Astatium (Astatium), At (aus dem Griechischen αστατος - instabil) - ein radioaktives chemisches Element der Gruppe VII Periodensystem Elemente, Ordnungszahl 85, Massenzahl des langlebigsten Isotops 210. Astatin ist das schwerste Element der Halogengruppe.

Astatin unter dem Namen Ekaioda wurde von D. I. Mendeleev vorhergesagt. Zuerst erhalten von D.Corson, K. McKenzie und E. Segre im Jahr 1940. In der Natur wurde Astat erstmals 1943 von den österreichischen Wissenschaftlern Karlik und Bernert entdeckt. Es ist Teil der natürlichen radioaktiven Reihe (der stabilsten von ihnen). 219 An).

Isotope von Astat

Die langlebigsten Isotope 210 At (T = 8,1 h, zerfällt durch K-Einfang (99 %) und emittiert α-Teilchen) und 211 At (T = 7,21 h, zerfällt durch K-Einfang (59,1 %) und emittiert α- Partikel). Beachten Sie, dass 211 At die Fähigkeit hat, die in der Radiochemie als "verzweigter Zerfall" bekannt ist. Die Essenz des Phänomens besteht darin, dass einige der Atome dieses Isotops einer Art von Zerfall unterliegen, während andere - eine andere - und Alpha-Teilchen als Endergebnis dieser Zerfälle freigesetzt werden.

Es gibt 24 bekannte Isotope von Astat mit Massenzahlen von 196 bis 219. Die wichtigsten davon sind: 209 At (T = 5,5 h), 210 At (T = 8,1 h) und 211 At (T = 7,2 h). Alle diese Isotope zerfallen durch Elektroneneinfang und Alpha-Zerfall und sind die langlebigsten Isotope dieses Elements. Sie werden durch Bestrahlung von Wismut mit Alphateilchen gemäß der Reaktionsgleichung 209 Bi (α, xn)At sowie durch Bestrahlung von Thorium und Uran mit energiereichen Protonen gewonnen. Als Targetmaterial werden in Kupfersubstrate eingepresste Metalle oder Oxide dieser Elemente verwendet. Das kurzlebigste Isotop von Astatin ist 214 At (2*10 -6 s). Die Massenaktivität von 211 At beträgt 7,4⋅10 13 Bq/mg.

At entstehen in äußerst geringen Mengen beim radioaktiven Zerfall von Uran und Thorium natürliche Bedingungen(0,02 %). Die 1,6 km dicke Oberflächenschicht der Erdkruste enthält 70 mg Astatin. Das ständige Vorhandensein von Astatin in der Natur ist darauf zurückzuführen, dass seine kurzlebigen Radionuklide (215 At, 218 At und 219 At) Teil der radioaktiven Reihe 235 U und 238 U sind. Die Geschwindigkeit ihrer Bildung ist konstant und gleich die Geschwindigkeit ihres radioaktiven Zerfalls also in Erdkruste enthält konstante Zahlen dieser Atome. Der Gesamtgehalt an Astat in einer 1,6 km dicken Schicht der Erdkruste wird auf 69 mg geschätzt.

Körperliche u Chemische Eigenschaften

Astatin wurde nicht in Gewichtsmengen isoliert; Versuche mit Mikromengen dieses Elements zeigten, dass Astat einerseits die Eigenschaften eines Nichtmetalls aufweist und dem Jod ähnlich ist, andererseits die Eigenschaften eines Metalls aufweist und Polonium und Bismut ähnlich ist (höchstwahrscheinlich Astat ist immer noch ein Metall). In chemischen Verbindungen kann Astat die Oxidationsstufen -1, +1, +3, +5 und +7 aufweisen. Der stabilste von ihnen ist -1.

Astatin (At)

Ordnungszahl 85

Aussehen - schwarze und blaue radioaktive Kristalle

Atommasse ( Molmasse) 209,9871 amu (g/mol)

Schmelzpunkt 575 K

Siedepunkt 610 K

Spezifische Wärmekapazität von Astat bei einer Temperatur von 298 K Ср=139,55 J/(kg-K).

Astatin hat weder Isotopenträger noch einen ausreichend zufriedenstellenden spezifischen Träger. Da es das schwerste Halogen ist, muss es die Eigenschaften des letzteren haben. Allerdings sind die elektropositiven Eigenschaften von Astat stärker ausgeprägt als die von Jod. Die Situation wird durch die Tatsache kompliziert, dass sich die Chemie von Jodspuren stark von der Chemie seiner Makromengen unterscheidet.

Wie Jod sublimiert (sublimiert) Astatin, wenn Zimmertemperatur, löslich in organischen Lösungsmitteln, konzentriert in Schilddrüse. Wie sich das reine Metall Astat verhält, ist erstaunlich: Es sublimiert in molekularer Form ab wässrige Lösungen. Keines der bekannten Elemente hat diese Fähigkeit. Astat wird leicht durch organische Lösungsmittelflüssigkeiten extrahiert und wird leicht von ihnen extrahiert. In Sachen Flüchtigkeit ist es Jod etwas unterlegen, lässt sich aber auch gut abdestillieren.

