Астат химические свойства. Общая химия

Общие сведения и методы получения

Астат (At) - радиоактивный элемент; при нормальных условиях пред­ставляет собой черно-синие кристаллы. В природе встречается очень редко. Впервые его удалось обнаружить среди продуктов естественного радиоактивного распада радона, ничтожные количества обнаружены в продуктах распада урана и тория.

Приблизительные подсчеты показывают, что в двадцатикилометро­вой толще земной коры содержится примерно 30 г астата. В весомых количествам он не выделен.

В 1940 г. Э. Сегре, Д. Корсон и У Мак-Кензи получили на циклотро­не в Беркли (США) первый изотоп 2 U At , бомбардируя 209 Bi а-части-цами, разогнанными до скорости, близкой к скорости света.

Из продуктов облучения висмута удается выделить до 85 % астата путем вакуумной дистилляции с поглощением астата серебром или пла­тиной; возгонкой в вакууме при температуре (300-600) °С с последу­ющей конденсацией астата на стенках приемника, охлаждаемого жид­ким азотом. Присутствие acTaia обнаруживают по характерному для него а-излучеиию.

Астат - летучий, имеет резкий запах, вдыхание его даже в неболь-.ших количествах вызывает сильное раздражение дыхательных путей и воспаление слизистых оболочек. Более значительное количество астата может вызвать сильное отравление.

Астат впервые был обнаружен в 1943 г. австрийскими учеными Кар, ликом и Бернертом.

В промышленности астат не получают.

Физические свойства

Атомные характеристики. Атомный номер 85, атомная масса 210 а. е. м.

Изменение ионных радиусов в зависимости от заряда ионов астата.

Ионные радиусы (нм) ионов астата: At -1 = 0,227, At 5+ = 0,057, At 7 + = =0,063.

Астат проявляет в соединениях степень окисления -1; +1; +3; +5; +7. Электроотрицательность 1,96.

Потенциалы ионизации J (эВ): 9,2; 20,1. Сродство к электрону ~2,8 эВ. Связь между атомами ковалентная неполярная.

Электронная конфигурация внешних оболочек атома астата 6s 2 6p 5 .

Химические свойства

Астат отличается низкой упругостью паров, мало растворим в воде, лучше растворяется в органических растворителях. Из воды астат мож­но извлечь бензолом или четыреххлористым углеродом, из щелочных растворов его экстрагировать нельзя. Астат хорошо адсорбируется на металлах (Ag , Au , Pt), легко испаряется в обычных условиях и в ва­кууме.

Из-за малой доступности и короткого периода полураспада химиче­ские свойства астата изучены мало. По химическим свойствам он бли­зок к иоду и полонию, т. е. проявляет свойства как неметалла так и металла.

Подобно иоду астат растворяется в большинстве органических рас­творителей, образует малорастворимую соль астатид серебра AgAt , окисляется до пятивалентного состояния, образуя соль AgAtOj .

Как типичные металлы астат осаждается сероводородом даже из сильно кислых растворов, вытесняется цинком из сернокислых раство­ров, образует устойчивые соли AtCl , AtBr , Atl ; при электролизе выде­ляется на катоде.

Соединения астата со степенью окисления -1 являются сильными восстановителями, со степенью окисления +5 - сильными окислителя­ми. Все соединения асгата обладают амфотерными свойствами.

Области применения

Весьма перспективным является 211 At для лечения заболеваний щито­видной железы. Имеются сведения, что радиобиологическое действие а-частиц астата на щитовидную железу в 2,8 раза сильнее (З-частиц иода. При этом следует учесть, что с помощью иона роданида можно надежно вывести астат из организма.

Астат – пятый галоген – наименее распространенный элемент на нашей планете, если, конечно, не считать трансурановые элементы. Приблизительный расчет показывает, что во всей земной коре содержится лишь около 30 г астата, и эта оценка – самая оптимистическая. У элемента №85 стабильных изотопов нет, а самый долгоживущий радиоактивный изотоп имеет период полураспада 8,3 часа, т.е. от полученного утром астата к вечеру не остается и половины.

