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Astato metálico o no metálico. Récords en ciencia y tecnología. Elementos. Último recibido

Astatine (de otro griego ἄστατος - "inestable") es un elemento del grupo 17 de la tabla periódica de elementos químicos (según la clasificación obsoleta, un elemento del subgrupo principal del grupo VII), del sexto período, con atómica número 85. Se designa con el símbolo At (lat. astatium).
Radioactivo. Una sustancia simple astato (número CAS: 7440-68-8) en condiciones normales: cristales inestables de color negro-azul. La molécula de astato es aparentemente diatómica (fórmula At 2).

Historia

Predicho (como "eka-yodo") por D. I. Mendeleev. En 1931, F. Allison y colaboradores (Instituto Politécnico de Alabama) informaron del descubrimiento de este elemento en la naturaleza y propusieron el nombre de alabamina (Ab), pero este resultado no se confirmó. Astatine fue obtenido artificialmente por primera vez en 1940 por D. Corson, C. R. Mackenzie y E. Segre (Universidad de California en Berkeley). Para sintetizar el isótopo 211 At, irradiaron bismuto con partículas alfa.
En 1943-1946, se descubrieron isótopos de astato como parte de una serie radiactiva natural.
En terminología rusa, el elemento se llamó "astato" hasta 1962.
También se propusieron los nombres "Helvetin" (en honor a Helvetia, el antiguo nombre de Suiza) y "leptina" (del griego "débil, inestable").

Recibo

El astato se obtiene solo artificialmente. Básicamente, los isótopos de astato se obtienen irradiando bismuto metálico o torio con partículas α de alta energía, seguido de la separación del astato por coprecipitación, extracción, cromatografía o destilación.

Propiedades físicas

Debido a la pequeña cantidad de materia disponible para el estudio, las propiedades físicas de este elemento son poco conocidas y, por regla general, se basan en analogías con elementos más accesibles.
El astato es un sólido azul-negro, de apariencia similar al yodo. Se caracteriza por una combinación de propiedades de no metales (halógenos) y metales (polonio, plomo y otros). Al igual que el yodo, el astato se disuelve bien en solventes orgánicos y estos lo extraen fácilmente. En términos de volatilidad, es ligeramente inferior al yodo, pero también puede sublimar fácilmente.
Punto de fusión 302 °C, punto de ebullición (sublimación) 337 °C.

Propiedades químicas

halógeno. En estados de oxidación positivos, el astato forma una forma que contiene oxígeno, que se designa convencionalmente como At τ+ (astato-tau-plus).
Cuando una solución acuosa de astato se expone al hidrógeno, se forma astato de hidrógeno gaseoso HAt en el momento de la reacción. El astato en solución acuosa se reduce con SO 2 y se oxida con Br 2 . El astato, como los metales, se precipita a partir de soluciones de ácido clorhídrico con sulfuro de hidrógeno (H 2 S). Desplazado de la solución por el zinc (propiedades del metal).
También se conocen compuestos interhalógenos de astato: yoduro de astato AtI y bromuro de astato AtBr. También se ha obtenido hidrógeno astatide HAt.
Sin embargo, debido a la misma electronegatividad del hidrógeno y el astato, el astato es extremadamente inestable, y en soluciones acuosas no solo hay protones, sino también iones At +, lo que no es el caso de todos los demás ácidos hidrohálicos.
Con los metales, el astato forma compuestos en los que presenta un estado de oxidación de -1, como todos los demás halógenos (el NaAt, por ejemplo, se llama astato de sodio). Al igual que otros halógenos, el astato puede reemplazar al hidrógeno en una molécula de metano para producir tetraastatmetano CAt 4 . En este caso, primero se forman astatmetano, diastatmetano, astatoformo.

¿Qué es el astato, por qué es interesante y vale la pena estudiarlo? Después de leer nuestro artículo, aprenderá muchas cosas interesantes sobre este peculiar elemento químico, sobre la historia de su descubrimiento y dónde ha encontrado aplicación.

Disponiendo los elementos químicos en orden ascendente de sus pesos atómicos, el químico ruso Dmitri Ivanovich Mendeleev descubrió que en esta serie natural repetido periódicamente a intervalos regulares elementos químicos con similar propiedades químicas. Entonces la ley periódica de D.I. Mendeleev En ese momento, la ciencia no sabía nada sobre la estructura del átomo. Por lo tanto, D. I. Mendeleev tomó masa atomica y propiedades del elemento.