Gasförmiges Astat wird an Metallen (Ag, Au, Pt) gut adsorbiert. Die Desorption von Astat tritt auf, wenn Metalle an der Luft oder im Vakuum auf 500 °C erhitzt werden. Dadurch ist es möglich, Astatin (bis zu 85%) aus den Produkten der Wismutbestrahlung durch Vakuumdestillation mit Absorption von Astatin durch Silber oder Platin zu isolieren. At (0) wird auf Glas aus verdünnten Salpetersäurelösungen sorbiert. Die chemischen Eigenschaften von Astatin sind sehr interessant und eigenartig; es ist sowohl Jod als auch Polonium ähnlich, d. h. es weist sowohl die Eigenschaften eines Nichtmetalls (Halogen) als auch eines Metalls auf. Diese Eigenschaftskombination ist auf die Stellung von Astat im Periodensystem zurückzuführen: Es ist das schwerste (und damit „metallischste“) Element der Halogengruppe. Astatin gibt wie die Halogene das unlösliche Salz AgAt; wie Jod wird es in den Pentapal-Zustand oxidiert (Salz AgAtO3 ist ähnlich wie AgJO3). Wie typische Metalle wird Astat jedoch durch Schwefelwasserstoff sogar aus einer starken Phase ausgefällt saure Lösungen, wird durch Zink aus schwefelsauren Lösungen verdrängt und bei der Elektrolyse an der Kathode abgeschieden.

Erhalt und Bestimmung von Astat

Astatin wird durch Bestrahlen von metallischem Wismut oder Thorium mit hochenergetischen α-Partikeln, gefolgt von Abtrennung von Astatin durch Copräzipitation, Extraktion, Chromatographie oder Destillation, gewonnen.

Gemäß den Methoden zur Gewinnung von Astat muss es davon getrennt werden große Mengen bestrahltes Wismut, Uran oder Thorium sowie Spalt- und Tiefenspaltprodukte. Ein mit α-Teilchen bestrahltes Wismut-Target enthält praktisch keine radioaktiven Verunreinigungen anderer Elemente. Daher wird die Hauptaufgabe der Abtrennung von Astat auf die Entfernung von Makromengen Bismut aus einem geschmolzenen Target durch Destillation reduziert. Dabei wird Astat entweder an Platin oder Silber aus der Gasphase adsorbiert oder an Glas oder gefrorenen Lösungen kondensiert oder von Sulfit- oder Alkalilösungen absorbiert. Andere Verfahren zum Abtrennen von Astatin von einem Wismut-Target basieren auf der Extraktion oder Kopräzipitation von Astatin, nachdem das Target aufgelöst wurde.

Die Hauptmethode zur Trennung von Astatin von bestrahltem Uran und Thorium ist die Gasthermochromatographie. Dabei verdampft Astat bei der Verbrennung von Metallen in Sauerstoff vom Target und wird aus dem Gasstrom an Silber, Gold oder Platin adsorbiert. Eine andere Methode zur Abtrennung von Astat von Thorium- und Uran-Targets ist seine Sorption an metallischem Tellur aus Salzsäurelösungen in Gegenwart von Reduktionsmitteln, gefolgt von einer Desorption mit einer schwach alkalischen Lösung. Der Vorteil der ersten Methode ist ihre Schnelligkeit (die Extraktionszeit beträgt nur 10 min). Bei 310° sind mehr als 85 % des Astats auf Silber konzentriert. Die chemische Abtrennung von Astat kann durch Auflösen eines Wismutziels in Säure, gefolgt von einer Ausfällung von Wismut in Form von Phosphat, das Astat nicht einfängt, durchgeführt werden. Von Interesse ist auch die Extraktion von elementarem Astat mit Diisopropylether aus salzsaurer Lösung.

Beschreibung der Präsentation auf einzelnen Folien:

1 Folie

Beschreibung der Folie:

"Seltene chemische Elemente und ihre Anwendung" "Astat" Erstellt von Julia Borzenkova Schüler 11B MBOU-Klasse Sekundarschule Nr. 5 in Nowotscherkassk

2 Folie

Beschreibung der Folie:

Einführung Astatin - Element wichtigste Untergruppe siebte Gruppe, sechste Periode des Periodensystems chemische Elemente D. I. Mendeleev mit der Ordnungszahl 85. Bezeichnet mit dem Symbol At (lat. Astatium). Radioaktiv. Die meisten schweres Element von bekannten Halogenen. Die einfache Substanz Astatin normale Bedingungen- instabile Kristalle Schwarz Blau. Das Astat-Molekül scheint zweiatomig zu sein (Formel At2). Astatin - giftige Substanz. Das Einatmen in sehr geringen Mengen kann zu schweren Reizungen und Entzündungen führen. Atemwege, und eine große Konzentration führt zu schweren Vergiftungen.