Таким образом, в названии астата – а по-гречески αστατος значит «неустойчивый» – удачно отражена природа этого элемента. Чем же тогда может быть интересен астат и стоит ли заниматься его изучением? Стоит, ибо астат (так же, как прометий , технеций и франций) в полном смысле слова создан человеком, и изучение этого элемента дает много поучительного – прежде всего для познания закономерностей в изменении свойств элементов периодической системы. Проявляя в одних случаях металлические свойства, а в других – неметаллические, астат представляет собой один из наиболее своеобразных элементов.

До 1962 г. в русской химической литературе этот элемент называли астатином, а теперь за ним закрепилось название «астат», и это, видимо, правильно: ни в греческом, ни в латинском названии этого элемента (по-латыни astatium) нет суффикса «ин».

Поиски экаиода

Д. И, Менделеев именовал последний галоген не только экаиодом, но и галоидом X. Он писал в 1898 г.: «Можно, например, сказать, что при открытии галоида X с атомным весом, большим, чем иод, он все же будет образовывать KX, KXO 3 и т.п., что его водородное соединение будет газообразной, очень непрочной кислотой, что атомный весь будет... около 215».

В 1920 г. немецкий химик Э. Вагнер вновь привлек внимание к все еще гипотетическому пятому члену группы галогенов, утверждая, что этот элемент должен быть радиоактивным.

Тогда и начались интенсивные поиски элемента №85 в природных объектах.

В предположениях о свойствах 85-го элемента химики исходили из местоположения его в периодической системе и из данных о свойствах соседей этого элемента по таблице Менделеева. Рассматривая свойства других членов группы галогенов, легко заметить следующую закономерность: фтор и хлор – газы, бром – уже жидкость, а иод – твердое вещество, проявляющее, хотя и в малой степени, свойства металлов. Экаиод – самый тяжелый галоген. Очевидно, он должен быть еще более металлоподобен, нежели иод, и, обладая многими свойствами галогенов, так или иначе похож и на своего соседа слева – полоний... Вместе с другими галогенами экаиод, по-видимому, должен находиться в воде морей, океанов, буровых скважин. Его пытались, подобно иоду, искать в морских водорослях, рассолах и т.п. Английский химик И. Фриенд пытался найти нынешние астат и франций в водах Мертвого моря, в которых, как было известно, и галогенов, и щелочных металлов более чем достаточно. Для извлечения экаиода из раствора хлоридов осаждалось хлористое серебро; Фриенд полагал, что осадок увлечет за собой и следы 85-го элемента. Однако ни рентгеноспектральный анализ, ни масс-спектрометрия не дали положительного результата.

В 1932 г. химики Политехнического института штата Алабама (США) во главе с Ф. Аллисоном сообщили, что ими из монацитового песка выделен продукт, в котором содержится около 0,000002 г одного из соединений элемента №85. В честь своего штата они назвали его «алабамий» и описали даже его соединение с водородом и кислородсодержащие кислоты. Название «алабамий» для 85-го элемента фигурировало в учебниках и справочниках по химии до 1947 г.

Однако уже вскоре после этого сообщения у нескольких ученых возникли сомнения в достоверности открытия Аллисона. Свойства алабамия резко расходились с предсказаниями периодического закона. Кроме того, к этому времени стало ясно, что все элементы тяжелее висмута не имеют стабильных изотопов. Допустив же стабильность элемента №85, наука оказалась бы перед необъяснимой аномалией. Ну, а если элемент №85 не стабилен, тогда на Земле его можно обнаружить лишь в двух случаях: если у него есть изотоп с периодом полураспада больше возраста Земли или если его изотопы образуются при распаде долгоживущих радиоактивных элементов.

