Astatine هو أندر عنصر على وجه الأرض. فقط 25 جرامًا فقط تحدث بشكل طبيعي على الكوكب في أي وقت. تم توقع وجودها في القرن التاسع عشر ، ولكن تم اكتشافها أخيرًا بعد حوالي 70 عامًا. بعد عقود من اكتشافه ، لا يُعرف إلا القليل عن الأستين. في الواقع ، يستنتج الفيزيائيون العديد من خصائصه - مثل خصائصه المشعة ، والتوصيل واللون - استنادًا إلى أعضاء مجموعة الهالوجين الآخرين.
التاريخ
توقع دميتري مينديلييف ، الكيميائي الروسي الذي نظم عام 1869 العناصر في الجدول الدوري الذي لا يزال يستخدم حتى اليوم ، خصائص العنصر غير المعروف الذي سيملأ الفراغ على الجدول الدوري للعنصر رقم 85 ، وفقًا لبيتر فان دير كروجت مؤرخ هولندي. قام Mendeleyev بتسمية هذا العنصر المجهول eka-iodine بسبب موقعه أسفل اليود مباشرة في مجموعة عناصر الهالوجين.
مع بدء البحث عن العنصر الجديد ، تم نشر العديد من التقارير حول العنصر 85 ، وفقًا لمقالة عام 2010 التي نشرت في نشرة تاريخ الكيمياء بقلم بريت إف ثورنتون وشون سي بورديت ، باحثون في السويد والولايات المتحدة ، على التوالي. تضمنت هذه التقارير ادعاءات بأن العنصر لا يمكن أن يوجد ، وأن الباحثين الذين وجدوا العنصر غير قادرين على عزله ، وأن الخصائص التي تم الإبلاغ عنها لا تتوافق مع الاختبارات.
هناك قدر كبير من الغموض فيما يتعلق بأول من اكتشف الاستاتين ، وفقًا لثورنتون وبورديت. يمكن أن يعزى هذا الاكتشاف إلى حفنة من الباحثين ، وعلى الأخص واحدة من المجموعات التالية.
نشر كل من هوريا هولوبي وإيفيتر كاوتشوا ، الباحثان في جامعة السوربون في باريس ، نتائج اكتشافهما للعنصر 85 في عام 1938. واستخدموا الفصل الكيميائي ونشروا أنهم وجدوا ثلاثة خطوط طيفية بالأشعة السينية للعنصر تتطابق بشكل كبير مع التوقعات السابقة. لسوء الحظ ، أدى اندلاع الحرب العالمية الثانية إلى تعطيل أبحاثهم وكذلك الاتصالات بين العلماء في جميع أنحاء العالم.
أول اكتشاف معترف به بنجاح للأستاتين كان في عام 1940 من قبل ديل ر. كوسون وكينيث روس ماكنزي وإميليو سيغري ، الباحثين في جامعة كاليفورنيا بيركلي ، وفقًا لـ Chemicool. نظرًا لعدم تمكن أي شخص من العثور على العنصر النادر في الطبيعة ، أنتجته هذه المجموعة من العلماء بشكل مصطنع بقصف البزموت 209 بجزيئات ألفا في معجل الجسيمات. خلق هذا التفاعل أستاتين 211 وكذلك نيوترونان حران. كان العنصر مشعًا وغير مستقر للغاية ، مما أدى إلى اسم أستاتين من الكلمة اليونانية التي تعني "غير مستقر".
قامت مجموعة أخرى من الباحثين بتحديد وتمييز العنصر 85 بشكل مستقل في أوائل الأربعينيات ، وفقًا لثورنتون وبورديت. أبلغ بيرتا كارليك وتراود بيرنرت في عام 1942 عن نتائج دراستهما ، بما في ذلك الاسم المقترح "فترة الألفية". ومع ذلك ، بسبب الحرب العالمية الثانية ، تم الاحتفاظ بالأخبار داخل الأراضي الألمانية ، ولم يتم جلب أخبار العلوم من مناطق أخرى من العالم ، لذلك لم يكن Karlik و Bernert على علم بنتائج مماثلة من مجموعة Berkeley. عندما تم إطلاع Karlik و Bernert على النتائج المنشورة من المجموعة في Berkeley ، استمروا في دراسة العنصر 85 وأضافوا بشكل كبير إلى المعرفة حول سلسلة الاضمحلال التي تشكل العنصر.