El significado de la ley periódica de D.I. es más simple. Mendeleev se puede representar de la siguiente manera:las propiedades de los elementos cambian suavemente y por igual con un aumento en su peso atómico, y luego estos cambios se repiten periódicamente. Más tarde, cuando la ciencia descubrió la estructura del núcleo, el concepto de "peso atómico » reemplazado por el concepto de "carga nuclear".

Entonces, según la ley periódica, las propiedades de los elementos deberían cambiar suavemente. Pero éste no siempre fue el caso. A veces en a la secuencia de cambiar las propiedades de los elementos le faltaba algún eslabón. En este caso, Mendeleev dejó huecos en la tabla, que debían ser llenados por elementos recién descubiertos con las características químicas correspondientes. Es decir, con la ayuda de su ley, Mendeleev predijo las propiedades de elementos aún no descubiertos.

astato



De manera similar, en 1898, Mendeleev predijo la existencia 85º elemento de la tabla periódica de elementos químicos, al que llamó "eka-yodo". Pero el elemento 85 fue obtenido solo en 1940 por los físicos estadounidenses D. Corson, C. Mackenzie y E. Segre por medios artificiales. Al nuevo elemento se le ha dado un nombre. astato. En 1943, se descubrió el astato en la naturaleza. De todos los elementos que se encuentran en la Tierra, el astato es el más raro. En la naturaleza, el astato contiene solo unos 30 gramos.

Traducido del griego "astatos" significa "inestable". De hecho, el astato tiene una vida útil muy corta. Su vida media es de solo 8,3 horas, es decir el astato recibido por la mañana por la noche se reduce a la mitad.

Propiedades químicas del astato



Gráficamente, el sistema periódico de D.I. La tabla periódica se muestra mediante una tabla bidimensional, llamada tabla periódica. El número de columna o número de grupo en esta tabla es igual al número de electrones en la capa externa de un átomo de la sustancia. El número de fila o número de período es igual al número de niveles de energía en el átomo.

En la tabla periódica, el astato se encuentra en el grupo VII junto con los halógenos: flúor, cloro, bromo, yodo. La actividad química de los halógenos disminuye de flúor a yodo. Si consideramos estas sustancias, veremos que el flúor y el cloro son gases, el bromo es un líquido y el yodo es una sustancia sólida con algunas propiedades de los metales. El astato es el quinto y más pesado elemento del grupo de los halógenos.

En cuanto a sus propiedades químicas, el astato es similar al yodo, pero en muchos aspectos se diferencia de él, ya que tiene más propiedades de los metales que el yodo. A diferencia del yodo, el astato es un elemento radiactivo. Astatine también se parece al polonio, su vecino a la izquierda en la tabla periódica.

Como todos los halógenos, el astato da la sal de AgAt insoluble. Pero, como los metales típicos, el astato es precipitado por el sulfuro de hidrógeno incluso de soluciones fuertemente ácidas, es desplazado por el zinc de las soluciones de ácido sulfúrico y se deposita en el cátodo durante la electrólisis.

El astato es insoluble en agua, pero, como el yodo, se disuelve bien en solventes orgánicos. Se evapora fácilmente en aire y vacío.

Astatine tiene una capacidad única para sublimar en forma molecular (pasar de un estado sólido inmediatamente a un estado gaseoso, sin pasar por un estado líquido) a partir de soluciones acuosas. Ninguno de los elementos conocidos tiene esta habilidad.

Aplicación práctica de astato

¿Dónde se usa el astato?

Los científicos han descubierto que el astato, como el yodo, se acumula en la glándula tiroides. Pero en términos de fuerza, el astato es más fuerte que el yodo. El astato tiene muchos isótopos, pero todos viven por muy poco tiempo. El más prometedor para el tratamiento de enfermedades de la tiroides es el isótopo 211 At. Además, el astato se puede excretar del cuerpo humano con la ayuda de iones de tiocianato. En consecuencia, los efectos nocivos del isótopo 211 At en otros órganos serán mínimos. Esto nos permite concluir que el uso de astato en medicina es muy prometedor.

Astatium (Astatium), At (Del griego αστατος - inestable) - un elemento químico radiactivo del grupo VII del sistema periódico de elementos, número atómico 85, número de masa del isótopo de vida más larga 210. El astato es el elemento más pesado del halógeno. grupo.