Предположение, что элемент №85 может быть продуктом радиоактивного распада других элементов, стало отправной точкой для другой большой группы исследователей, занимавшихся поисками экаиода. Первым в этой группе следует назвать известного немецкого радиохимика Отто Гана, который еще в 1926 г. предположил возможность образования изотопов 85-го элемента при бета-распаде полония.

За 19 лет, с 1925 по 1943 г., в периодической печати появилось по меньшей мере полдюжины сообщений об открытии экаиода. Ему приписывали определенные химические свойства, присваивали звучные названия: гельвеций (в честь Швейцарии), англогельвеций (в честь Англии и Швейцарии), дакин (от названия древней страны даков в Средней Европе), лептин (в переводе с греческого «слабый», «шаткий», «обездоленный») и т.д. Однако первое достоверное сообщение об открытии и идентификации элемента №85 сделали физики, занятые синтезом новых элементов.

На циклотроне Калифорнийского университета Д. Корсон, К. Мак-Кензи и Э. Сегре облучили альфа-частицами мишень из висмута. Энергия частиц составляла 21 МэВ, и ядерная реакция получения элемента №85 была такова:

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

Новый синтетический элемент получил название лишь после войны, в 1947 г. Но еще раньше, в 1943 г., было доказано, что изотопы астата образуются во всех трех рядах радиоактивного распада. Следовательно, астат есть в природе.

Астат в природе

Астат в природе первыми нашли австрийские химики Б. Карлик и Т. Бернерт. Изучая радиоактивность дочерних продуктов радона, они обнаружили, что незначительная часть радия-А (так называли тогда, да и сейчас еще называют, изотоп 218 Po) распадается двояко (так называемая радиоактивная вилка):

В свежевыделенном образце RaA наряду с альфа-частицами, порождаемыми полонием-218, были зарегистрированы и альфа-частицы с иными характеристиками. Как раз такие частицы могли, по теоретическим оценкам, испускать ядра изотопа 218 85.

Позже в других опытах были обнаружены короткожи-вущие изотопы 215 At, 216 At и 217 At. А в 1953 г. американские радиохимики Э. Хайд и А. Гиорсо химическим путем выделили изотоп 219 At из франция-223. Это единственный случай химической идентификации изотопа астата из имеющегося в природе изотопа. Намного проще и удобней получать астат искусственным путем.

Обнаружить, выделить, узнать

Приведенную выше реакцию облучения висмуса альфа-частицами можно использовать и для синтеза других изотопов астата. Достаточно повысить энергию бомбардирующих частиц до 30 МэВ, как пойдет реакция с вылетом трех нейтронов и вместо астата-211 образуется астат-210. Чем выше энергия альфа-частиц, тем больше образуется вторичных нейтронов и тем меньше, следовательно, массовое число образующегося изотопа. В качестве мишеней для облучения используют металлический висмут или его окись, которые наплавляют или напыляют на алюминиевую или медную подложку.

Рис. 6.

Другой метод синтеза астата состоит в облучении ускоренными ионами углерода мишени из золота. В этом случае происходит, в частности, такая реакция:

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

Для выделения образующегося астата из висмутовых или золотых мишеней используют достаточно высокую летучесть астата – он же все-таки галоген! Дистилляция происходит в токе азота или в вакууме при нагревании мишени до 300...600°C. Астат конденсируется на поверхности стеклянной ловушки, охлаждаемой жидким азотом или сухим льдом.

Еще один способ получения астата основан на реакциях расщепления ядер урана или тория при облучении их альфа-частицами или протонами высоких энергий. Так, например, при облучении 1 г металлического тория протонами с энергией 680 МэВ на синхроциклотроне Объединенного института ядерных исследований в Дубне получается около 20 микрокюри (иначе 3·10 13 атомов) астата. Однако в этом случае гораздо труднее выделить астат из сложной смеси элементов. Эту нелегкую проблему сумела решить группа радиохимиков из Дубны во главе с В.А. Халкиным.