3 Folie

Beschreibung der Folie:

Physikalische Eigenschaften Astatin ist ein wunderschöner blauschwarzer Feststoff Aussehenähnlich wie Jod. Es zeichnet sich durch eine Kombination von Eigenschaften von Nichtmetallen (Halogenen) und Metallen (Polonium, Blei und anderen) aus. Wie Jod löst sich Astat gut in organischen Lösungsmitteln und wird von diesen leicht extrahiert. Hinsichtlich der Flüchtigkeit ist es Jod etwas unterlegen, kann aber auch leicht sublimieren. Schmelzpunkt 302 °C, Siedepunkt (Sublimation) 337 °C.

4 Folie

Beschreibung der Folie:

Chemische Eigenschaften Astatin zeichnet sich durch einen niedrigen Dampfdruck aus, ist leicht löslich in Wasser und besser löslich in organischen Lösungsmitteln. Astat in wässriger Lösung wird durch Schwefeldioxid SO2 reduziert; wie Metalle fällt es auch aus stark sauren Lösungen mit Schwefelwasserstoff (H2S) aus. Es wird aus schwefelsauren Lösungen durch Zink verdrängt (Metalleigenschaften). Astatin bildet wie alle Halogene ein unlösliches Salz AgAt (Silberastatid). Es kann wie Jod in den At(V)-Zustand oxidieren (z. B. hat AgAtO3-Salz die gleichen Eigenschaften wie AgIO3). Astat reagiert mit Brom und Jod, und es entstehen Interhalogenverbindungen - Astatin-Jodid AtI und Astatin-Bromid AtBr: Beide Verbindungen lösen sich in Tetrachlorkohlenstoff CCl4 auf.

5 Folie

Beschreibung der Folie:

Chemische Eigenschaften Astatin löst sich in verdünnter Salzsäure und auf Salpetersäure. Mit Metallen bildet Astat Verbindungen, in denen es wie alle anderen Halogene eine Oxidationsstufe von -1 aufweist (NaAt ist Natriumastatid). Wie andere Halogene kann Astat Wasserstoff in einem Methanmolekül ersetzen, um Tetraastatmethan CAt4 zu produzieren. Dabei entsteht zunächst Astatmethan CH3At, dann Diastatmethan CH2At2 und Astat CHAt3. BEIM positive Grade Oxidation von Astatin bildet eine sauerstoffhaltige Form, die herkömmlich als Atτ + (Astatin-tau-plus) bezeichnet wird.

6 Folie

Beschreibung der Folie:

Geschichte Vorhergesagt (als "Eka-Jod") von D. I. Mendeleev. 1931 berichteten F. Allison und Mitarbeiter (Alabama Polytechnic Institute) über die Entdeckung dieses Elements in der Natur und schlugen den Namen Alabamin (Ab) dafür vor, aber dieses Ergebnis wurde nicht bestätigt. Astatin wurde erstmals 1940 von D. Corson, C. R. Mackenzie und E. Segre (University of California at Berkeley) künstlich gewonnen. Um das Isotop 211At zu synthetisieren, bestrahlten sie Wismut mit Alphateilchen. In den Jahren 1943-1946 wurden Astatin-Isotope in der Zusammensetzung natürlicher radioaktiver Reihen entdeckt.In der russischen Terminologie hieß das Element ursprünglich "Astatin". Auch der Name "Helvetin" wurde vorgeschlagen (zu Ehren von Helvetia - alter Name Schweiz) und „Leptin“ (von griechisch „schwach, wackelig“). Der Name kommt von griechisches Wort„astatos“, was wörtlich „instabil“ bedeutet. Und das Element entspricht voll und ganz seinem Namen: Seine Lebensdauer ist kurz, die Halbwertszeit beträgt nur 8,1 Stunden.

7 Folie

Beschreibung der Folie:

Astatin in der Natur Astatin ist das meiste seltenes Element unter allen in der Natur vorkommenden. Die 1,6 km dicke Oberflächenschicht der Erdkruste enthält nur 70 mg Astatin. Das ständige Vorhandensein von Astatin in der Natur ist darauf zurückzuführen, dass seine kurzlebigen Radionuklide (215At, 218At und 219At) Teil der radioaktiven Reihe 235U und 238U sind. Die Rate ihrer Bildung ist konstant und gleich der Rate ihrer radioaktiver Zerfall Daher enthält die Erdkruste eine relativ konstante Gleichgewichtsmenge an Astatin-Isotopen.