Astatine bajo el nombre de ekaioda fue predicho por D. I. Mendeleev. Recibido por primera vez por D.Corson, K. McKenzie y E. Segre en 1940. En la naturaleza, el astato fue descubierto por primera vez en 1943 por los científicos austriacos Karlik y Bernert. Forma parte de la serie radiactiva natural (la más estable de ellas 219 A).


Isótopos de astato

Los isótopos de vida más larga 210 At (T=8,1 h, se desintegra por captura de K (99 %) y emite partículas α) y 211 At (T=7,21 h, se desintegra por captura de K (59,1 %) y emite α- partículas). Tenga en cuenta que 211 At tiene la capacidad conocida en radioquímica como "desintegración ramificada". La esencia del fenómeno es que algunos de los átomos de este isótopo sufren un tipo de desintegración, mientras que otros, como resultado final de estas desintegraciones, se liberan partículas alfa.

Hay 24 isótopos conocidos de astato con números de masa de 196 a 219. Los más importantes son: 209 At (T = 5,5 h), 210 At (T = 8,1 h) y 211 At (T = 7,2 h) . Todos estos isótopos se desintegran por captura de electrones y desintegración alfa y son los isótopos más longevos de este elemento. Se obtienen irradiando bismuto con partículas alfa según la ecuación de reacción 209 Bi (α, xn)At, así como irradiando torio y uranio con protones de alta energía. Los metales u óxidos de estos elementos prensados ​​en sustratos de cobre se utilizan como material objetivo. El isótopo de astato de vida más corta es 214 At (2*10 -6 s). La actividad de masa de 211 At es 7.4⋅10 13 Bq/mg.

At se forman en cantidades extremadamente pequeñas durante la desintegración radiactiva del uranio y el torio en condiciones naturales (0,02 %). La capa superficial de la corteza terrestre de 1,6 km de espesor contiene 70 mg de astato. La presencia constante de astato en la naturaleza se debe a que sus radionucleidos de vida corta (215 At, 218 At y 219 At) forman parte de la serie radiactiva 235 U y 238 U. La velocidad de su formación es constante e igual a la velocidad de su desintegración radiactiva, por lo tanto, la corteza terrestre contiene cantidades constantes de estos átomos. El contenido total de astato en una capa de la corteza terrestre de 1,6 km de espesor se estima en 69 mg.

Propiedades físicas y químicas

El astato no se ha aislado en cantidades de peso; Los experimentos con microcantidades de este elemento mostraron que el astato, por un lado, exhibe las propiedades de un no metal y es similar al yodo, por otro lado, las propiedades de un metal y es similar al polonio y al bismuto (muy probablemente astato sigue siendo un metal). En los compuestos químicos, el astato puede presentar estados de oxidación -1, +1, +3, +5 y +7. El más estable de ellos es -1.

Astato (At)

número atómico 85

Apariencia: cristales radiactivos negros y azules.

Masa atómica (masa molar) 209,9871 uma (g/mol)

Punto de fusión 575 K

Punto de ebullición 610 K

Capacidad calorífica específica de astato a una temperatura de 298 K Ср=139.55 J/(kg-K).

Astatine no tiene portadores isotópicos ni un portador específico suficientemente satisfactorio. Siendo el halógeno más pesado, debe tener las propiedades de este último. Sin embargo, las propiedades electropositivas del astato son más pronunciadas que las del yodo. La situación se complica por el hecho de que la química de las cantidades traza de yodo es muy diferente de la química de sus macrocantidades.

Al igual que el yodo, el astato se sublima (sublima) a temperatura ambiente, es soluble en solventes orgánicos y se concentra en la glándula tiroides. Como metal puro, el astato se comporta sorprendentemente: se sublima en forma molecular a partir de soluciones acuosas. Ninguno de los elementos conocidos tiene esta habilidad. El astato se extrae fácilmente con líquidos solventes orgánicos y se extrae fácilmente con ellos. En términos de volatilidad, es ligeramente inferior al yodo, pero también se puede destilar fácilmente.

