Самый редкий. Таков астат. Это радиоактивный элемент. Из всех представителей таблицы Менделеева его в природе найти сложнее всего. Содержание астата в земных недрах ничтожно мало. Где конкретика? На всю планету ученые насчитали 30 граммов. Радионуклиды астата входят в состав радиоактивных рядов урана.
В них частицы элемента распадаются и формируются вновь с одинаковой скоростью. Поэтому, показатель в 30 граммов остается постоянным. Осталось выяснить, каковы свойства этих граммов и польза для человечества.
Физические и химические свойства астата
Астат – химический элемент, не имеющий стабильных изотопов, то есть атомов. У 85-го в рядах таблицы Менделеева их известно более 30-ти. Наиболее медленно распадается 210-ый изотоп. Он исчезает через 16 часов. Так что, элемент не зря получил свое имя. В переводе с греческого «астатос» означает «нестабильный».
Элемент астат располагается в 7-ой группе периодической системы Менделеева, то есть, относится к галогенам. Все они – сильные окислители. В жидком состоянии элементы 7-ой группы являются диэлектриками, плохо проводят ток. Объединяет большинство галогенов и растворимость в воде. Исключения – фтор, йод и, как раз, астат.
Галогены – неметаллы. Но, свойства астата перекликаются и с металлами. Это связано с удельной массой элемента. Он самый тяжелый в группе, а значит, наиболее близок к металлам. Поэтому, астат осаждается из солянокислых смесей и вытесняется из растворов с помощью цинка. Неметаллы так не добывают.
Внешне астат похож на йод. Вещество твердое, глубокого сине-черного цвета. Формула астата – At2. С йодом элемент роднит и летучесть, легкая воспламеняемость. Плавится астат уже при 302-х градусах Цельсия, закипает при 337-ми.
Астату свойственны положительные степени окисления. Кислородосодержащую форму элемента называют тэта-плюс. Химическое обозначение соединения – At+. Его свойства, как и параметры остальных дуэтов астата, малоизученны. Причина – отсутствие материалов для опытов. Чтобы их ставить, нужно добыть астат.
Без нужды это экономически нецелесообразно. К тому же, требуются специальные лаборатории. Не стоит забывать, что работы ведутся с радиоактивным элементом. Учитывать приходится и ограниченность во времени, — изотопы быстро распадаются.
Астат – химический элемент, присутствие которого гарантирует наличие a-излучения. Оно поражает человеческие ткани. Мишенями становятся печень и щитовидная железа. Они служат накопителями астата. Частично вещество оседает и в молочных железах. Присутствие элемента в организме может привести к образованию опухолей.
Применение астата
Опухолями чревато накопление элемента в организме. Но, его дозированное поступление с последующим выведением способно, напротив, избавить от болезней, в частности, недугов щитовидной железы. На нее воздействуют 211-ым изотопом астата. Применение других менее эффективно. Выводится элемент с помощью ионов роданида.
При этом, вредное воздействие астата на внутренние органы минимально. В случаях тяжелых заболеваний, тех же опухолей, рисковать стоит. Это мнение медиков, активно внедряющих технологию в онко-области.
Современное лечение патологий щитовидной железы связано, в основном, с йодом. Но, по последним данным, эффективность астата почти в 3 раза больше. Проблема лишь в стоимости. На астат цена гораздо выше. Играет роль малая распространенность элемента. Получить его можно только искусственным путем.
Кстати, именно так и было доказано существование элемента. Менделеев вычислил его, но не смог найти. Это сделали Корсон, Маккензи и Сегре. В 1940-ом году ученые получили астат бомбардируя быстрыми альфа-частицами висмут – 83-ий элемент периодической таблицы. Процесс протекал в циклотроне. Это ускоритель тяжелых протонов и ионов. В аппарате поддерживают постоянное магнитное и электрическое поля.
В природных радиоактивных элементах изотопы астата удалось обнаружить через 5 лет после опытов Корсона, Сегре и Маккензи. Тогда же ученые подсчитали, что в слое земной коры толщиной в 1,6 километра содержится лишь 70 миллиграммов редкого вещества. За первые 10 лет его изучения, химики вычислили лишь 4-ре изотопа. Теперь их известно 33.
Добыча астата
Астат, химические свойства которого и сейчас интригуют ученых, до сих пор получают исключительно искусственным путем. Добывать элемент в природе при запасах в 30 граммов не имеет смысла. Облучают не только висмут, но и торий в металлическом состоянии.
Металлы – единственная субстанция, на которой астат успешно абсорбируется, то есть впитывается. В частности, элемент осаждают на пластины золота, серебра, платины. Они служат своеобразными полями для сбора редкого «урожая».
Астат просто испаряется, как в вакууме, так и в стандартных условиях. Это свойство – основа работы с висмутом и торием. Из продуктов их облучения элемент выделяют путем дистилляции. Это перегонка испарений с последующим охлаждением. При этом пары выпадают, конденсируются. Остается собрать частицы. Продуктивность метода – 85%. 15% астата теряются.
Иногда, астат получают методом хроматографии. Она основана на разделении веществ меж двух фаз. Одна из них подвижна, другая – нет. В роли первой выступают жидкости или газы. Неподвижная фаза твердая, выполняет роль сорбента. В случае с астатом, это пластины золота и серебра. Проходя через них, насыщенные редким элементом газы оставляют его в порах металлов.
Цена астата
За счет узкого применения элемента, купить его не предлагают. Ученые и медики в состоянии сами произвести нужные миллиграммы. Тем не менее, название астат фигурирует во многих рекламных объявлениях. В частности, имя дано компании, производящей полимерное сырье. Предприятие базируется в Новосибирске.
В Ростовской области есть научно-производственная фирма «Астат Синтез». Главный продукт компании – моющее средство нового поколения для чистки железнодорожных составов. Удаляются все загрязнения даже с товарных вагонов, замаранных нефтепродуктами.
«Карбохим-Астат» — улан-удэнское предприятие, торгующее жидким стеклом. Его реализуют не только в Бурятии. Есть бренд Astat и за рубежом. Имя носит одна из фирм США, производит, к примеру, стартеры.
Если вспомнить, что название химического элемента означает «нестабильный», возникает вопрос, почему предприятия выбирают такое имя. Упор делается не на перевод слова, а на редкость астата.
Его тесками, как правило, становятся компании, производящие и торгующие чем-то необычным, уникальным. Есть даже юридическая фирма «Астат Плюс». Она открыта в Киеве. Чем уникальны услуги конторских адвокатов на сайте, правда, не объясняется.
Купить можно и книгу с названием «Астат». Она полностью посвящена редкому элементу. В томе почти 100 страниц. Цена издания – около 1 000 рублей. Книга научная, узкоспециализированная. Поэтому, находятся желающие раскошелиться и это притом, что обложка «Астата» мягкая, страницы тонкие.
Однако, недочеты перевешивает грамотная информация, ее обилие, предоставленное лучшими учеными мира. В издании собрано все, что удалось узнать об астате за 70 с лишним лет его изучения.