8 Folie

Beschreibung der Folie:

Isotope Ab 2003 sind 33 Isotope von Astat bekannt, sowie 23 metastabile angeregte Zustände von Astat-Kernen. Alle sind radioaktiv. Die stabilsten von ihnen (von 207 At bis 211 At) haben eine Halbwertszeit mehr als eine Stunde(am stabilsten ist 210 At, T1/2 = 8,1 Stunden); Drei natürliche Isotope haben jedoch eine Halbwertszeit von weniger als einer Minute. Grundsätzlich werden Astatin-Isotope durch Bestrahlung von metallischem Wismut oder Thorium mit hochenergetischen α-Partikeln und anschließender Abtrennung von Astat durch Co-Präzipitation, Extraktion, Chromatographie oder Destillation gewonnen. Schmelzpunkt 302 °C, Siedepunkt (Sublimation) 337 °C.

9 Folie

Beschreibung der Folie:

Astat-Isotope Massenzahl Masse des Isotops bezogen auf 16O Halbwertszeit Form und Energie der Strahlung, MeV 202 - 43 s CD; α, 6,50 203 - 102 mit 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 Tage KDz 207 - 6480 s K-z (90%); α (10 %), 5,75 208 - 0,262 bei Kurzschluss 208 6120 bei Kurzschluss (>99 %), α (0,5 %), 5,65 209 - 0,229 bei Kurzschluss (95 %), α (5 %) , 5,65;γ 210 – 0,345 Tage 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 Tage K-z (59,1 %); a (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- 4 mit α , 227 0,79 mit α, 7,02 218 07638 1,5D2,0 mit α (99 %), 6,63; β (0,1 %) 219 - 5,4 mit α (97 %), 6,27; ß (3 %)

10 Folie

Beschreibung der Folie:

Anwendung Die ersten Versuche, Astat in der Praxis anzuwenden, wurden bereits 1940, unmittelbar nach Erhalt dieses Elements, unternommen. Mitarbeitergruppe Universität von Kalifornien fanden heraus, dass Astat wie Jod selektiv in der Schilddrüse angereichert wird. Experimente haben gezeigt, dass die Verwendung von 211At zur Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen vorteilhafter ist als radioaktives 131I. Schilddrüse

Astat, das fünfte Halogen, ist das am wenigsten verbreitete Element auf unserem Planeten, natürlich mit Ausnahme der Transurane. Eine ungefähre Berechnung zeigt, dass die gesamte Erdkruste nur etwa 30 g Astat enthält, und diese Schätzung ist die optimistischste. Artikel #85 stabile Isotope nein, und das langlebigste radioaktive Isotop hat eine Halbwertszeit von 8,3 Stunden, d.h. nicht einmal die Hälfte des morgens erhaltenen Astats bleibt am Abend übrig.

So spiegelt der Name Astatin – und im Griechischen αστατος bedeutet „instabil“ – die Natur dieses Elements erfolgreich wider. Wofür kann Astat dann interessant sein und lohnt es sich, es zu studieren? Es lohnt sich, denn Astatin wurde (ebenso wie Promethium, Technetium und Francium) im wahrsten Sinne des Wortes von Menschenhand geschaffen, und das Studium dieses Elements gibt viele aufschlussreiche Informationen – vor allem zum Verständnis der Muster bei der Veränderung der Eigenschaften der Elemente des Periodensystems. In manchen Fällen auftauchen metallische Eigenschaften, und in anderen - nichtmetallisch, Astat ist eines der eigentümlichsten Elemente.

Bis 1962 auf Russisch chemische Literatur Dieses Element wurde Astatin genannt, und jetzt wurde ihm der Name „Astatin“ zugewiesen, und dies ist anscheinend richtig: weder auf Griechisch noch auf In lateinischer Name dieses Element (lat. astatium) hat nicht das Suffix „in“.

Die Suche nach ecaiod

D. I., Mendeleev nannte das letzte Halogen nicht nur Ecaiodine, sondern auch Halogen X. Er schrieb 1898: KX, KXO 3 usw., was Wasserstoffverbindung es wird eine gasförmige, sehr zerbrechliche Säure sein, die atomare wird ... etwa 215 sein.

1920 Deutscher Chemiker E. Wagner machte erneut auf das noch hypothetische fünfte Mitglied der Halogengruppe aufmerksam und argumentierte, dass dieses Element radioaktiv sein müsse.

Dann begann eine intensive Suche nach Element Nr. 85 in natürliche Objekte.

