اَستاتین (به لاتین: Astatine) 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.[۲] استاتین عنصری جامد، 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 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.

استاتین، ۸۵At
استاتین
تلفظ‎/ˈæstətn, -tɪn/‎ (AS-tə-teen, -tin)
ظاهرجامد سیاه
عدد جرمی210 (پایدارترین ایزوتوپ)
استاتین در جدول تناوبی
Element 1: هیدروژن (H), Other non-metal
Element 2: هلیوم (He), Noble gas
Element 3: لیتیم (Li), Alkali metal
Element 4: برلیم (Be), Alkaline earth metal
Element 5: بور (B), Metalloid
Element 6: کربن (C), Other non-metal
Element 7: نیتروژن (N), Halogen
Element 8: اکسیژن (O), Halogen
Element 9: فلوئور (F), Halogen
Element 10: نئون (Ne), Noble gas
Element 11: سدیم (Na), Alkali metal
Element 12: منیزیم (Mg), Alkaline earth metal
Element 13: آلومینیم (Al), Other metal
Element 14: سیلسیم (Si), Metalloid
Element 15: فسفر (P), Other non-metal
Element 16: گوگرد (S), Other non-metal
Element 17: کلر (Cl), Halogen
Element 18: آرگون (Ar), Noble gas
Element 19: پتاسیم (K), Alkali metal
Element 20: کلسیم (Ca), Alkaline earth metal
Element 21: اسکاندیم (Sc), Transition metal
Element 22: تیتانیم (Ti), Transition metal
Element 23: وانادیم (V), Transition metal
Element 24: کروم (Cr), Transition metal
Element 25: منگنز (Mn), Transition metal
Element 26: آهن (Fe), Transition metal
Element 27: کبالت (Co), Transition metal
Element 28: نیکل (Ni), Transition metal
Element 29: مس (Cu), Transition metal
Element 30: روی (Zn), Other metal
Element 31: گالیم (Ga), Other metal
Element 32: ژرمانیم (Ge), Metalloid
Element 33: آرسنیک (As), Metalloid
Element 34: سلنیم (Se), Other non-metal
Element 35: برم (Br), Halogen
Element 36: کریپتون (Kr), Noble gas
Element 37: روبیدیم (Rb), Alkali metal
Element 38: استرانسیم (Sr), Alkaline earth metal
Element 39: ایتریم (Y), Transition metal
Element 40: زیرکونیم (Zr), Transition metal
Element 41: نیوبیم (Nb), Transition metal
Element 42: مولیبدن (Mo), Transition metal
Element 43: تکنسیم (Tc), Transition metal
Element 44: روتنیم (Ru), Transition metal
Element 45: رودیم (Rh), Transition metal
Element 46: پالادیم (Pd), Transition metal
Element 47: نقره (Ag), Transition metal
Element 48: کادمیم (Cd), Other metal
Element 49: ایندیم (In), Other metal
Element 50: قلع (Sn), Other metal
Element 51: آنتیموان (Sb), Metalloid
Element 52: تلوریم (Te), Metalloid
Element 53: ید (I), Halogen
Element 54: زنون (Xe), Noble gas
Element 55: سزیم (Cs), Alkali metal
Element 56: باریم (Ba), Alkaline earth metal
Element 57: لانتان (La), Lanthanoid
Element 58: سریم (Ce), Lanthanoid
Element 59: پرازئودیمیم (Pr), Lanthanoid
Element 60: نئودیمیم (Nd), Lanthanoid
Element 61: پرومتیم (Pm), Lanthanoid
Element 62: ساماریم (Sm), Lanthanoid
Element 63: اروپیم (Eu), Lanthanoid
Element 64: گادولینیم (Gd), Lanthanoid
Element 65: تربیم (Tb), Lanthanoid
Element 66: دیسپروزیم (Dy), Lanthanoid
Element 67: هولمیم (Ho), Lanthanoid
Element 68: اربیم (Er), Lanthanoid
Element 69: تولیم (Tm), Lanthanoid
Element 70: ایتربیم (Yb), Lanthanoid
Element 71: لوتتیم (Lu), Lanthanoid
Element 72: هافنیم (Hf), Transition metal
Element 73: تانتال (Ta), Transition metal
Element 74: تنگستن (W), Transition metal
Element 75: رنیم (Re), Transition metal
Element 76: اوسمیم (Os), Transition metal
Element 77: ایریدیم (Ir), Transition metal
Element 78: پلاتین (Pt), Transition metal
Element 79: طلا (Au), Transition metal
Element 80: جیوه (Hg), Other metal
Element 81: تالیم (Tl), Other metal
Element 82: سرب (Pb), Other metal
Element 83: بیسموت (Bi), Other metal
Element 84: پولونیم (Po), Other metal
Element 85: آستاتین (At), Metalloid
Element 86: رادون (Rn), Noble gas
Element 87: فرانسیم (Fr), Alkali metal
Element 88: رادیم (Ra), Alkaline earth metal
Element 89: آکتینیم (Ac), Actinoid
Element 90: توریم (Th), Actinoid
Element 91: پروتاکتینیم (Pa), Actinoid
Element 92: اورانیم (U), Actinoid
Element 93: نپتونیم (Np), Actinoid
Element 94: پلوتونیم (Pu), Actinoid
Element 95: امریسیم (Am), Actinoid
Element 96: کوریم (Cm), Actinoid
Element 97: برکلیم (Bk), Actinoid
Element 98: کالیفرنیم (Cf), Actinoid
Element 99: اینشتینیم (Es), Actinoid
Element 100: فرمیم (Fm), Actinoid
Element 101: مندلیفیم (Md), Actinoid
Element 102: نوبلیم (No), Actinoid
Element 103: لارنسیم (Lr), Actinoid
Element 104: رادرفوردیم (Rf), Transition metal
Element 105: دوبنیم (Db), Transition metal
Element 106: سیبورگیم (Sg), Transition metal
Element 107: بوهریم (Bh), Transition metal
Element 108: هاسیم (Hs), Transition metal
Element 109: مایتنریم (Mt)
Element 110: دارمشتادیم (Ds)
Element 111: رونتگنیم (Rg)
Element 112: کوپرنیسیم (Cn), Other metal
Element 113: نیهونیم (Nh)
Element 114: فلروویم (Fl)
Element 115: مسکوویم (Mc)
Element 116: لیورموریم (Lv)
Element 117: تنسین (Ts)
Element 118: اوگانسون (Og)
I