Сейчас известно уже 20 изотопов астата с массовыми числами от 200 до 219. Самый долгоживущий из них – изотоп 210 At (период полураспада 8,3 часа), а самый короткоживущий – 214 At (2·10 –6 секунды).

Поскольку астат не может быть получен в весомых количествах, его физические и химические свойства изучены неполно, а физико-химические константы чаще всего рассчитываются по аналогии с более доступными соседями по периодической системе. В частности, вычислены температуры плавления и кипения астата – 411 и 299°C, т.е. астат, как и иод, должен легче возгоняться, чем плавиться.

Все исследования по химии астата проводились с ультрамалыми количествами этого элемента, порядка 10 –9 ...10 –13 г на литр растворителя. И дело даже не в том, что нельзя получить более концентрированные растворы. Если бы их и удалось получить, работать с ними было бы крайне сложно. Альфа-излучение астата приводит к радиолизу растворов, сильному их разогреву и образованию больших количеств побочных продуктов.

И все же, несмотря на все эти трудности, несмотря на то, что количество атомов астата в растворе сравнимо со случайными (хотя и тщательно избегаемыми) загрязнениями, в изучении химических свойств астата достигнуты определенные успехи. Установлено, что астат может существовать в шести валентных состояниях – от 1 – до 7+. В этом он проявляет себя как типичный аналог иода. Как и иод, он хорошо растворяется в большинстве органических растворителей, но зато легче, чем иод, приобретает положительный электрический заряд.

Получены и изучены свойства ряда межгалогенных соединений астата, например AtBr, AtI, CsAtI 2 .

Попытка с годными средствами

Первые попытки применить астат на практике были предприняты еще в 1940 г., сразу же после получения этого элемента. Группа сотрудников Калифорнийского университета установила, что астат, подобно иоду, селективно концентрируется в щитовидной железе. Опыты показали, что использовать 211 At для лечения заболеваний щитовидной железы более выгодно, чем радиоактивный 131 I.

Астат-211 испускает лишь альфа-лучи – весьма энергичные на небольших расстояниях, но не способные уйти далеко. В итоге они действуют лишь на щитовидную железу, не затрагивая соседнюю – паращитовидную. Радиобиологическое действие альфа-частиц астата на щитовидную железу в 2,8 раза сильнее, чем бета-частиц, излучаемых иодом-131. Это говорит о том, что в качестве терапевтического средства при лечении щитовидной железы астат весьма перспективен. Найдено и надежное средство выведения астата из организма. Роданид-ион блокирует накопление астата в щитовидной железе, образуя с ним прочный комплекс. Так что элемент №85 уже нельзя назвать практически бесполезным.

Краткая характеристика

АСТАТ (лат. Astatium), - один из важнейших радиоактивных химических элементов в природе. Он относится к VII группе периодической системы Менделеева. Атомный номер - 85.

У астата нет стабильных изотопов. Радиоактивных изотопов астата, открытых к данному времени около 20, все они очень неустойчивы. Наиболее долгоживущий 210 At имеет период полураспада T 1/2 8,3 ч. Именно по этой причине в земном поверхностном слое (1,6 км), как показали расчеты, содержится 69мг астата-218. Это очень мало.

История открытия

Открытие астата, как и многих других элементов периодической системы было случайным. Долгое время неоднократные попытки ученых разных стран открыть элемент № 85 всевозможными химическими и физическими способами в природных объектах были неудачны.

Лишь сравнительно недавно, в 1940 Э. Сегре, Т. Корсон и У. Мак-Кензи получили в Беркли (США) первый изотоп 211 At, бомбардируя висмут a–частицами, ускоренными на циклотроне.

Астат получил свое название от греческого astatos, что в переводе означает - неустойчивый. Однако к такому короткому ударному названию, подобно галогенам, пришли сравнительно недавно, а ранее его называли астатий, или астатин.