Bei Vermutungen über die Eigenschaften des 85. Elements gingen Chemiker von seiner Lage im Periodensystem und von Daten über die Eigenschaften der Nachbarn dieses Elements laut Periodensystem aus. Betrachtet man die Eigenschaften anderer Mitglieder der Halogengruppe, ist folgendes Muster leicht zu erkennen: Fluor und Chlor sind Gase, Brom ist bereits eine Flüssigkeit und Jod ist es fest, das, wenn auch in geringem Maße, die Eigenschaften von Metallen aufweist. Ecaiodine ist das schwerste Halogen. Offensichtlich sollte es noch metallähnlicher sein als Jod und viele der Eigenschaften von Halogenen auf die eine oder andere Weise seinem Nachbarn auf der linken Seite ähneln - Polonium ... Zusammen mit anderen Halogenen sollte Ecaiodus anscheinend sein im Wasser der Meere, Ozeane, Bohrlöcher. Sie versuchten, es wie Jod in Algen, Solen usw. zu suchen. Der englische Chemiker I. Friend versuchte, das aktuelle Astatin und Francium in zu finden Wasser der Toten Meere, in denen bekanntlich sowohl Halogene als auch Alkali Metalle mehr als genug. Um Ekajod aus einer Chloridlösung zu extrahieren, wurde Silberchlorid ausgefällt; Friend glaubte, dass das Sediment auch Spuren des 85. Elements mit sich führen würde. Weder die Röntgenspektralanalyse noch die Massenspektrometrie ergaben jedoch ein positives Ergebnis.

1932 die Chemiker Polytechnisches Institut State of Alabama (USA), unter der Leitung von F. Allison, berichteten, dass sie ein Produkt aus Monazitsand isolierten, das etwa 0,000002 g einer der Verbindungen des Elements Nr. 85 enthält. Ihrem Staat zu Ehren nannten sie es "Alabamium" und beschrieben sogar seine Verbindung mit wasserstoff- und sauerstoffhaltigen Säuren. Der Name Alabamium für Element 85 tauchte bis 1947 in Lehrbüchern und Nachschlagewerken der Chemie auf.

Doch bald nach dieser Nachricht hatten mehrere Wissenschaftler Zweifel an der Zuverlässigkeit von Allisons Entdeckung. Die Eigenschaften von Alabamium wichen stark von den Vorhersagen ab periodisches Gesetz. Außerdem wurde zu diesem Zeitpunkt klar, dass alle Elemente, die schwerer als Wismut sind, keine stabilen Isotope haben. Geht man von der Stabilität des Elements Nr. 85 aus, stünde die Wissenschaft vor einer unerklärlichen Anomalie. Nun, wenn Element Nr. 85 nicht stabil ist, kann es auf der Erde nur in zwei Fällen gefunden werden: wenn es ein Isotop mit einer Halbwertszeit hat, die größer ist als das Alter der Erde, oder wenn seine Isotope während des Zerfalls gebildet werden von langlebigen radioaktiven Elementen.

Der Vorschlag, dass Element #85 ein radioaktives Zerfallsprodukt anderer Elemente sein könnte, ist geworden Startpunkt für einander große Gruppe Forscher, die an der Suche nach ecaiod beteiligt sind. Der erste in dieser Gruppe sollte der berühmte deutsche Radiochemiker Otto Hahn sein, der bereits 1926 die Möglichkeit der Bildung von Isotopen des 85. Elements während des Beta-Zerfalls von Polonium vorschlug.

19 Jahre lang, von 1925 bis 1943, erschienen mindestens ein halbes Dutzend Berichte über die Entdeckung des Ecaiods in der Zeitschriftenpresse. Ihm wurden bestimmte chemische Eigenschaften zugeschrieben, zugeordnet klangvolle Namen: Helvetius (zu Ehren der Schweiz), Anglo-Helvetius (zu Ehren von England und der Schweiz), Dakin (vom Namen altes Land Daker ein Zentraleuropa), Leptin (aus dem Griechischen übersetzt „schwach“, „wackelig“, „mittellos“) usw. Die erste zuverlässige Nachricht über die Entdeckung und Identifizierung von Element Nr. 85 wurde jedoch von Physikern gemacht, die an der Synthese neuer Elemente beteiligt waren.

D. Corson, C. McKenzie und E. Segre bestrahlten ein Wismut-Target mit Alphateilchen am Zyklotron der University of California. Die Teilchenenergie betrug 21 MeV und Kernreaktion Der Erhalt von Artikel Nr. 85 war wie folgt:

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

Das neue synthetische Element wurde erst nach dem Krieg im Jahr 1947 benannt. Aber schon früher, im Jahr 1943, wurde nachgewiesen, dass Astatin-Isotope in allen drei Reihen des radioaktiven Zerfalls gebildet werden. Daher kommt Astat in der Natur vor.

Astat in der Natur

Astatin in der Natur war das erste, das von den österreichischen Chemikern B. Karlik und T. Bernert gefunden wurde. Bei der Untersuchung der Radioaktivität der Folgeprodukte von Radon fanden sie heraus, dass ein kleiner Teil von Radium-A (das sogenannte 218-Po-Isotop) auf zwei Arten zerfällt (die sogenannte radioaktive Gabel):

In einer frisch isolierten Probe von RaA wurden neben von Polonium-218 erzeugten Alpha-Partikeln auch Alpha-Partikel mit anderen Eigenschaften nachgewiesen. Genau solche Partikel könnten gem theoretische Schätzungen, emittieren Kerne des Isotops 218 85.

