin izotopları bulunmuştur. Astatin-210 ve daha hafif izotoplar sergilerler P artı çürüme ( pozitron emisyon Astatin-211 maruz iken), Astatin-216 ve daha ağır izotoplar sergilerler beta (eksi) çürüme ve Astatin-212, her iki modda ile bozunur elektron yakalama .

En kararlı izotopu 8.1 saatlik bir yarı ömre sahiptir Astatin-210 vardır. Birincil bozunma modu alfa yayıcı (astatin izotopları ile karşılaştırıldığında) nispeten uzun ömürlü için, P artı polonyum-210 . Toplam olarak, sadece beş izotoplar bir saat (Astatin-207 -211 için) aşan yarılanma ömrüne sahip. En az kararlı taban durumu izotop 125 nanosaniye bir yarı ömürle, Astatin-213 olup. Son derece uzun ömürlü için alfa çürümesi uğrar bizmut-209 .

Astatin bilinen 24 sahiptir nükleer izomerleri , bir veya daha fazla çekirdekleridir, nükleonlar ( protonlar veya nötron bir in) uyarılmış duruma . Bir nükleer izomer aynı zamanda bir "denebilecek meta sistemi anlamına gelen -devlet" daha vardır iç enerjisini "daha temel hale ikincisi içine çürümeye eski olası hale" (mümkün olan en düşük iç enerji ile devlet). Her izotop için birden fazla izomer olabilir. Bu, nükleer izomerlerin en kararlı yaklaşık 3 dakikalık bir yarı ömre, tüm zemin durumlarının daha uzun izotoplar 203-211 kişilerce ve 220'nin en kararlı Astatin-214m1 olan bar sahip Astatin-202m1, olduğu; 265 yarılanma ömrü nanosaniye astatine-213 arasında olması dışında tüm zemin hallerine oranla kısadır.

Doğal bir olay

farklı renkli topları bir dizidir, her iki harfi içeren sembol ve bazı numaralar
Neptünyumun serisi, neptunyum-237 ile oluşturulan Astatin-217 de dahil olmak üzere bozunma ürünleri gösteren

Astatin nadir doğal olarak meydana gelen bir elemandır. Yer kabuğundaki astatine toplam miktarı, (kütle 2.36 x 10 alıntı 25 gram) herhangi bir zamanda en az bir gram olduğu tahmin edilmektedir.

Dünya'nın oluşumu herhangi astatin mevcut çoktan kayboldu; doğal olarak oluşan dört izotopları (Astatin-215, -217, -218 ve -219) yerine sürekli bir sonucu olarak üretilir çürüme radyoaktif toryum ve uranyum cevherleri ve çok az miktarda Neptünyum-237 . Kuzey ve Güney Amerika, kara 16 km (10 mil) arasında bir derinliğe kadar, herhangi bir zamanda (3.5 civarında x 10 sadece yaklaşık bir trilyon Astatin-215 atomu içeren birleştirildi, -10 gram). Astatin-217 neptunyum-237 radyoaktif çürüme yoluyla üretilir. İkinci izotop vadesi 2140000 onun nispeten kısa yarılanma ömrü kadar olan primordial kalıntıları artık yeryüzünde mevcut yıllar-vardır. Bununla birlikte, çok az miktarlardaki içinde dönüşüm reaksiyonları bir sonucu olarak doğal olarak meydana uranyum cevherleri . Astatin-218 doğada keşfedilen ilk astatin izotop oldu. Astatin-219, 56 saniyelik bir yarılanma ömrü ile en uzun doğal olarak oluşan izotopların yaşamış olduğunu.

astatine izotopları bazen doğal literatürde, örneğin izotoplar ya da farklılıklar vardır, çünkü yanlış anlama olarak oluşan yer almaz. Astatin-216 doğal olarak oluşan bir izotop olarak sayılmış ancak (şüpheli olarak tarif edilmiştir) kendi gözlem raporları teyit edilmemiştir.