Только после искусственного получения астата в 1940 году было установлено, что 215 At, 216 At, 218 At и 219 At - 4 его изотопа образуются в очень маловероятных ответвлениях трех природных рядов радиоактивного распада урана и тория (5 * 10 -5 - 0,02%).

Свойства

Физические свойства

Как чистый металл астат обладает уникальным свойством – возгоняется в молекулярной форме из водных растворов, такой способности нет ни у одного из известных элементов.

Астат легко испаряется как в обычных условиях, так и в вакууме. А также хорошо адсорбируется на металлах - Ag, Au, Pt.

Именно благодаря этим свойствам удается выделить астат из продуктов облучения висмута. Этого добиваются путем их вакуумной дистилляции с поглощением астата серебром или платиной (до 85%).

Химические свойства.

По своим химическим свойствам астат близок как к иоду, так и к полонию. Таким образом химические свойства астата очень интересны и своеобразны, т. к. он одновременно проявляет свойства металла и неметалла (галогена). Это объясняется положением астата в периодической системе Менделеева. С одной стороны он относится к группе галогенов, и в то же время он является наиболее тяжелым из них, приобретая “металлические” свойства.

Астат осаждается сероводородом даже из сильно кислых растворов, как и типичные металлы, вытесняется цинком из сернокислых растворов. Осаждается на катоде при электролизе.

Астат, подобно хлору дает с серебром нерастворимое астатинистое серебро AgAt; подобно иоду окисляется до 5-валентного состояния (соль AgAtO 3 аналогична AgJO 3), но главное отличие астата от йода – радиоактивность. Присутствие астата определяют по характерному a -излучению.

2406 руб

Общая химия

В учебнике нового типа, рассчитанном, прежде всего на формирование химического мышления студентов, системно и точно, и в то же время ясно и доступно изложен огромный объем современных общехимических знаний.
На современном уровне рассмотрено учение о химическом процессе с акцентом на катализ и механизм реакций. Прослежена взаимосвязь между электронным строением и химическим поведением веществ, равное внимание уделено химии элементов главных и дополнительных групп. Логичность и популярность изложения материала, оригинальность контрольных вопросов, доступность иллюстраций способствуют усвоению химических знаний и развитию научного мышления.

Предназначен студентам вузов, учащимся средних специальных учебных заведений, старшеклассникам и для самостоятельного изучения основ химии.

559 руб

Задачи и упражнения по общей химии

Предложены задачи и упражнения различных уровней сложности по основным разделам общей химии. Приведены краткие теоретические сведения: основные законы, определения и формулы, необходимые для решения задач, а также справочные данные о свойствах веществ. Рассмотрены примеры решения типовых задач.

Для студентов классических университетов, обучающихся по нехимическим направлениям.

819 руб

Общая химия

Учебник посвящен изложению избранных разделов неорганической, аналитической, физической и коллоидной химии, оказывающих существенное влияние на формирование естественнонаучного стиля мышления специалистов медицинского профиля. Каждый раздел учебника вооружает студентов медицинского вуза знаниями, которые им необходимы при рассмотрении физико-химической сущности и механизма процессов, происходящих в организме человека на молекулярном и клеточном уровнях. Учебник содержит иллюстрации и примеры медико-биологического характера.

Учебник предназначен для студентов, обучающихся по специальностям: 040100- лечебное дело; 040200 - педиатрия; 040300 -медико-профилактическое дело; 040400 - стоматология.

1799 руб

Органическая химия. В 4 частях. Часть 2

В учебнике систематически описаны органические соединения по классам, а также изложены основные теоретические положения органической химии. Строение и свойства органических соединений рассмотрены с позиций как теории электронных смещений, так и теории молекулярных орбиталей.
Во вторую часть вошли главы, посвященные стереохимии, реакциям нуклеофильного замещения и элиминирования, а также химии спиртов, тиолов, простых эфиров и сульфидов, свободных радикалов; введено понятие ароматичности.

Для студентов университетов и химико-технологических вузов, аспирантов и специалистов.