El astato gaseoso se adsorbe bien en metales (Ag, Au, Pt). La desorción del astato ocurre cuando los metales se calientan a 500°C en aire o en vacío. Gracias a esto, es posible aislar astato (hasta un 85%) de los productos de la irradiación de bismuto por destilación al vacío con absorción de astato por plata o platino. En (0) se absorbe en vidrio a partir de soluciones diluidas de ácido nítrico. Las propiedades químicas del astato son muy interesantes y peculiares; está cerca tanto del yodo como del polonio, es decir, exhibe las propiedades tanto de un no metal (halógeno) como de un metal. Esta combinación de propiedades se debe a la posición del astato en el sistema periódico: es el elemento más pesado (y por lo tanto el más “metálico”) del grupo de los halógenos. Como los halógenos, el astato da la sal insoluble AgAt; como el yodo, se oxida al estado pentapal (la sal AgAtO3 es similar a AgJO3). Sin embargo, como los metales típicos, el astato se precipita con sulfuro de hidrógeno incluso en soluciones fuertemente ácidas, se desplaza con zinc de soluciones de ácido sulfúrico y se deposita en el cátodo durante la electrólisis.

Obtención y determinación de astato

El astato se obtiene irradiando bismuto metálico o torio con partículas α de alta energía, seguido de la separación del astato por coprecipitación, extracción, cromatografía o destilación.

De acuerdo con los métodos de obtención de astato, debe separarse de grandes cantidades de bismuto, uranio o torio irradiados, así como de productos de fisión y fisión profunda. Un blanco de bismuto irradiado con partículas α prácticamente no contiene impurezas radiactivas de otros elementos. Por lo tanto, la tarea principal de separar astato se reduce a la eliminación de macrocantidades de bismuto de un objetivo fundido por destilación. En este caso, el astato se adsorbe desde la fase gaseosa sobre platino o plata, o se condensa sobre vidrio o soluciones congeladas, o es absorbido por soluciones alcalinas o de sulfito. Otros métodos para separar el astato de un objetivo de bismuto se basan en la extracción o coprecipitación del astato después de que se haya disuelto el objetivo.

El método principal para separar el astato del uranio y el torio irradiados es la cromatografía térmica de gases. En este caso, el astato se evapora del objetivo durante la combustión de metales en oxígeno y se adsorbe del flujo de gas sobre plata, oro o platino. Otro método para separar el astato de los objetivos de torio y uranio es su sorción en telurio metálico de soluciones de ácido clorhídrico en presencia de agentes reductores, seguido de desorción con una solución débilmente alcalina. La ventaja del primer método es su rapidez (el tiempo de extracción es de sólo 10 min). A 310°, más del 85% de astato se concentra en plata. La separación química del astato se puede llevar a cabo disolviendo un objetivo de bismuto en ácido, seguido de la precipitación del bismuto en forma de fosfato, que no captura el astato. También es interesante la extracción de astato elemental con éter diisopropílico de una solución de ácido clorhídrico.

El astato, el quinto halógeno, es el elemento menos común en nuestro planeta, excepto, por supuesto, los elementos transuránicos. Un cálculo aproximado muestra que toda la corteza terrestre contiene solo unos 30 g de astato, y esta estimación es la más optimista. El elemento No. 85 no tiene isótopos estables y el isótopo radiactivo de vida más larga tiene una vida media de 8,3 horas, es decir ni siquiera la mitad del astato recibido por la mañana permanece por la noche.

Por lo tanto, el nombre astato, y en griego αστατος significa "inestable", refleja con éxito la naturaleza de este elemento. Entonces, ¿para qué puede ser interesante el astato y vale la pena estudiarlo? Vale la pena, porque el astato (al igual que el prometio, el tecnecio y el francio) fue creado por el hombre en el pleno sentido de la palabra, y el estudio de este elemento brinda mucha información instructiva, principalmente para comprender los patrones al cambiar las propiedades. de los elementos del sistema periódico. Con propiedades metálicas en algunos casos y no metálicas en otros, el astato es uno de los elementos más peculiares.

Hasta 1962, en la literatura química rusa, este elemento se llamaba astato, y ahora se le ha adherido el nombre "astato", y esto aparentemente es correcto: ni en el nombre griego ni en latín de este elemento (en latín astatium) ¿Hay un sufijo "en".

La búsqueda de ecaiod

D. I. Mendeleev llamó al último halógeno no solo ecaiod, sino también halógeno X. Escribió en 1898: KX, KXO 3, etc., que su compuesto de hidrógeno será un ácido gaseoso, muy inestable, que el atómico será ... alrededor de 215.

