استاتین

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

شبه فلز

لایه الکترونی استاتین

استاتین (به لاتین: Astatine) (تلفظ: /ˈæstətiːn, -tɪn/) از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است و نشانهٔ کوتاه آن At و عدد اتمی آن ۸۵ است. این عنصر کمیاب‌ترین عنصر در کره زمین است و کل مقدار آن در کره زمین حدود ۳۰ گرم برآورد می‌شود.[۱] استاتین عنصری جامد، شبه فلز، سیاه رنگ و پرتوزا است که در جدول عناصر شیمیایی در گروه ۱۷ جدول و دوره ۶ آن قرار دارد. گروه ۱۷ جدول، گروهی شامل شبه فلز ‌ها 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. عنصر استاتین در حدود ۲۰ ایزوتوپ شناخته شده دارد. 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 ایزوتوپ‌های 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 استاتین (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.

پیداش استاتین[ویرایش]

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. آزمایش ها نشان داد که این عنصر ، از نظر خواص نظیر ید است.

شناسنامه استاتین[ویرایش]

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

مقدار موجود در پوسته[ویرایش]

نادرترین عنصری که به‌طور طبیعی در زمین یافت می‌شود استاتین است. گمان می‌رود که در تمام پوسته زمین، تنها ۳۰ گرم از این عنصر وجود داشته باشد و تنها چند میکروگرم از آن به‌طور مصنوعی تولید می‌شود.

اندازه‌گیری[ویرایش]

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 (209 83Bi) با ذره آلفا (4 2He) 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:

209 83Bi + 4 2He→ 211 85At +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.

اثرات[ویرایش]

استاتین به دلیل خواص پرتوزا برای بدن انسان مضر است و هنگام بررسی آن در آزمایشگاه‌های هسته‌ای روش‌های ویژه‌ای برای مطالعه و بررسی آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. استاتین نوعی هالوژن است و احتمالاً مانند ید در غده تیروئید تجمع می‌یابد. از نظر شیمیایی، سمی بودن استاتین مانند ید است.

اثرات زیست‌محیطی[ویرایش]

میزان استاتین در زیست کره(بیوسفر)زیاد نیست و بنابراین خطری برای محیط زیست محسوب نمی‌شود.

ایزوتوپ‌ها[ویرایش]

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

منابع[ویرایش]

  1. Clara Moskowitz (مه ۱۶, ۲۰۱۳). «Property of Rarest Element on Earth Measured for 1st Time». Live Science. دریافت‌شده در ژانویه ۲۳, ۲۰۱۷.