790 руб

Коллоидная химия

Представлено современное состояние коллоидной химии, ее прикладное значение применительно к новым материалам и технологиям с учетом наиболее крупных научных достижений за последние 20-25 лет. Подробно изложены основы коллоидной химии: поверхностные и капиллярные явления, термодинамика поверхностей раздела фаз, адсорбция поверхностно-активных веществ, мицеллярные системы, электроповерхностные явления, устойчивость и молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем, ультрадисперсные системы ("наносистемы. Рассмотрены главные процессы коллоидной химии: коагуляция, коалесценция, седиментация, образование коллоидных структур.
Учебник создан на основе 3-го издания учебного пособия "Основы коллоидной химии".
Учебник соответствует федеральным государственным образовательным стандартам по направлениям подготовки бакалавров, предусматривающим изучение дисциплины "Коллоидная химия".

Для студентов учреждений высшего профессионального образования.

1049 руб

Неорганическая химия. Практикум

Практикум соответствует учебнику Д.А.Князева и С.Н.Смарыгина "Неорганическая химия" (4-е изд. М.: Издательство Юрайт, 2012) и вместе с ним входит в учебно-методический комплекс. Он состоит из двух частей: "Теоретические основы" и "Химия элементов". Каждая часть включает несколько глав. Главы первой части помогают закрепить основы общей химии, второй - изучить свойства простых веществ и соединений химических элементов по группам периодической системы Д.И.Менделеева. Главы пособия имеют одинаковую структуру. Сначала указаны вопросы для подготовки к коллоквиуму и главы учебника, которые надо повторить, чтобы начать самостоятельную работу. Затем следуют примеры, подробно разъясняющие возможные способы решения типовых задач. В конце каждой главы приведены индивидуальные задания.
Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования третьего поколения.

Для студентов вузов, обучающихся по агрономическим направлениям подготовки бакалавров. Может быть использовано студентами других направлений аграрного и технологического образования.

Астат (Astatium), At (От греч. αστατος — неустойчивый) – радиоактивный химический элемент VII группы периодической системы элементов, атомный номер 85, массовое число наиболее долгоживущего изотопа 210. Астат — наиболее тяжелый элемент группы галогенов.

Астат под названием экаиода предсказан Д. И. Менделеевым. Впервые получен Д. Корсоном, К. Мак-Кензи и Э. Сегре в 1940. В природе астат впервые был обнаружен в 1943 австрийскими учеными Карликом и Бернертом. Он входит в составе природных радиоактивных рядов (самый устойчивый из них 219 At).

Изотопы астата

Наиболее долгоживущие изотопы 210 At (Т=8,1 ч, распадается К-захватом (99%) и испускает α-частицы) и 211 At (Т=7,21 ч, распадается К-захватом (59,1%) и испускает α-частицы). Отметим, что 211 At обладает способностью, известной в радиохимии под названием «разветвленного распада». Сущность явления состоит в том, что некоторые из атомов этого изотопа подвергаются одному типу распада, а другие - другому, причем в конечном результате этих распадов выделяются альфа-частицы.

Известно 24 изотопа астата с массовыми числами от 196 до 219. Наиболее важными из них являются: 209 At (Т = 5,5 ч), 210 At (Т = 8,1 ч) и 211 At (Т = 7,2 ч). Все эти изотопы распадаются путем электронного захвата и альфа-распада и являются самыми долгоживущими изотопами этого элемента. Они получаются при облучении висмута альфа-частицами по уравнению реакции 209 Bi (α, xn)At, а также при облучении тория и урана протонами высоких энергий. В качестве материала мишени используются металлы или оксиды этих элементов, впрессованные в медные подложки. Самый короткоживущий изотоп астата — 214 At (2*10 -6 с). Массовая активность 211 At составляет 7,4⋅10 13 Бк/мг.