En 1920, el químico alemán E. Wagner volvió a llamar la atención sobre el todavía hipotético quinto miembro del grupo de los halógenos, argumentando que este elemento debía ser radiactivo.

Entonces comenzó una intensa búsqueda del elemento No. 85 en objetos naturales.

En las suposiciones sobre las propiedades del elemento 85, los químicos partieron de su ubicación en el sistema periódico y de los datos sobre las propiedades de los vecinos de este elemento según la tabla periódica. Considerando las propiedades de otros miembros del grupo de los halógenos, es fácil notar el siguiente patrón: el flúor y el cloro son gases, el bromo ya es líquido y el yodo es una sustancia sólida que exhibe, aunque en pequeña medida, las propiedades de rieles. El ecayodo es el halógeno más pesado. Obviamente, debe ser incluso más parecido a un metal que el yodo y, al tener muchas de las propiedades de los halógenos, de una forma u otra similar a su vecino de la izquierda: el polonio ... Junto con otros halógenos, el ecaiodus, aparentemente, debería ser en el agua de los mares, océanos, perforaciones. Intentaron buscarlo, como yodo, en algas, salmueras, etc. El químico inglés I. Friend trató de encontrar el astato y el francio actuales en las aguas del Mar Muerto, en las que, como se sabía, tanto los halógenos como los metales alcalinos son más que suficientes. Para extraer ecayodo de una solución de cloruros, se precipitó cloruro de plata; Friend creía que el sedimento también se llevaría rastros del elemento 85. Sin embargo, ni el análisis espectral de rayos X ni la espectrometría de masas dieron un resultado positivo.

En 1932, químicos del Instituto Politécnico de Alabama (EE. UU.), encabezados por F. Allison, informaron que habían aislado un producto de arena de monacita que contenía alrededor de 0,000002 g de uno de los compuestos del elemento No. 85. En honor a su estado, lo llamaron "alabamium" e incluso describieron su combinación con ácidos que contienen hidrógeno y oxígeno. El nombre alabamium para el elemento 85 apareció en libros de texto de química y libros de referencia hasta 1947.

Sin embargo, poco después de este mensaje, varios científicos tenían dudas sobre la fiabilidad del descubrimiento de Allison. Las propiedades del alabamio divergieron marcadamente de las predicciones de la ley periódica. Además, en ese momento quedó claro que todos los elementos más pesados ​​que el bismuto no tienen isótopos estables. Suponiendo la estabilidad del elemento No. 85, la ciencia se enfrentaría a una anomalía inexplicable. Bueno, si el elemento No. 85 no es estable, entonces se puede encontrar en la Tierra solo en dos casos: si tiene un isótopo con una vida media mayor que la edad de la Tierra, o si sus isótopos se forman durante la descomposición. de elementos radiactivos de vida larga.

La sugerencia de que el elemento 85 podría ser un producto de la desintegración radiactiva de otros elementos se convirtió en el punto de partida para otro gran grupo de investigadores que buscaban ecaiod. El primero de este grupo debería llamarse el famoso radioquímico alemán Otto Hahn, quien ya en 1926 sugirió la posibilidad de la formación de isótopos del elemento 85 durante la desintegración beta del polonio.

Durante 19 años, desde 1925 hasta 1943, aparecieron en la prensa periódica al menos media docena de informes sobre el descubrimiento del ecaiod. Se le atribuyeron ciertas propiedades químicas, se le dieron nombres sonoros: Helvetium (en honor a Suiza), Anglo-Helvetium (en honor a Inglaterra y Suiza), Dakin (del nombre del antiguo país de los dacios en Europa Central), Leptin (traducido del griego "débil", "tembloroso", "desposeído"), etc. Sin embargo, el primer mensaje confiable sobre el descubrimiento e identificación del elemento No. 85 fue realizado por físicos involucrados en la síntesis de nuevos elementos.

D. Corson, C. McKenzie y E. Segre irradiaron un objetivo de bismuto con partículas alfa en el ciclotrón de la Universidad de California. La energía de las partículas fue de 21 MeV, y la reacción nuclear para la obtención del elemento #85 fue la siguiente:

209 83 Bi + 4 2 He → 211 85 At + 2 1 0 norte.

