دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره عنصر استاتین (At)
استاتین، (به انگلیسی : Astatine) با علامت اختصاری At و عدد اتمی ۸۵ ، عنصری از جدول تناوبی در دسته شبه فلزات است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
استاتین چیست؟
عنصر استاتین کمیابترین عنصر در کره زمین است و کل مقدار آن در کره زمین حدود ۳۰ گرم برآورد میشود. استاتین عنصری جامد، سیاه رنگ و پرتوزا است که در جدول عناصر شیمیایی در گروه ۱۷ جدول و دوره ۷ آن قرار دارد. گروه ۱۷ جدول، گروهی شامل هالوژنها است که عنصر استاتین سنگینترین هالوژن این گروهاست و نقطه ذوب و انجماد آن از دیگر هالوژنهای سبکتر جدول بیشتر است. استاتین در طولانیترین عمر ایزوتوپی At) ۲۱۰) دارای نیمه عمر ۸٫۱ ساعت است.
شناسنامه استاتین
عدد اتمی : ۸۵
جرم اتمی : ۲۱۰
نقطه ذوب : C° ۳۰۲
نقطه جوش : C° ۳۳۷
شعاع اتمی : Å ۱.۴۳
ظرفیت : ۷
رنگ : متالیک
حالت استاندارد : جامد
نام گروه : ۱۷
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 926
شکل الکترونی : Xe4f144d105s25p5
الکترونگاتیوی: ۲.۲
حالت اکسیداسیون: ±۱,۳,۵,۷
دوره تناوبی : ۶
تاریخچه استاتین
عنصر استاتین در سال ۱۹۴۰ توسط شیمیدانهای آمریکایی امیلیو گینو سگر، کِنِت روس مکنزی و دیل ریموند کارسون در دانشگاه کالیفرنی، برکلی کشف شد. استاتین عنصری پرتوزا است و به صورت منفرد وجود ندارد. بلکه این عنصر در طبیعت همراه با ایزوتوپ های اورانیوم و توریم وجود دارد.
با وجود خاصیت پرتوزایی، از استاتین در رآکتورهای هستهای استفاده نمیشود. استاتین ۲۱۷ با اورانیوم ۲۳۳ و نپتونیم ۲۳۹ در تعادل است و از اجتماع توریم و اورانیوم با نوترونهای طبیعی حاصل میشود. از اشکال دیگر استاتین میتوان به هیدرید آستاتین (به لاتین: HAt) نیز اشاره نمود و باید توجه داشت که این ترکیب با یک هیدروژن است و نه هالید و در مورد هالیدها تنها واکنش با هالوژنهای سبک امکانپذیر است.
پیدایش استاتین
سالهای زیادی ، عنصر ۸۵ در جدول تناوبی جایش خالی بود و کسی نتوانسته بود آن را کشف کند. اما از روی جدول تناوبی چنین بر میآمد که این عنصر باید از اعضای خانواده کلر و ید باشد. مندلیف هم معتقد بود که عنصری به نام اکاید با عدد اتمی ۸۵ وجود دارد و آن را پیشبینی کرده بود.
طی سالهای متمادی ، بارها اعلام شد که عنصر ۸۵ کشف شده است و نامهای متفاوتی به آن داده شد. اما همه آنها اشتباه و دور از واقعیت بود. در نهایت با تحقیقات وسیع ، دانشمندان دریافتند که برای تولید این عنصر رادیواکتیو ، تنها یک ماده میتواند بعنوان هدف انتخاب شود و آن ماده عنصر ۸۳ یعنی بیسموت است.
لذا دو محقق آمریکایی به نامهای کورسن و مکنزی و یک فیزیکدان به نام سگره ، با بمباران ایزوتوپ ۲۰۹ بیسموت توسط ذرات آلفای شتابدار ( یونهای هلیم ) در یک شتابدهنده ، توانستند عنصر ۸۵ را تولید کنند. این گروه در ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۰ ، مقالهای به مجله “فیزیکال ریویو” با عنوان عنصر رادیواکتیو ۸۵ ارائه دادند. آزمایشات نشان داد که این عنصر ، از نظر خواص نظیر ید است.
روشهای اندازهگیری و ساخت به شیوههای مصنوعی (تجاری)
عنصر استاتین توسط بمباران بیسموت با ذرات آلفا حاصل میشود. این عنصر همچنین میتواند از تقطیر هوا توسط گرما نیز به دست آید. بمباران ایزوتوپ بیسموت (۲۰۹ ۸۳Bi) با ذره آلفا (۴ ۲He) حاصل زندگی کوتاه استاتین و نوترونها است. هدف از پرتو افکنی سرد بیسموت، جلوگیری از بخار و ناپدید شدن استاتین است.
واکنش پرتو افکنی سرد بیسموت:
۲۰۹ ۸۳Bi + 4 2He→ ۲۱۱ ۸۵At +21 on
(ایزوتوپ At 211 نیمه عمر ۶ساعت و ۴۹دقیقهای دارد، بنابراین لازم است که با سرعت با آن کار شود)
روش شناسایی و اندازهگیری مواد پرتوزا با استفاده از پرتوهای مولکولی روشی است که توسط آزمایشگاه بینالمللی بروک هیون (به انگلیسی: Brookhaven) ارائه گشته و برای اندازهگیری آزمایشگاهی استاتین کاربرد دارد.
ایزوتوپ های استاتین
استاتین در حدود ۲۰ ایزوتوپ شناخته شده دارد.
نیمه عمر برخی ایزوتوپها
At-206: دقیقه ۲۹٫۴
At-208: ساعت ۱٫۶
At-211: ساعت ۷٫۲
At-215: میلی ثانیه ۰٫۱
At-217: میلی ثانیه ۳۲٫۰
At-218: ثانیه ۱٫۶
At-219: ثانیه۵۰٫۰
اثرات استاتین بر روی سلامتی
مقدار استاتین در پوسته زمین کمتر از ۳۰ گرم است و تنها چند میکروگرم از آن به طور مصنوعی تولید می شود. استاتین اثر منفی بر روی سلامتی انسان ندارد. استاتین در آزمایشگاههای هسته ای بررسی شده است و به خاطر رادیواکتیو بودن این عنصر روشهای خاصی مورد استفاده قرار می گیرد و باید بسیار مراقب بود. استاتین نوعی هالوژن است و احتمالا مانند ید در غده تیرویید تجمع می یابد. از نظر شیمیایی، سمیت استاتین مانند ید است.
اثرات زیست محیطی استاتین
استاتین در بیوسفر زیاد نیست و بنابراین خطری برای محیط زیست محسوب نمی شود.
پیشنهادی: همه چیز درباره عنصر بیسموتعنصر استاتین ، تاریخچه و اثرات زیست محیطی آن ـ دانشچی