At

Ts
پولونیماستاتینرادون
عدد اتمی (Z)۸۵
گروهگروه ۱۷ (هالوژن)
دورهدوره 6
بلوکبلوک-p
دسته Metalloid
آرایش الکترونی[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5
۲، ۸، ۱۸، ۳۲، ۱۸، ۷
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
نقطه ذوب575 K ​(302 °C, ​576 °F)
نقطه جوش610 K ​(337 °C, ​639 °F)
آنتالپی تبخیر 40 kJ/mol
فشار بخار
فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K
در دمای (K) 361 392 429 475 531 607
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش−1, +1, +3, +5, +7[۱]
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: 2.2
انرژی یونش
  • 1st: 890±40 kJ/mol
شعاع کووالانسی pm 150
شعاع واندروالسی202 pm
دیگر ویژگی ها
رسانندگی گرمایی1.7 W/(m·K)
رسانش مغناطیسیno data
شماره ثبت سی‌ای‌اس7440-68-8
ایزوتوپ‌های استاتین
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول
210At trace 8.1 h ε, نشر پوزیترون 3.981 210Po
α 5.631 206Bi
211At syn 7.2 h
| منابع
لایه الکترونی استاتین

پیداش آستاتینویرایش

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 استاتینویرایش

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 پوستهویرایش

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.

اندازه‌گیریویرایش

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.

اثراتویرایش

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 زیست‌محیطیویرایش

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

ایزوتوپ‌هاویرایش

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

منابعویرایش

  1. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. p. 28. ISBN 0080379419.
  2. Clara Moskowitz (مه ۱۶, ۲۰۱۳). «Property of Rarest Element on Earth Measured for 1st Time». Live Science. دریافت‌شده در ژانویه ۲۳, ۲۰۱۷.