sentez

formasyon

Alfa parçacıkları ile bizmut-209 bombardıman sonrası olası reaksiyonlar
Reaksiyon alfa parçacığının Enerji
209
83
Bi
+ 4
2
O
211
85
'de
+ 2 1
0
N
26 MeV
209
83
Bi
+ 4
2
O
210
85
'de
+ 3 1
0
N
40 MeV
209
83
Bi
+ 4
2
O
209
85
'de
+ 4 1
0
N
60 MeV

Astatin ilk bizmut-209, enerjik alfa partikülleri ile bombardımana tabi tutulması ile elde edilmiş ve bu yine de nispeten uzun ömürlü oluşturmak için kullanılan ana yol olan astatin-211 ile Astatin-209 izotoplar. Astatin sadece modern teknik kadar 6.6 üretimi çalışır etmesi ile küçük miktarlarda üretilir  giga becquerels (yaklaşık 86  nanogram veya 2.47 x 10 14 atom). Bu yöntemi kullanarak astatine arasında daha büyük miktarlarda sentezi uygun siklotron sınırlı sayıda ve hedef eritme olasılığı sınırlıdır. Çözücü radyoliz nedeniyle astatin çürüme kümülatif etkisine ilgili bir sorundur. Kriyojenik teknoloji ile, mikrogram astatine miktarları proton ışınlama yoluyla üretilebilir mümkün olabilir toryum veya uranyum astatin-211 bozunmuş da radon-211 elde edilir. Astatin-210 ile kirlenmesi bu yöntemin bir dezavantajı, olduğu tahmin edilmektedir.

En önemli izotop Astatin-211, ticari kullanımda sadece bir tanesidir. Bizmut hedef üretmek için, metal püskürtülmüş , santimetre kare başına 50 ila 100 miligram bir altın, bakır ya da alüminyum yüzeyi üzerine. Bizmut oksit yerine kullanılabilir; Bu zorunlu olarak bakır levha ile birleştirilir. Hedef altında tutulur , kimyasal olarak nötr, nitrojen atmosferi ve erken astatin buharlaşmasını önlemek için su ile soğutulur. Bir parçacık hızlandırıcı olarak, bir siklotron olarak, alfa parçacıkları bizmut ile çarpışması edilir. Sadece bir bizmut izotopu (bizmut-209) kullanıldığında bile, reaksiyon Astatin-209, Astatin-210 ya da Astatin-211 üreten üç olası yolla meydana gelebilir. İstenmeyen izotop ortadan kaldırmak amacıyla, parçacık hızlandırıcısının maksimum enerji (üzere (istenen izotop üretmek üzere) Astatin-211 üreten reaksiyon için yukarıda bir değere (optimal 29.17 MeV) ve Astatin-210 üreten bir altına ayarlanmıştır ) diğer astatin izotopları üretmeden sakınılması.

Ayırma yöntemleri

Astatin sentezinin ana ürün olduğu için, oluşturulduktan sonra, sadece bir hedef ve önemli bir kirletici ayrılmalıdır. Çeşitli yöntemler mevcuttur, "fakat genel olarak iki yaklaşım kuru damıtma ya da çözücü ekstraksiyonu, ardından hedefin [ıslak] asit, bir tedavi" şeklini alır. Kugler ve Keller tarafından gözden aşağıda özetlenen yöntemler, eski prosedürlerin çağdaş uyarlamalar bulunmaktadır. Ön-1985 teknikler çoğu zaman, birlikte oluşturulan zehirli Polonyum'un ortadan kaldırılmasını ele; Bu gereklilik şimdi siklotron ışınlama ışınının enerjisini kapatma suretiyle yönetilmektedir.