El nuevo elemento sintético recibió su nombre solo después de la guerra, en 1947. Pero incluso antes, en 1943, se demostró que los isótopos de astato se forman en las tres filas de desintegración radiactiva. Por lo tanto, el astato se encuentra en la naturaleza.

Astato en la naturaleza

El astato en la naturaleza fue el primero en ser encontrado por los químicos austriacos B. Karlik y T. Bernert. Al estudiar la radiactividad de los productos secundarios del radón, encontraron que una pequeña parte del radio-A (el llamado entonces, y todavía llamado, isótopo 218 Po) se desintegra de dos maneras (la llamada horquilla radiactiva):

En una muestra recién aislada de RaA, junto con partículas alfa generadas por polonio-218, también se detectaron partículas alfa con otras características. Solo esas partículas podrían, según estimaciones teóricas, emitir núcleos del isótopo 218 85.

Más tarde, los isótopos de vida corta 215 At, 216 At y 217 At se descubrieron en otros experimentos. Y en 1953, los radioquímicos estadounidenses E. Hyde y A. Ghiorso aislaron el isótopo 219 At del francio-223 por medios químicos. Este es el único caso de identificación química de un isótopo de astato a partir de un isótopo natural. Es mucho más fácil y conveniente obtener astato artificialmente.

descubrir, identificar, descubrir

La reacción anterior de irradiación de bismus con partículas alfa también se puede utilizar para la síntesis de otros isótopos de astato. Basta con aumentar la energía de las partículas que bombardean a 30 MeV, ya que la reacción procede con la emisión de tres neutrones y se forma astato-210 en lugar de astato-211. Cuanto mayor es la energía de las partículas alfa, más neutrones secundarios se producen y, en consecuencia, menor es el número de masa del isótopo resultante. Como dianas para la irradiación se utiliza bismuto metálico o su óxido, que se deposita o se deposita sobre un sustrato de aluminio o cobre.

Arroz. 6.

Otro método para la síntesis de astato es irradiar un objetivo de oro con iones de carbono acelerados. En este caso, en particular, se produce la siguiente reacción:

197 79 Au + 12 6 C → 205 85 At + 4 1 0 norte.

Para aislar el astato resultante de los objetivos de bismuto u oro, se usa una volatilidad bastante alta de astato: ¡sigue siendo un halógeno! La destilación ocurre en una corriente de nitrógeno o en vacío cuando el objetivo se calienta a 300...600°C. El astato se condensa en la superficie de una trampa de vidrio enfriada con nitrógeno líquido o hielo seco.

Otra forma de obtener astato se basa en las reacciones de fisión de los núcleos de uranio o torio cuando son irradiados con partículas alfa o protones de alta energía. Entonces, por ejemplo, cuando 1 g de torio metálico se irradia con protones con una energía de 680 MeV en el sincrociclotrón del Instituto Conjunto para la Investigación Nuclear en Dubna, se obtienen aproximadamente 20 microcurios (de lo contrario, 3 10 13 átomos) de astato. Sin embargo, en este caso es mucho más difícil aislar astato de una mezcla compleja de elementos. Este difícil problema fue resuelto por un grupo de radioquímicos de Dubna encabezados por V.A. Khalkin.

Ahora ya se conocen 20 isótopos de astato con números de masa de 200 a 219. El más longevo de ellos es el isótopo 210 At (vida media 8,3 horas), y el de vida más corta es 214 At (2 10 -6 segundos) .

Dado que el astato no se puede obtener en cantidades significativas, sus propiedades físicas y químicas no se comprenden completamente, y las constantes fisicoquímicas se calculan con mayor frecuencia por analogía con vecinos más accesibles en el sistema periódico. En particular, los puntos de fusión y ebullición del astato se calcularon en 411 y 299 °C, es decir, el astato, como el yodo, debería sublimar más fácilmente que derretirse.

Todos los estudios sobre la química del astato se realizaron con cantidades ultrapequeñas de este elemento, del orden de 10–9... 10–13 g por litro de disolvente. Y ni siquiera se trata de que sea imposible obtener soluciones más concentradas. Si pudieran obtenerse, sería extremadamente difícil trabajar con ellos. La radiación alfa del astato provoca la radiólisis de las soluciones, su fuerte calentamiento y la formación de grandes cantidades de subproductos.