Später wurden in anderen Experimenten die kurzlebigen Isotope 215 At, 216 At und 217 At entdeckt. Und 1953 isolierten die amerikanischen Radiochemiker E. Hyde und A. Ghiorso das Isotop 219 At auf chemischem Wege aus Francium-223. Dies ist der einzige Fall einer chemischen Identifizierung eines Isotops von Astat aus einem natürlich vorkommenden Isotop. Es ist viel einfacher und bequemer, Astatin künstlich zu erhalten.

entdecken, identifizieren, herausfinden

Die obige Reaktion der Bestrahlung von Bismus mit Alphateilchen kann auch für die Synthese anderer Isotope von Astat verwendet werden. Es genügt, die Energie der beschießenden Teilchen auf 30 MeV zu erhöhen, da die Reaktion unter Emission von drei Neutronen abläuft und statt Astat-211 Astat-210 entsteht. Je höher die Energie von Alphateilchen ist, desto mehr Sekundärneutronen werden erzeugt und desto kleiner ist folglich die Massenzahl des resultierenden Isotops. Als Targets für die Bestrahlung wird metallisches Wismut oder sein Oxid verwendet, das auf einem Aluminium- oder Kupfersubstrat abgeschieden oder abgeschieden wird.

Reis. 6.

Ein weiteres Verfahren zur Synthese von Astat ist die Bestrahlung eines Goldtargets mit beschleunigten Kohlenstoffionen. Dabei tritt insbesondere folgende Reaktion auf:

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

Um das resultierende Astat aus Wismut- oder Gold-Targets zu isolieren, wird eine ziemlich hohe Flüchtigkeit von Astat verwendet - es ist immer noch ein Halogen! Die Destillation erfolgt in einem Stickstoffstrom oder im Vakuum, wenn das Target auf 300...600°C erhitzt wird. Astat kondensiert auf der Oberfläche einer mit flüssigem Stickstoff oder Trockeneis gekühlten Glasfalle.

Eine andere Möglichkeit, Astat zu erhalten, basiert auf den Reaktionen der Spaltung von Uran- oder Thoriumkernen, wenn sie mit Alphateilchen oder hochenergetischen Protonen bestrahlt werden. So zum Beispiel, wenn 1 g metallisches Thorium am Synchrozyklotron des Joint Institute mit Protonen mit einer Energie von 680 MeV bestrahlt wird Kernforschung in Dubna werden etwa 20 Mikrocurie (sonst 3 10 13 Atome) Astatin erhalten. In diesem Fall ist es jedoch viel schwieriger, Astat aus einem komplexen Gemisch von Elementen zu isolieren. Dieses schwierige Problem wurde von einer Gruppe von Radiochemikern aus Dubna unter der Leitung von V.A. Chalkin.

Nun kennt man bereits 20 Isotope des Astats mit Massenzahlen von 200 bis 219. Das langlebigste davon ist das Isotop 210 At (Halbwertszeit 8,3 Stunden), das kurzlebigste ist das Isotop 214 At (2 · 10 -6 Sekunden) .

Da Astat nicht in nennenswerten Mengen gewonnen werden kann, sind seine physikalischen und chemischen Eigenschaften nicht vollständig verstanden, und physikochemische Konstanten werden meistens in Analogie zu zugänglicheren Nachbarn im Periodensystem berechnet. Insbesondere wurden die Schmelz- und Siedepunkte von Astat mit 411 und 299 °C berechnet, d. h. Astat sollte wie Jod leichter sublimieren als schmelzen.

Alle Studien zur Chemie von Astatin wurden mit ultrakleinen Mengen dieses Elements in der Größenordnung von 10–9 ... 10–13 g pro Liter Lösungsmittel durchgeführt. Und es ist nicht einmal so, dass man nicht mehr bekommen kann konzentrierte Lösungen. Wenn sie beschafft werden könnten, wäre es äußerst schwierig, mit ihnen zu arbeiten. Die Alphastrahlung von Astatin führt zur Radiolyse von Lösungen, deren starker Erwärmung und der Bildung großer Mengen von Nebenprodukten.

Und doch, trotz all dieser Schwierigkeiten, trotz der Tatsache, dass die Anzahl der Astatatome in Lösung mit einer versehentlichen (wenn auch sorgfältig vermiedenen) Verschmutzung vergleichbar ist, wurden einige Fortschritte bei der Untersuchung der chemischen Eigenschaften von Astat erzielt. Es wurde festgestellt, dass Astat in sechs vorhanden sein kann Wertigkeitszustände– von 1 – bis 7+. Dabei zeigt es sich als typisches Analogon von Jod. Wie Jod löst es sich gut in den meisten organischen Lösungsmitteln, nimmt aber leichter eine positive elektrische Ladung an als Jod.

