Astatine er det sjeldneste elementet på jorden; bare cirka 25 gram forekommer naturlig på planeten til enhver tid. Eksistensen ble spådd på 1800-tallet, men ble til slutt oppdaget omtrent 70 år senere. Ti år etter oppdagelsen er det veldig lite kjent om astatin. Faktisk utleder fysikere mange av dens egenskaper - som radioaktive egenskaper, ledning og farge - basert på andre halogengruppemedlemmer.
Historie
Dmitri Mendeleyev, den russiske kjemikeren som i 1869 organiserte elementene i det periodiske systemet som fortsatt brukes i dag, spådde egenskaper for det ukjente elementet som ville fylle det tomme rommet på det periodiske bordet for element nr. 85, ifølge Peter van der Krogt , en nederlandsk historiker. Mendeleyev kalt dette ukjente elementet eka-jod på grunn av sin posisjon rett under jod i halogengruppen av elementer.
Da søket etter det nye elementet begynte, ble det publisert flere rapporter om element 85, ifølge en artikkel fra 2010 publisert i Bulletin for the History of Chemistry av Brett F. Thornton og Shawn C. Burdette, forskere i Sverige og USA, henholdsvis. Disse rapportene inkluderte påstander om at elementet ikke kunne eksistere, at forskere som fant elementet ikke var i stand til å isolere det, og at de rapporterte egenskapene var i strid med tester.
Ifølge Thornton og Burdette er det stor tvetydighet om hvem som først oppdaget astatin. Funnet kan tilskrives en håndfull forskere, særlig en av de følgende gruppene.
Horia Hulubei og Yvetter Cauchois, forskere ved Sorbonne i Paris, publiserte resultatene av deres oppdagelse av element 85 i 1938. De brukte kjemisk separasjon og publiserte at de fant tre røntgenstråle-spektrallinjer for elementet som stemte godt overens med tidligere prediksjoner. Dessverre forstyrret utbruddet av andre verdenskrig både forskningen og kommunikasjonen mellom forskere over hele verden.
Det første vellykkede anerkjente funnet av astatin var i 1940 av Dale R. Coson, Kenneth Ross Mackenzie og Emilio Segrè, forskere ved University of California Berkeley, ifølge Chemicool. Ettersom ingen hadde klart å finne det sjeldne elementet i naturen, produserte denne forskeren gruppen kunstig ved å bombardere vismut-209 med alfapartikler i en partikkelakselerator. Denne reaksjonen skapte astatine-211 så vel som to frie nøytroner. Elementet var sterkt radioaktivt og ustabilt, noe som førte til navnet astatine fra det greske ordet som betydde "ustabilt."
Nok en gruppe forskere identifiserte og karakteriserte uavhengig av element 85 på begynnelsen av 1940-tallet, ifølge Thornton og Burdette. Berta Karlik og Traude Bernert i 1942 rapporterte om resultatene fra studiene, inkludert det foreslåtte navnet "viennium." På grunn av andre verdenskrig ble nyhetene imidlertid holdt inne i de tyske territoriene, og vitenskapsnyheter fra andre regioner i verden ble ikke brakt inn, så Karlik og Bernert var ikke klar over lignende resultater fra Berkeley-gruppen. Da Karlik og Bernert ble gjort oppmerksom på de publiserte resultatene fra gruppen på Berkeley, fortsatte de fortsatt å studere element 85 og bidro sterkt til kunnskapen om forfallskjeden som utgjør elementet.
Bare fakta
- Atomnummer (antall protoner i kjernen): 85
- Atomsymbol (på det periodiske elementet): At
- Atomvekt (atomets gjennomsnittlige masse): 210
- Tetthet: omtrent 4 gram per kubikk tomme (omtrent 7 gram per kubikk cm)
- Fase ved romtemperatur: fast
- Smeltepunkt: 576 grader Fahrenheit (302 grader celsius)
- Kokepunkt: ukjent
- Antall naturlige isotoper (atomer av samme element med et annet antall nøytroner): minst 30 radioaktive isotoper
- Vanlige isotoper: At-210 (ubetydelig prosent av naturlig overflod), Am-211 (ubetydelig prosent av naturlig overflod)
Hvem visste det?
- Astatine er oppkalt etter det greske ordet 'astatos', som betyr ustabilt, ifølge Jefferson Laboratory.
- Det er bare rundt 25 gram naturlig forekommende astatin i jordskorpen til enhver tid, ifølge Chemicool.
- I følge Lenntech er astatine den tyngste kjente halogen. I følge Elemental Matter, deler halogenelementer, inkludert astatin, lignende egenskaper; de er ikke-metaller, har lave smelte- og kokepunkter, er sprø når de er faste, er dårlige ledere av varme og elektrisitet og er diatomiske (molekylene deres inneholder to atomer).
- Astatine er det minst reaktive og har de mest metalliske egenskapene til ethvert element i halogengruppen, ifølge Chemicool.
- Isotopen av astatin med den lengste halveringstiden er astatine-210 med en halveringstid på 8,1 timer, ifølge Jefferson Laboratory.
- Mange fysiske egenskaper ved astatin er fremdeles ukjent, inkludert fargen, ifølge en artikkel fra D. Scott Wilbur fra 2013 publisert i Nature. Basert på fargemønstrene som er vist av andre medlemmer av halogenfamilien, antas det at astatin er mørkt, sannsynligvis nær svart.
- Astatine er sterkt radioaktivt, men har nesten ingen helse- eller miljøeffekter i det hele tatt på grunn av sjeldenhet og svært korte halveringstid, ifølge Lenntech. Selv om man kommer i kontakt med det, antas astatin å samle seg i skjoldbruskkjertelen på samme måte som jod.
Aktuell forskning
Knappheten på astatine gjør det til et utrolig vanskelig element å studere. Likevel tror noen forskere at astatin kan ha bruk for behandling av kreft. Astatin kan oppføre seg som jod, som har en tendens til å samle seg i skjoldbruskkjertelen, ifølge Chemistry Explained. Astatin kan også gå til skjoldbruskkjertelen, og strålingen kan drepe kreftceller i kjertelen.
I en rapport fra 2015 publisert i International Journal of Molecular Sciences, beskriver en gruppe franske forskere ledet av Françoise Kraeber-Bodéré en radioimmunoterapi (RIT) -metode for kreftbehandling som bruker radionuklider som avgir enten beta- eller alfa-partikler. Astatine-211 er en slik isotop som kan være fordelaktig for alfa-terapi fordi den har lengre halveringstid enn tradisjonelt brukt vismut-213, og den kan produseres i partikkelakseleratorer. Astatine-211 har blitt undersøkt for dette bruk siden minst 1989, ifølge forfatterne, og har vist å ha lovende resultater, inkludert studier med benmargstransplantasjoner hos leukemipasienter, stamcelletransplantasjonsstudier hos mus og i cellegiftbehandling med pasienter med hjernesvulster.
Konklusjonene som forskerne har kommet frem, viser at bruk av en radioaktiv isotop, for eksempel astatine-211, kan forbedre RIT-effektiviteten for behandling av svulster og andre kreftformer, spesielt hvis behandlingen startes tidlig i sykdommen. Denne metoden for RIT har også potensial til å drepe gjenværende tumorceller som typisk er resistente mot cellegift og radioaktiv terapi.