Y, sin embargo, a pesar de todas estas dificultades, a pesar del hecho de que el número de átomos de astato en solución es comparable a la contaminación aleatoria (aunque cuidadosamente evitada), se han logrado algunos avances en el estudio de las propiedades químicas del astato. Se ha establecido que el astato puede existir en seis estados de valencia, desde 1 hasta 7+. En esto, se manifiesta como un análogo típico del yodo. Como el yodo, se disuelve bien en la mayoría de los solventes orgánicos, pero adquiere una carga eléctrica positiva más fácilmente que el yodo.

Se han obtenido y estudiado las propiedades de varios compuestos interhalógenos de astato, por ejemplo, AtBr, AtI, CsAtI 2 .

Un intento con los medios adecuados

Los primeros intentos de aplicar el astato en la práctica datan de 1940, inmediatamente después de obtener este elemento. Un grupo de empleados de la Universidad de California descubrió que el astato, como el yodo, se concentra selectivamente en la glándula tiroides. Los experimentos han demostrado que el uso de 211 At para el tratamiento de enfermedades de la tiroides es más beneficioso que el 131 I radiactivo.

Astatine-211 emite solo rayos alfa, muy energéticos a distancias cortas, pero no capaces de llegar muy lejos. Como resultado, actúan solo sobre la glándula tiroides, sin afectar al vecino, la paratiroides. El efecto radiobiológico de las partículas alfa de astato sobre la glándula tiroides es 2,8 veces más fuerte que el de las partículas beta emitidas por el yodo-131. Esto sugiere que el astato es muy prometedor como agente terapéutico en el tratamiento de la glándula tiroides. También se ha encontrado un medio confiable para eliminar el astato del cuerpo. El ion rodanuro bloquea la acumulación de astato en la glándula tiroides, formando un fuerte complejo con él. Entonces, el elemento número 85 ya no puede llamarse prácticamente inútil.

Descripción de la presentación en diapositivas individuales:

1 diapositiva

Descripción de la diapositiva:

"Elementos químicos raros y su aplicación" "Astat" Preparado por Julia Borzenkova Alumna del grado 11B MBOU escuela secundaria No. 5 en Novocherkassk

2 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Introducción Astatine es un elemento del subgrupo principal del séptimo grupo, el sexto período del sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev, con número atómico 85. Se designa con el símbolo At (lat. Astatium). Radioactivo. El elemento más pesado de los halógenos conocidos. La sustancia simple astato en condiciones normales son cristales inestables de color azul negro. La molécula de astato parece ser diatómica (fórmula At2). El astato es una sustancia venenosa. Su inhalación en una cantidad muy pequeña puede causar irritación e inflamación severas de las vías respiratorias, y una gran concentración conduce a una intoxicación grave.

3 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Propiedades físicas El astato es un hermoso sólido azul-negro, similar en apariencia al yodo. Se caracteriza por una combinación de propiedades de no metales (halógenos) y metales (polonio, plomo y otros). Al igual que el yodo, el astato se disuelve bien en solventes orgánicos y estos lo extraen fácilmente. En términos de volatilidad, es ligeramente inferior al yodo, pero también puede sublimar fácilmente. Punto de fusión 302 °C, punto de ebullición (sublimación) 337 °C.

4 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Propiedades químicas El astato se caracteriza por una baja presión de vapor, ligeramente soluble en agua y mejor soluble en solventes orgánicos. El astato en solución acuosa se reduce con dióxido de azufre SO2; como los metales, precipita incluso a partir de soluciones fuertemente ácidas con sulfuro de hidrógeno (H2S). Se desplaza de las soluciones de ácido sulfúrico por el zinc (propiedades del metal). Como todos los halógenos, el astato forma una sal insoluble AgAt (astato de plata). Es capaz de oxidarse al estado At(V), como el yodo (por ejemplo, la sal de AgAtO3 tiene propiedades idénticas a las de AgIO3). El astato reacciona con el bromo y el yodo, y se forman compuestos interhalógenos: yoduro de astato AtI y bromuro de astato AtBr: ambos compuestos se disuelven en tetracloruro de carbono CCl4.