الحقائق فقط
- العدد الذري (عدد البروتونات في النواة): 85
- الرمز الذري (في الجدول الدوري للعناصر): At
- الوزن الذري (متوسط كتلة الذرة): 210
- الكثافة: حوالي 4 أونصات لكل بوصة مكعبة (حوالي 7 جرام لكل سم مكعب)
- المرحلة في درجة حرارة الغرفة: صلبة
- نقطة الانصهار: 576 درجة فهرنهايت (302 درجة مئوية)
- نقطة الغليان: غير معروفة
- عدد النظائر الطبيعية (ذرات العنصر نفسه مع عدد مختلف من النيوترونات): 30 نظيرًا إشعاعيًا على الأقل
- النظائر الأكثر شيوعًا: At-210 (نسبة لا تذكر من الوفرة الطبيعية) ، Am-211 (نسبة لا تذكر من الوفرة الطبيعية)
من يعرف؟
- تمت تسمية Astatine باسم الكلمة اليونانية "astatos" ، والتي تعني عدم الاستقرار ، وفقًا لمختبر جيفرسون.
- وفقًا لـ Chemicool ، لا يوجد سوى 25 جرامًا من الأستاتين الموجود بشكل طبيعي في قشرة الأرض في أي وقت.
- وفقا ل Lenntech ، الأستينات هو أثقل هالوجين معروف. وفقًا للمادة الأولية ، تشترك عناصر الهالوجين ، بما في ذلك الأستينات ، في خصائص مشابهة ؛ إنها غير معدنية ، ولها نقاط انصهار وغليان منخفضة ، وتكون هشة عندما تكون صلبة ، وهي موصلات فقيرة للحرارة والكهرباء ، وهي ثنائية الذرة (تحتوي جزيئاتها على ذرتين).
- Astatine هو الأقل تفاعلًا وله أكثر الخصائص المعدنية لأي عنصر في مجموعة الهالوجين ، وفقًا لـ Chemicool.
- نظير أستاتين مع أطول نصف عمر هو أستاتين 210 مع نصف عمر 8.1 ساعات ، وفقًا لمختبر جيفرسون.
- لا تزال العديد من الخصائص الفيزيائية للأستاتين غير معروفة ، بما في ذلك لونها ، وفقًا لمقالة عام 2013 بقلم د. سكوت ويلبور المنشورة في مجلة Nature. استنادًا إلى أنماط الألوان التي أظهرها أعضاء آخرون من عائلة الهالوجين ، يُعتقد أن الأستينات غامق ، وربما قريب من الأسود.
- Astatine مشع للغاية ولكن لا يسبب أي آثار صحية أو بيئية على الإطلاق بسبب ندرة وقلة عمر النصف ، وفقًا لـ Lenntech. على الرغم من أن المرء يتلامس معه ، يُعتقد أن الأستاتين يتراكم في الغدة الدرقية بشكل مشابه لليود.
البحث الحالي
ندرة الأستاتين تجعل من الصعب للغاية دراستها. ومع ذلك ، يعتقد بعض الباحثين أن الأستينات قد يكون له استخدامات في علاج السرطان. قد يتصرف الأستاتين مثل اليود ، الذي يميل إلى التجمع في الغدة الدرقية ، وفقًا لشرح الكيمياء. قد يذهب الأستاتين أيضًا إلى الغدة الدرقية ، ويمكن أن يقتل إشعاعه الخلايا السرطانية في الغدة.
في ورقة نشرت عام 2015 في المجلة الدولية للعلوم الجزيئية ، وصفت مجموعة من الباحثين الفرنسيين بقيادة فرانسواز كرايبر بوديري طريقة العلاج المناعي الإشعاعي (RIT) لعلاج السرطان التي تستخدم النويدات المشعة التي تنبعث منها جزيئات بيتا أو ألفا. Astatine-211 هو أحد النظائر التي يمكن أن تكون مفيدة لعلاج ألفا لأنه له عمر نصف أطول من البزموت 213 المستخدم بشكل تقليدي ، ويمكن إنتاجه في مسرعات الجسيمات. تمت دراسة Astatine-211 لهذا الاستخدام منذ عام 1989 على الأقل ، وفقًا للمؤلفين ، وقد أظهرت نتائج واعدة ، بما في ذلك التجارب على زرع نخاع العظام في مرضى سرطان الدم ، ودراسات زرع الخلايا الجذعية في الفئران ، وفي علاجات العلاج الكيميائي مع المرضى مع أورام الدماغ.
توضح الاستنتاجات التي توصل إليها الباحثون أن استخدام النظائر المشعة ، مثل أستاتين 211 ، يمكن أن يحسن كفاءة RIT لعلاج الأورام وغيرها من أنواع السرطان ، خاصة إذا بدأ العلاج مبكرًا في المرض. هذه الطريقة في RIT لديها أيضًا القدرة على قتل الخلايا السرطانية المتبقية التي تقاوم عادةً العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي.