Die Eigenschaften einer Reihe von Interhalogenverbindungen von Astatin, beispielsweise AtBr, AtI, CsAtI 2 , wurden erhalten und untersucht.

Ein Versuch mit geeigneten Mitteln

Die ersten Versuche, Astat in der Praxis anzuwenden, wurden bereits 1940, unmittelbar nach Erhalt dieses Elements, unternommen. Eine Gruppe von Mitarbeitern der University of California fand heraus, dass Astat wie Jod selektiv in der Schilddrüse angereichert wird. Experimente haben gezeigt, dass die Verwendung von 211 At zur Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen vorteilhafter ist als radioaktives 131 I.

Astatine-211 emittiert nur Alphastrahlen - sehr energisch auf kurze Distanzen, aber nicht in der Lage, weit zu gehen. Infolgedessen wirken sie nur auf die Schilddrüse, ohne die benachbarte Nebenschilddrüse zu beeinträchtigen. Die strahlenbiologische Wirkung von Astat-Alpha-Partikeln auf die Schilddrüse ist 2,8-mal stärker als die von Beta-Partikeln, die von Jod-131 emittiert werden. Dies deutet darauf hin, dass Astat als Therapeutikum bei der Behandlung der Schilddrüse sehr vielversprechend ist. Es wurde auch ein zuverlässiges Mittel gefunden, um Astatin aus dem Körper zu entfernen. Das Rhodanid-Ion blockiert die Akkumulation von Astatin in der Schilddrüse und bildet damit einen starken Komplex. Element Nummer 85 kann also nicht mehr als praktisch nutzlos bezeichnet werden.

eine kurze Beschreibung bzgl

ASTAT (lat. Astatium) ist eines der wichtigsten radioaktiven chemischen Elemente in der Natur. Es bezieht sich auf VII. Gruppe Periodensystem von Mendelejew. Die Ordnungszahl ist 85.

Astatin hat keine stabilen Isotope. radioaktive Isotope Astat wurde zu diesem Zeitpunkt etwa 20 entdeckt, sie sind alle sehr instabil. Das langlebigste 210 At hat eine Halbwertszeit T 1/2 von 8,3 Std. Aus diesem Grund enthält die Erdoberflächenschicht (1,6 km) nach Berechnungen 69 mg Astatin-218. Das ist sehr wenig.

Entdeckungsgeschichte

Die Entdeckung von Astat war wie viele andere Elemente des Periodensystems zufällig. Lange Zeit wiederholte Versuche von Wissenschaftlern verschiedene Länder offene Elementnummer 85 mit allen Arten von Chemikalien und mit physikalischen Mitteln in natürlichen Objekten waren erfolglos.

Erst vor relativ kurzer Zeit, 1940, erhielten E. Segre, T. Corson und W. McKenzie das erste 211 At-Isotop in Berkeley (USA), indem sie Wismut mit einem in einem Zyklotron beschleunigten Teilchen beschossen.

Astat hat seinen Namen vom griechischen astatos, was instabil bedeutet. Ein so kurzer Schlagname wie Halogene kam jedoch erst vor relativ kurzer Zeit auf und hieß früher Astatium oder Astatin.

Nur nach künstliche Produktion Astatin im Jahr 1940 wurde festgestellt, dass 215 At, 216 At, 218 At und 219 At - 4 seiner Isotope in sehr unwahrscheinlichen Zweigen der drei natürlichen Serien des radioaktiven Zerfalls von Uran und Thorium gebildet werden (5 * 10 -5 - 0,02 %).

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Wie das reine Metall Astatin besitzt einzigartiges Eigentum- in molekularer Form aus wässrigen Lösungen sublimiert, hat keines der bekannten Elemente eine solche Fähigkeit.

Astat verdunstet leicht normale Bedingungen, sowie im Vakuum. Es wird auch gut auf Metallen adsorbiert - Ag, Au, Pt.

Dank dieser Eigenschaften ist es möglich, Astat aus den Produkten der Wismutbestrahlung zu isolieren. Dies wird durch ihre Vakuumdestillation mit der Absorption von Astat durch Silber oder Platin (bis zu 85 %) erreicht.

Chemische Eigenschaften.

Aufgrund seiner chemischen Eigenschaften ist Astat sowohl Jod als auch Polonium sehr ähnlich. So sind die chemischen Eigenschaften von Astatin sehr interessant und eigenartig, da es gleichzeitig die Eigenschaften eines Metalls und eines Nichtmetalls (Halogen) aufweist. Dies liegt an der Position von Astatin in Mendelejews Periodensystem. Einerseits gehört es zur Gruppe der Halogene, gleichzeitig ist es das schwerste von ihnen und erhält „metallische“ Eigenschaften.