At образуются в крайне незначительных количествах при радиоактивном распаде урана и тория в природных условиях (0,02 %). В поверхностном слое земной коры толщиной 1,6 км содержится 70 мг астата. Постоянное присутствие астата в природе связано с тем, что его короткоживущие радионуклиды (215 At, 218 At и 219 At) входят в состав радиоактивных рядов 235 U и 238 U. Скорость их образования постоянна и равна скорости их радиоактивного распада, поэтому в земной коре содержатся неизменные количества этих атомов. Общее содержание астата в слое земной коры толщиной 1,6 км оценивается в 69 мг.

Физические и химические свойства

В весовых количествах астат не выделен; опыты с микроколличествами этого элемента показали, что астат проявляет с одной стороны, свойства неметалла и сходен с иодом, с другой – свойства металла и сходен с полонием и висмутом (скорее всего астат – всё же металл). В химических соединениях астата может проявлять степени окисления -1, +1, +3, +5 и +7. Наиболее устойчива из них -1.

Астат (At)

Атомный номер 85

Внешний вид - черно-синие радиоактивные кристаллы

Атомная масса (молярная масса) 209,9871 а.е.м. (г/моль)

Температура плавления 575 K

Температура кипения 610 K

Удельная теплоемкость астата при температуре 298 К Ср=139,55 Дж/(кг-К).

Астат не имеет ни изотопных носителей, ни достаточно удовлетворительного специфического носителя. Являясь наиболее тяжелые галогеном, он должен обладать свойствами последних. Однако электроположительные свойства астата проявляются более резко, чем у иода. Положение осложняется тем, что химия следовых количеств иода сильно отличается от химии его макроколичеств.

Подобно йоду, астат возгоняется (сублимируется) при комнатной температуре, растворим в органических растворителях, концентрируется в щитовидной железе. Как чистый металл астат ведет себя удивительно: возгоняется в молекулярной форме из водных растворов. Такой способностью не обладает ни один из известных элементов. Астат легко экстрагируется органическими жидкостями растворителях и легко ими экстрагируется. По летучести немного уступает йоду, но также может легко отгоняться.

Газообразный астат хорошо адсорбируется на металлах (Ag, Au, Pt). Десорбция астата происходит при нагревании металлов до 500°С на воздухе или в вакууме. Благодаря этому удаётся выделить астат (до 85%) из продуктов облучения висмута путём их вакуумной дистилляции с поглощением Астат серебром или платиной. At (0) сорбируется на стекле из разбавленных азотнокислых растворов. Химические свойства астата очень интересны и своеобразны; он близок как к йоду, так и к полонию, т. е. проявляет свойства и неметалла (галогена) и металла. Такое сочетание свойств обусловлено положением астата в периодической системе: он является наиболее тяжёлым (и следовательно, наиболее «металлическим») элементом группы галогенов. Подобно галогенам астат даёт нерастворимую соль AgAt; подобно йоду окисляется до 5-валентного состояния (соль AgAtO3 аналогична AgJO3). Однако, как и типичные металлы, Астат осаждается сероводородом даже из сильно кислых растворов, вытесняется цинком из сернокислых растворов, а при электролизе осаждается на катоде.

Получение и определение астата

Астат получают облучением металлических висмута или тория α-частицами высокой энергии с последующим отделением астата соосаждением, экстракцией, хроматографией или дистилляцией.

В соответствии с методами получения астата его приходится отделять от больших количеств облученного висмута, урана или тория, а также продуктов деления и глубокого расщепления. В облученной α-частицами висмутовой мишени практически не содержатся радиоактивные примеси других элементов. Поэтому основная задача выделения астата сводится к сбросу макроколичеств висмута из расплавленной мишени путем дистилляции. Астат при этом либо адсорбируется из газовой фазы на платине или на серебре, либо конденсируется на стекле или замороженных растворах, либо поглощается растворами сульфита или щелочи. Другие методы выделения астата из висмутовой мишени основаны на экстракции или соосаждении астата после растворения мишени.