Kuru

Astatin-içeren siklotron hedef yaklaşık 650 ° C'lik bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Astatin uçucu hale ve (genellikle) bir yoğuşur soğuk tuzak . Kadar yaklaşık 850 ° C daha yüksek sıcaklıklar aynı anda buharlaştırma gelen bizmut kirlenme riski, verimi arttırabilir. Kondensatın Redistilling (bizmut astatin etkileyebileceğinden bizmut varlığını en aza indirmek için gerekli olabilir etiketleme reaksiyonları ). Astatin gibi bir veya daha fazla düşük konsantrasyon çözücüler kullanılarak tuzak geri kazanılır sodyum hidroksit , metanol veya kloroform . Yaklaşık 80% 'ye kadar Astatin verimler elde edilebilir. Kuru ayırma en yaygın astatine bir kimyasal yararlı formunu üretmek için kullanılan bir yöntemdir.

Islak

Bizmut (ya da bazen , bizmut trioksit ) hedef, örneğin, nitrik ya da perklorik asit, konsantre içerisinde çözündürülür. Astatin gibi bir organik çözücü kullanılarak ekstrakte edilir butil ya da izopropil eter veya tiyosemikarbazid . Nitrik asit kullanılarak% 93 bir ayırma verimi saflaştırma prosedürleri (nitrik asit damıtma, kalıntı temizleme tamamlanmıştır zaman% 72 düşme bildirilmiştir azot oksitler ve yeniden eritilmesi bizmut nitrat sağlamak için sıvı-sıvı ekstraksiyon ). Islak yöntemler "çoklu radyoaktivite olan adımları" içerir ve astatine büyük miktarlarda izole edilmesi için uygun değildir. Bunlar, belirli bir bölgesindeki astatine üretimini mümkün olabilir oksidasyon durumunda ve deneysel olarak daha büyük bir uygulama alanına sahip olabilir radyokimya .

Kullanımları ve önlemler

Çeşitli 211 'de içeren molekülleri ve bunların deneysel kullanım
ajan Uygulamalar
[ 211 'de] Astatin-tellür koloidleri komparmantal tümörler
6- [ 211 'de] astato astat; asatatin-2-metil-1,4-naphtaquinol difosfat Adenokarsinomlar
211 'de etiketli metilen mavisi Melanom
Meta-[ 211 'de] astatobenzyl guanidin nöroendokrin tümörler
5- [ 211 'de] astato astat; asatatin-2'-deoksiüridin Çeşitli
211 At-etiketli biyotin konjugatları Çeşitli ön hedefleme
211 At-etiketli oktreotid somatostatin reseptörü
211 'de etiketli monoklonal antikorlar ve bunların fragmanları Çeşitli
211 At-etiketli bifosfonatları Kemik metastazları

Yeni kurulan Astatin-211 sürmekte araştırma konusu olan nükleer tıp . 7.2 saatlik bir yarı-ömür ile bozunur gibi hızlı bir şekilde kullanılmalıdır; Bu izin verecek kadar uzundur çok basamaklı etiketleme stratejilerini . Astatin-211 hedef alfa parçacığı için bir potansiyele sahip radyoterapi bir çok kısa ömürlü nüklide (ya da bir alfa parçacığının emisyonu yoluyla (bizmut-207 için) bozunur ya da elektron yakalama yoluyla, çünkü, polonyum-211, bundan başka alfa bozunumu maruz kaldığı ), çok hızlı bir şekilde kararlı torununu kurşun-207 ulaştı. Polonium X-ışınları 77-92 aralığında, elektron yakalama dalı bir sonucu olarak yayılan  keV , hayvanlarda ve insan hastalarda astatine izlenmesini sağlar. Astatin-210 biraz daha uzun bir yarı ömre sahip olmasına rağmen genellikle aşırı derecede zehirli polonyum-210'a beta artı çürüme uğrar, bunun nedeni tamamen uygun değildir.

