Astat (At)

Astat w układzie okresowym

Pierwiastek leży w szóstym okresie, czyli w szóstym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 6 powłokach. Znajduje się w 17 grupie (blok p — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę p). W tej samej grupie stoją: Fluor, Chlor, Brom, Jod, Tenes — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Astat jest ciałem stałym (topnieje w 302 °C, wrze w 337 °C).

Astat — co to za pierwiastek

Najrzadszy pierwiastek w skorupie ziemskiej — w całej naraz jest go mniej niż gram.

Właściwości pierwiastka Astat

Astat jest najcięższym fluorowcem występującym w przyrodzie i zarazem pierwiastkiem, którego właściwości znamy głównie z obliczeń oraz z pomiarów na śladowych ilościach. Przyjmuje się, że jest ciemnym ciałem stałym o metalicznym połysku, topniejącym około 302 °C i wrzącym około 337; jego gęstości nigdy nie zmierzono, więc w tablicach zostaje puste miejsce. Elektroujemność 2,2 jest najniższa w grupie fluorowców, dlatego astat wykazuje wyraźniejszy charakter metaliczny niż jod i w roztworach zachowuje się czasem jak kation. Jest silnie promieniotwórczy i emituje cząstki alfa: nawet niewielka ilość wydzielałaby tyle ciepła, że sama by się rozproszyła. Praca z nim wymaga osłon i zdalnej manipulacji.

Zastosowanie pierwiastka Astat

Astatu nie da się kupić i nie ma go w żadnym produkcie codziennego użytku. Jego izotopy powstają w cyklotronie, gdy tarczę z bizmutu bombarduje się cząstkami alfa, i rozpadają się w ciągu godzin, więc pracuje się z nimi wyłącznie tam, gdzie zostały wytworzone, i to bez zwłoki. Jedynym kierunkiem praktycznym są badania nad celowaną terapią alfa nowotworów, prowadzone głównie z izotopem astat-211. Atom astatu przyłącza się chemicznie do przeciwciała lub innej cząsteczki, która sama rozpoznaje komórki guza, a emitowana cząstka alfa niszczy komórkę w bezpośrednim sąsiedztwie, nie sięgając dalej. Trwają badania kliniczne, ale nie jest to leczenie rutynowe, a barierą pozostaje mała liczba ośrodków zdolnych ten pierwiastek wytworzyć. Poza medycyną astat służy chemikom do sprawdzania, jak zachowuje się najcięższy naturalny fluorowiec.

Astat — najważniejsze związki chemiczne

Chemii astatu nie da się prowadzić w skali ważonej, więc bada się ją w bardzo rozcieńczonych roztworach, śledząc emitowane promieniowanie zamiast wyglądu osadu. Wiadomo, że pierwiastek tworzy jon astatkowy, analogiczny do jodkowego, oraz cząsteczki mieszane z jodem, takie jak AtI. Największe znaczenie mają połączenia organiczne, w których atom astatu zastępuje jod w cząsteczce nośnika; to na nich opiera się pomysł terapii celowanej. Dodatkową trudnością jest to, że własne promieniowanie astatu rozkłada roztwór, w którym się znajduje. Podobnie jak jod, astat gromadzi się w tarczycy.

Astat — gdzie go spotykasz

• badania celowanej terapii nowotworów

Astat w szkole — co trzeba wiedzieć

Astat należy do grupy 17, okresu 6 i bloku p. Konfiguracja [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁵ daje siedem elektronów walencyjnych, tak jak u pozostałych fluorowców. Na sprawdzianie astat pojawia się przede wszystkim jako zwieńczenie trendów w grupie: idąc w dół maleje elektroujemność i aktywność chemiczna, a rośnie promień atomu, temperatura topnienia i charakter metaliczny. Warto wiedzieć, że wartości liczbowe podawane dla astatu są szacunkami, a nie wynikami pomiaru rzeczywistej próbki, i że w nowszych tablicach pod nim znajduje się jeszcze sztuczny tenes. Częsty błąd to traktowanie astatu jak zwykłego fluorowca do doświadczeń; jest on silnie promieniotwórczy i istnieje wyłącznie w laboratoriach jądrowych.

Astat — historia odkrycia

Astat otrzymali w 1940 roku Dale Corson, Kenneth MacKenzie i Emilio Segrè w Berkeley, bombardując bizmut cząstkami alfa w cyklotronie. Było to jedno z pustych miejsc układu okresowego, którego przez dziesięciolecia nie udawało się zapełnić żadnym minerałem, bo w skorupie ziemskiej pierwiastek praktycznie nie występuje. Wcześniejsze doniesienia o znalezieniu pierwiastka numer 85 w rudach okazały się błędne. Nazwa pochodzi od greckiego astatos, czyli nietrwały, i wprost opisuje jego główną cechę. Później stwierdzono, że śladowe ilości astatu powstają jednak naturalnie, jako krótko żyjące ogniwa szeregów promieniotwórczych uranu i toru.

Astat — skąd wzięła się nazwa

gr. astatos — nietrwały

Astat — izotopy

astat-210 najtrwalszy (8,1 godziny)

Astat — bezpieczeństwo

Silnie promieniotwórczy.

Ciekawostki o pierwiastku Astat

• Nigdy nie widziano jego próbki — wyparowałaby od własnego ciepła.
• To jedyny pierwiastek, którego nazwa mówi wprost o jego nietrwałości.
• Wytwarza się go z bizmutu, czyli pierwiastka o wyższej liczbie atomowej, więc powstaje nie przez dokładanie cząstek, lecz przez przebudowę jądra.
• Pierwsze badania biologiczne nad astatem dotyczyły tarczycy, bo organizm traktuje go podobnie jak jod.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Astat