Tietoja Astatiinista
Kun maapallolla on alle gramma kerrallaan, radioaktiivinen statiini on toiseksi harvinaisin luonnossa esiintyvä alkuaine jaksollisessa taulukossa berkeliumin jälkeen ja harvinaisin ei-transuraanisista elementeistä. Vain kuusi astatiinin 37 tunnetusta isotoopista esiintyy luonnossa; pieniä määriä niitä, joiden atominumero on 214-219, tuotetaan raskaampien alkuaineiden, kuten frankiumin ja poloniumin, hajoamisketjujen kautta ja / tai ne ovat tasapainossa uraanin, toriumin ja neptuniumin isotooppien kanssa. Sen vakain isotooppi on 210-At, jonka puoliintumisaika on 8,1 tuntia ja hajoaa polonium-210: ksi; vähiten vakaa on 213-At, joka hajoaa vismutti-209: ksi vain 125 nanosekunnin kuluttua. Nopean hajoamisensa vuoksi elementti on osoittautunut vaikeaksi tutkia. Mikä tahansa astatiinin määrä, joka riittää muodostamaan kiinteän aineen, höyrystyy välittömästi sen radioaktiivisesta energiasta, joten monet sen ominaisuuksista ovat joko tuntemattomia tai arvioituja. Alkuaineen katsotaan yleensä olevan halogeeniperheen jäsen, perustuen havaittuihin ominaisuuksiin, jotka on saatu massaspektrometrian ja radioaktiivisten merkkiaineiden kokeilla laimealla astatiiniliuoksella; se käyttäytyy samalla tavoin kuin jodi, vaikka se onkin enemmän metallista.
Mendelejevin jaksollisessa taulukossa oli jodin alla tyhjä kohta teoreettiselle elementille nimeltä ”eka-jodi”. Tutkijoiden myöhemmät yritykset löytää elementti luonnosta olivat hedelmättömiä, ja pyrkimys syntetisoida se laboratoriossa oli täynnä vääriä aloitteita. väittämään virheellisesti vaikeasti ymmärrettävän elementin löytämisen vuonna 1931; heidän diskreditoitua ”alabamiiniaan” seurasi Rajendralal De: n ”dakin”, Walter Minderin ”helvetium” ja Mitterin ja Alice Leigh-Smithin ”anglo-helvetium”. Vuonna 1940 Berkeleyn tutkijat Dale Corson, Kenneth Ross MacKenzie ja Emilio Segrè onnistuivat lopulta onnistuneesti tuottamaan keinotekoisesti 211-At: n pommittamalla vismuttihajotuskohteen alfa-hiukkasilla hiukkaskiihdyttimessä. He nimeivät alkuaineen astatiiniksi kreikkalaisesta astatosta eli epävakaa.” Astatiini oli toinen lopullisesti tunnistettu synteettinen elementti, jonka teknetiumin ovat löytäneet Segrè ja Carlo Perrier kolme vuotta aikaisemmin.
Corson, MacKenzie ja Segren menetelmä on edelleen ensisijainen tapa syntetisoida 209-211At; vismuttikohde jäähdytetään ensin typen alla ja sitten kuumennetaan muiden radioisotooppien jäämien höyrystämiseksi, jolloin astatiini voidaan tislata ja kerätä kylmälle sormelle. Useita astatiiniyhdisteitä on syntetisoitu mikroskooppisina määrinä: vedyn (vetyastatidi, HAt, joka muodostaa veteen liuotettuna hydroastaattista happoa) lisäksi astatiinin on osoitettu sitoutuvan muihin halogenideihin, hopeaan, natriumiin, palladiumiin, happeen, rikki, seleeni, typpi, lyijy, boori ja telluuri kolloidina. Astatiiniatomin ensimmäistä ionisointienergiaa ei ollut tiedossa vuoteen 2013 saakka, jolloin CERNin tutkijat käyttivät laserspektroskopiaa sen mittaamiseen 9,31751 elektronivolttina (eV), jonka Kanadan kansallinen hiukkas- ja ydinfysiikan laboratorio TRIUMF vahvisti.
Astatiini-211 on alkuaineen ainoa kaupallisesti elinkelpoinen isotooppi, jonka hajoamisominaisuudet tekevät siitä käyttökelpoisen lyhyen kantaman säteilylähteenä kohdennetulle alfa-hiukkashoidolle syövän hoidossa. Kuten jodi-113, se kertyy ensisijaisesti kilpirauhaseen, mutta se hajoaa nopeammin ja lähettää vain alfahiukkasia, joilla on vähemmän taipumusta kulkeutua ympäröivään kudokseen kuin jodi-113: n lähettämiä beeta-hiukkasia.