Astatin-211 ve arasındaki temel tıbbi bir fark iyot-131 (aynı zamanda ilaç olarak kullanılan bir radyoaktif iyodin izotopu) iyodin-131 yüksek enerjili beta parçacıklarını yayan ve astatin yok olmasıdır. Beta parçacıkları çok daha ağır alfa partiküllere göre dokular içinden daha büyük nüfuz gücüne sahiptir. Astatin-211 tarafından yayımlanan ortalama alfa parçacığı çevreleyen dokular içinden 70 um çıkabileceœi; iyodin-131 tarafından yayılan bir ortalama enerji beta parçacığı yaklaşık 2 mm, kadar yaklaşık 30 kez hareket edebilir. Dokulara aracılığıyla kısa yarılanma ömrü ve alfa radyasyonu sınırlı nüfuz gücü durumlarda avantajlar sunuyor "Tümör yükü düşük ve / veya habis hücre popülasyonları temel normal dokulardan çok yakın bulunan olduğunu." İnsan kanserlerinin hücre kültür modellerinde önemli morbidite hücre başına bağlanan on bir ila Astatin-211 atomları ile elde edilmiştir.

çalışmak için Astatine ... [dir] yapmak için mutsuz ve cehennem.

P Durbin, İnsan Radyasyon Çalışmaları: Early Years hatırlama , 1995

Çeşitli engeller Astatin-tabanlı gelişiminde karşılaşılan Radyofarmasötiklerle için kanser tedavisi. Dünya Savaşı on yıl yakın için araştırma geciktirdi. Erken deneylerin sonuçları bir kanser seçici taşıyıcı geliştirilmesi gerekir belirtti ve 1970'lere kadar değildi monoklonal antikorlar bu amaç için kullanılabilir hale geldi. İyot farklı olarak, astatin eğilimi gösterir dehalogenate özellikle de bu gibi moleküler taşıyıcılardan sp 3 C-sitelerinin (daha az öylesine sp 2 siteleri ). Astatine birikmiş ve vücutta tutulan toksisitesini göz önüne alındığında, bu onun konak molekülüne bağlı kaldı sağlama gereğini vurguladı. Yavaş bir şekilde metabolizmaya astatin taşıyıcıları verimli bir şekilde değerlendirilebilecektir mümkün olmakla birlikte, daha hızlı metabolize taşıyıcılar nükleer tıpta astatine değerlendirilmesinde önemli bir engel olmaya devam etmektedir. Etiketleme kimyası ve taşıyıcı moleküllerin Astatin-kaynaklı radyoliz etkilerini azaltmak daha da geliştirilmesi gereken diğer bir alandır. Bir kanser tedavisi olarak astatine için pratik bir uygulaması, potansiyel olarak hasta "şaşırtıcı" sayısı için uygun olacaktır; gerekli olacak miktarda astatine üretimi bir sorun olmaya devam etmektedir.

Daha az bir ölçüde, tercihen de konsantre edilir, ancak hayvan çalışmaları, benzer iyodu, bu Astatin elementini göstermektedir tiroid bezi . İyot farklı olarak, astatin da eğilimi nedeniyle muhtemelen At içinde vücut oksidasyon, akciğer ve dalak tarafından alınacak gösterir - için de + . Bir radiocolloid formunda uygulanır Eğer içinde konsantre eğilimi karaciğer . Sıçanlar ve maymunlarda deneyler Astatin-211 nekroz ve hücre içinde elde edilen nüklidin tekrar enjeksiyonu ile, iyodin-131 göre daha tiroid bezine daha büyük bir hasara neden olduğunu göstermektedir displazi bezi içinde. Erken araştırmalar kadın kemirgenler içine astatine enjeksiyon meme dokusunda morfolojik değişikliklere neden olduğu ileri sürülmüştür; Bu sonuç, yıllardır tartışmalı kalmıştır. Genel anlaşma sonraydı bu olasılığı nedeniyle yumurtalıkların ışınlama hormonal değişiklikler ile birlikte meme dokusu ışınlama etkisi neden olduğunu ulaştı. Onlar iyi havalandırılmış ise astatine Eser miktarda duman davlumbaz güvenle ele alınabilir; elemanın biyolojik alımı önlenmelidir.

Ayrıca bakınız

notlar

Referanslar

Kaynakça

Dış bağlantılar