Auch aus stark sauren Lösungen wird Astat durch Schwefelwasserstoff ausgefällt typische Metalle, wird durch Zink aus Sulfatlösungen verdrängt. Es lagert sich bei der Elektrolyse an der Kathode ab.

Astat gibt wie Chlor mit Silber unlösliches Astatsilber AgAt; wie Jod wird es zu einem 5-wertigen Zustand oxidiert (Salz AgAtO 3 ist ähnlich wie AgJO 3), aber der Hauptunterschied zwischen Astatin und Jod ist die Radioaktivität. Das Vorhandensein von Astat wird durch die charakteristische a-Strahlung bestimmt.

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allgemeine Chemie

Das Lehrbuch widmet sich der Darstellung ausgewählter Teilgebiete der Anorganischen, Analytischen, Physikalischen und Kolloidalen Chemie und bietet maßgeblichen Einfluss zur Herausbildung eines naturwissenschaftlichen Denkstils von Fachärzten. Jeder Abschnitt des Lehrbuchs rüstet die Schüler aus Medizinschule Kenntnisse, die sie benötigen, wenn sie die physikalisch-chemische Natur und den Mechanismus der im menschlichen Körper ablaufenden Prozesse auf molekularer und molekularer Ebene betrachten zelluläre Ebenen. Das Lehrbuch enthält Abbildungen und Beispiele biomedizinischer Natur.

Das Lehrbuch richtet sich an Studierende folgender Fachrichtungen: 040100 - Allgemeinmedizin; 040200 - Pädiatrie; 040300 - medizinische und präventive Arbeit; 040400 - Zahnheilkunde.

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Organische Chemie. In 4 Teilen. Teil 2

Das Lehrbuch beschreibt systematisch organische Verbindungen nach Klassen und skizziert auch die wichtigsten theoretische Positionen organische Chemie. Struktur und Eigenschaften organische Verbindungen sowohl vom Standpunkt der Theorie elektronischer Verschiebungen als auch der Theorie betrachtet Molekülorbitale.
Der zweite Teil enthält Kapitel über Stereochemie, Reaktionen nukleophile Substitution und Eliminierung sowie die Chemie von Alkoholen, Thiolen, Äther und Sulfide, freie Radikale; führte das Konzept der Aromatizität ein.

Für Studenten von Universitäten und chemisch-technischen Hochschulen, Doktoranden und Fachkräfte.

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Kolloidchemie

Vorgestellt Der letzte Stand der Technik Kolloidchemie, angewandter Wert in Bezug auf neue Materialien und Technologien unter Berücksichtigung der größten wissenschaftliche Errungenschaften in den letzten 20-25 Jahren. Die Grundlagen der Kolloidchemie werden ausführlich beschrieben: Oberflächen- und Kapillarphänomene, Thermodynamik von Grenzflächen, Adsorption von Tensiden, mizellare Systeme, Elektrooberflächenphänomene, Stabilität und molekularkinetische Eigenschaften dispergierte Systeme, ultradisperse Systeme ("Nanosysteme). Die Hauptprozesse der kolloidalen Chemie werden betrachtet: Koagulation, Koaleszenz, Sedimentation, Bildung kolloidaler Strukturen.
Das Lehrbuch basiert auf der 3. Auflage Studienführer"Grundlagen der Kolloidchemie".
Das Lehrbuch entspricht den Bildungsstandards der Länder in den Bereichen der Bachelor-Ausbildung und sieht das Studium der Fachrichtung " Kolloidchemie".

Für Studenten von Hochschulen Berufsausbildung.

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Anorganische Chemie. Werkstatt

Der Workshop entspricht dem Lehrbuch von D.A. Knyazev und S.N. Smarygin " Anorganische Chemie"(4. Aufl. M .: Yurayt Publishing House, 2012) und ist zusammen damit enthalten in Schulungs- und Methodenkomplex. Es besteht aus zwei Teilen: „ Theoretische Basis" und "Chemie der Elemente". Jeder Teil umfasst mehrere Kapitel. Die Kapitel des ersten Teils helfen, die Grundlagen der allgemeinen Chemie zu festigen, der zweite - um die Eigenschaften zu studieren einfache Substanzen und Verbindungen chemischer Elemente nach den Gruppen des Periodensystems von D. I. Mendeleev. Die Kapitel des Handbuchs sind gleich aufgebaut. Erstens die Fragen zur Vorbereitung auf das Kolloquium und die Kapitel des Lehrbuchs, die zu Beginn wiederholt werden müssen unabhängige Arbeit. Es folgen Beispiele, die im Detail erläutern mögliche Wege typische Probleme lösen. Am Ende jedes Kapitels sind individuelle Aufgaben.
Konform mit Bundesland Bildungsstandard Höhere Berufsbildung der dritten Generation.

Für Studierende agronomischer Bachelorstudiengänge. Es kann von Studierenden anderer Bereiche der landwirtschaftlichen und technischen Bildung genutzt werden.