5 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Propiedades químicas El astato se disuelve en ácidos clorhídrico y nítrico diluidos. Con los metales, el astato forma compuestos en los que exhibe un estado de oxidación de -1, como todos los demás halógenos (NaAt es astato de sodio). Al igual que otros halógenos, el astato puede reemplazar al hidrógeno en una molécula de metano para producir tetraastatmetano CAt4. En este caso, primero se forma CH3At de astatmetano, luego CH2At2 de diastatmetano y CHAt3 de astato. En estados de oxidación positivos, el astato forma una forma que contiene oxígeno, que se designa convencionalmente como Atτ+ (astato-tau-plus).

6 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Historia predicha (como "eka-yodo") por D. I. Mendeleev. En 1931, F. Allison y colaboradores (Instituto Politécnico de Alabama) informaron del descubrimiento de este elemento en la naturaleza y propusieron el nombre de alabamina (Ab), pero este resultado no se confirmó. Astatine fue obtenido artificialmente por primera vez en 1940 por D. Corson, C. R. Mackenzie y E. Segre (Universidad de California en Berkeley). Para sintetizar el isótopo 211At, irradiaron bismuto con partículas alfa. En 1943-1946, se descubrieron isótopos de astato en la composición de series radiactivas naturales.En la terminología rusa, el elemento se denominó originalmente "astato". También se propusieron los nombres "Helvetin" (en honor a Helvetia, el antiguo nombre de Suiza) y "leptina" (del griego "débil, inestable"). El nombre proviene de la palabra griega "astatos", que literalmente significa "inestable". Y el elemento corresponde completamente al nombre que se le ha dado: su vida es corta, la vida media es de solo 8,1 horas.

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El astato en la naturaleza El astato es el elemento más raro que se encuentra en la naturaleza. La capa superficial de la corteza terrestre de 1,6 km de espesor contiene solo 70 mg de astato. La presencia constante de astato en la naturaleza se debe a que sus radionucleidos de vida corta (215At, 218At y 219At) forman parte de la serie radiactiva 235U y 238U. La velocidad de su formación es constante e igual a la velocidad de su desintegración radiactiva, por lo tanto, la corteza terrestre contiene una cantidad de equilibrio relativamente constante de isótopos de astato.

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Isótopos A partir de 2003, se conocen 33 isótopos de astato, así como 23 estados excitados metaestables de núcleos de astato. Todos ellos son radiactivos. Los más estables (de 207At a 211At) tienen una vida media de más de una hora (el más estable es 210At, T1/2=8,1 horas); sin embargo, tres isótopos naturales tienen una vida media de menos de un minuto. Básicamente, los isótopos de astato se obtienen irradiando bismuto metálico o torio con partículas α de alta energía, seguido de la separación del astato por coprecipitación, extracción, cromatografía o destilación. Punto de fusión 302 °C, punto de ebullición (sublimación) 337 °C.

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Isótopos de astato Número de masa Masa del isótopo en relación con el 16O Vida media Forma y energía de la radiación, MeV 202 - 43 s CD; α, 6,50 203 - 102 con CD; α, 6,35 203 420 sCD; α, 6,10 204 - 1500 s K-z 205 - 1500 s KDz; α, 5,90 206 - 0,108 días KDz 207 - 6480 s K-z (90%); α (10%), 5,75 208 - 0,262 con cortocircuito 208 6120 con cortocircuito (>99%), α (0,5%), 5,65 209 - 0,229 con cortocircuito (95%),α (5%) , 5,65;γ 210 - 0,345 días K-z (> 99 %), α (0,17 %), 5,519 (32 %); 5.437 (31%); 5.355 (37%); γ, 0,25; 1,15; 1,40 211 05317 0,3 días K-z (59 1%); α (40,9%); 5,862 γ, 0,671 212 05675 0,25 s α 213 05929 - α, 9,2 214 06299 ~2*10-6 s α, 8,78 215 05562 10-4 s α, 8,00 216 06967 3*10- 7 0 4 con 9 ,2, 15 7 4 con α con α, 7.02 218 07638 1.5D2.0 con α (99%), 6.63; β (0,1%) 219 - 5,4 con α (97%), 6,27; β (3%)

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Aplicación Los primeros intentos de aplicar el astato en la práctica datan de 1940, inmediatamente después de obtener este elemento. Un grupo de empleados de la Universidad de California descubrió que el astato, como el yodo, se concentra selectivamente en la glándula tiroides. Los experimentos han demostrado que el uso de 211At para el tratamiento de enfermedades de la tiroides es más beneficioso que el 131I radiactivo. Tiroides





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