Астатин - найрідкісніший елемент на Землі; лише приблизно 25 грамів трапляються природним шляхом на планеті в будь-який момент часу. Його існування передбачалося в 1800-х роках, але остаточно було виявлено приблизно через 70 років. Десятиліття після його відкриття про астатин відомо дуже мало. Дійсно, фізики випливають із багатьох його властивостей - таких, як його радіоактивні властивості, провідності та кольору - на основі інших членів галогенної групи.
Історія
За словами Петра ван дер Крогта, Дмитро Менделєєв, російський хімік, який у 1869 р. Організував елементи до періодичної таблиці, яка використовується і сьогодні, передбачив властивості невідомого елемента, які заповнять порожній простір на періодичній таблиці для елемента №85. , голландський історик. Менделєєв назвав цей невідомий елемент ека-йодом через його положення безпосередньо під йодом у галогенній групі елементів.
Поки почався пошук нового елемента, було опубліковано кілька доповідей про елемент 85, відповідно до статті 2010 року, опублікованої в Бюлетені історії хімії Бреттом Ф. Торнтоном та Шоном К. Бердеттом, дослідниками Швеції та США, відповідно. Ці звіти включали твердження, що елемент не міг існувати, що дослідники, які знайшли елемент, не змогли його виділити, і що повідомлені властивості не відповідали тестам.
За Торнтоном і Бурдеттом існує велика неоднозначність щодо того, хто вперше виявив астатин. Це відкриття можна віднести до декількох дослідників, особливо однієї з наступних груп.
Горія Холубей та Іветтер Кашчо, дослідники Сорбонни в Парижі, опублікували результати свого відкриття елемента 85 в 1938 р. Вони застосували хімічне розділення і опублікували, що знайшли три спектральні лінії рентгенівських променів для елемента, що повністю відповідав попереднім прогнозам. На жаль, спалах Другої світової війни порушив їх дослідження, а також комунікації серед вчених усього світу.
Перше успішно визнане відкриття астатину було в 1940 році Дейлом Р. Косоном, Кеннетом Россом Маккензі та Еміліо Сегрі, дослідниками Каліфорнійського університету Берклі, повідомляє Chemicool. Оскільки ніхто не зміг знайти рідкісну стихію в природі, ця група вчених штучно її виробила, бомбардувавши вісмут-209 альфа-частинками в прискорювачі частинок. Ця реакція створила астатин-211, а також два вільні нейтрони. Елемент був високо радіоактивним і нестабільним, що призвело до назви астастін від грецького слова, що означало «нестабільний».
Ще одна група дослідників незалежно визначила та охарактеризувала елемент 85 на початку 40-х років, згідно з Торнтоном та Бердетом. Берта Карлик та Траде Бернерт у 1942 році повідомили про результати своїх досліджень, включаючи запропоновану назву "відень". Однак через Другу світову війну новини зберігалися на німецьких територіях, а наукових новин з інших регіонів світу не привозили, тому Карлик та Бернерт не знали про подібні результати групи Берклі. Коли Карлик і Бернерт були ознайомлені з опублікованими результатами групи в Берклі, вони все ще продовжували вивчати елемент 85 і значно додали до знань про ланцюг розпаду, який формує цей елемент.
Просто факти
- Атомне число (кількість протонів у ядрі): 85
- Атомний символ (на періодичній таблиці елементів): At
- Атомна маса (середня маса атома): 210
- Щільність: приблизно 4 унції на кубічний дюйм (приблизно 7 грам на кубічний см)
- Фаза при кімнатній температурі: тверда речовина
- Температура плавлення: 576 градусів Фаренгейта (302 градуси Цельсія)
- Точка кипіння: невідомо
- Кількість природних ізотопів (атоми того ж елемента з різною кількістю нейтронів): щонайменше 30 радіоактивних ізотопів
- Найбільш поширені ізотопи: At-210 (мізерний відсоток природного достатку), Am-211 (мізерний відсоток природного достатку)
Хто знав?
- Астатин названий від грецького слова "astatos", що означає нестабільне, згідно з лабораторією Джефферсона.
- За даними Chemicool, у земній корі в будь-який момент часу існує лише близько 25 грам природного астатину.
- За словами Лентеха, астатин - найважчий відомий галоген. Відповідно до Elemental Matter, галогенні елементи, включаючи астатин, мають схожі властивості; вони неметалі, мають низьку температуру плавлення і кипіння, крихкі при твердому тілі, погані провідники тепла і електрики і є двоатомними (їх молекули містять два атоми).
- За даними Chemicool, астатин є найменш реакційноздатним і має найбільш металеві властивості будь-якого елемента галогенної групи.
- Ізотоп астатину з найдовшим періодом напіввиведення - це астатин-210 із періодом напіввиведення 8,1 години, повідомляє лабораторія Джефферсона.
- Багато фізичних властивостей астатину досі невідомі, включаючи його забарвлення, згідно зі статтею Д. Скотта Вільбура, опублікованою в 2013 році в Nature. Спираючись на кольорові візерунки, які демонструють інші члени сімейства галогенів, вважається, що астатин темний, ймовірно, близький до чорного.
- За словами Лентеха, астатин є високорадіоактивним, проте майже не впливає на здоров'я чи навколишнє середовище через його рідкість. Хоча якщо хтось із цим контактує, вважається, що астатин накопичується в щитовидній залозі аналогічно йоду.
Поточні дослідження
Дефіцит астатину робить його надзвичайно важким елементом для вивчення. Тим не менш, деякі дослідники вважають, що астастин може використовуватись у лікуванні раку. Астатин може поводитись як йод, який, як правило, збирається у щитовидній залозі, згідно з поясненням хімії. Астатин також може перейти до щитовидної залози, і його випромінювання може вбити ракові клітини залози.
У роботі в 2015 році, опублікованій в Міжнародному журналі молекулярних наук, група французьких дослідників під керівництвом Франсуаза Крабер-Бодере описує метод радіоімунотерапії (RIT) методом терапії раку, який використовує радіонукліди, які виділяють бета або альфа-частинки. Астатин-211 є одним з таких ізотопів, який може бути корисним для альфа-терапії, оскільки він має більший період напіввиведення, ніж традиційно використовуваний вісмут-213, і його можна виробляти в прискорювачах частинок. За даними авторів Astatine-211 вивчався для цього застосування щонайменше з 1989 року, і він показав перспективні результати, включаючи випробування з трансплантацією кісткового мозку у хворих на лейкемію, дослідження трансплантації стовбурових клітин на мишах та хіміотерапевтичне лікування пацієнтів при пухлинах мозку.
Висновки, зроблені дослідниками, показують, що використання радіоактивного ізотопу, такого як астатин-211, може підвищити ефективність RIT для лікування пухлин та інших онкологічних захворювань, особливо якщо лікування розпочато на початку захворювання. Цей метод RIT також може потенційно знищити залишилися пухлинні клітини, як правило, стійкі до хіміо- та радіоактивної терапії.