Основным методом выделения астата из облученных урана и тория является газотермохроматография. В этом случае астат испаряется из мишени во время сгорания металлов в кислороде и адсорбируется из газового потока на серебре, золоте или платине. Другим методом выделения астата из ториевых и урановых мишеней является сорбция его на металлическом теллуре из солянокислых растворов в присутствии восстановителей с последующей десорбцией слабощелочным раствором. Преимуществом первого метода является его экспрессность (время выделения составляет всего 10 мин). При 310°на серебре концентрируется более 85% астата. Химическое выделение астата можно осуществить путём растворения висмутовой мишени в кислоте с последующим осаждением висмута в виде фосфата, не захватывающего астат. Представляет также интерес экстракция элементарного астата диизопропиловым эфиром из солянокислого раствора.

Аста́т (от др.-греч. ἄστατος - «неустойчивый») - элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации - элемент главной подгруппы VII группы), шестого периода, с атомным номером 85. Обозначается символом At (лат. Astatium).
Радиоактивен. Простое вещество астат (CAS-номер: 7440-68-8) при нормальных условиях - нестабильные кристаллы чёрно-синего цвета. Молекула астата, по всей видимости, двухатомна (формула At 2).

История

Предсказан (как «эка-иод») Д. И. Менделеевым. В 1931 Ф. Аллисон с сотрудниками (Алабамский политехнический институт) сообщили об открытии этого элемента в природе и предложили для него название «алабамин» (Ab), однако этот результат не подтвердился. Впервые астат был получен искусственно в 1940 Д. Корсоном, К. Р. Маккензи и Э. Сегре (Калифорнийский университет в Беркли). Для синтеза изотопа 211 At они облучали висмут альфа-частицами.
В 1943-1946 годах изотопы астата были обнаружены в составе природных радиоактивных рядов.
В русской терминологии элемент до 1962 года назывался «астатин».
Также предлагались названия «гельветин» (в честь Гельвеции - древнего названия Швейцарии) и «лептин» (от греч. «слабый, шаткий»).

Получение

Астат получают только искусственно. В основном изотопы астата получают облучением металлических висмута или тория α-частицами высокой энергии с последующим отделением астата соосаждением, экстракцией, хроматографией или дистилляцией.

Физические свойства

Ввиду малого количества доступного для изучения вещества, физические свойства этого элемента плохо изучены и, как правило, построены на аналогиях с более доступными элементами.
Астат - твёрдое вещество сине-чёрного цвета, по внешнему виду похожее на иод. Для него характерно сочетание свойств неметаллов (галогенов) и металлов (полоний, свинец и другие). Как и иод, астат хорошо растворяется в органических растворителях и легко ими экстрагируется. По летучести немного уступает иоду, но также может легко возгоняться.
Температура плавления 302 °C, кипения (возгонки) 337 °C.

Химические свойства

Галоген. В положительных степенях окисления астат образует кислородсодержащую форму, которую условно обозначают как At τ+ (астат-тау-плюс).
При действии на водный раствор астата водородом в момент реакции образуется газообразный астатоводород HAt. Астат в водном растворе восстанавливается SO 2 и окисляется Br 2 . Астат, как металлы, осаждается из солянокислых растворов сероводородом (H 2 S). Вытесняется из раствора цинком (свойства металла).
Известны и межгалогенные соединения астата - иодид астата AtI и бромид астата AtBr. Астатоводород HAt также был получен.
Однако ввиду одинаковой электроотрицательности водорода и астата астатоводород крайне неустойчив, а в водных растворах существуют не только протоны, но и ионы At + , чего нет у всех других галогеноводородных кислот.
С металлами астат образует соединения, в которых проявляет степень окисления −1, как и все остальные галогены (NaAt, к примеру, называется астатид натрия). Подобно другим галогенам, астат может замещать водород в молекуле метана до получения тетраастатметана CAt 4 . При этом образуются сперва астатметан, диастатметан, астатоформ.