Astat

Astat er et radioaktivt grunnstoff med kjemisk symbol At og atomnummer 85. Atommassen (u) er 210.

Astat
Basisdata
Navn		Astat
Symbol		At
Atomnummer		85
Utseende		antatt sort metallisk
Plass i periodesystemet
Gruppe		17
Periode		6
Blokk		p
Kjemisk serie		halogen
Atomegenskaper
Atomvekt		209,9871 u
Kovalent atomradius		145 pm
Elektronkonfigurasjon		[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5
Elektroner per energinivå		2, 8, 18, 32, 18, 7
Oksidasjonstilstander		±1, 3, 5, 7
Fysiske egenskaper
Stofftilstand		fast stoff
Smeltepunkt		302 °C
Kokepunkt		337 °C
Fordampningsvarme		ca. 40  kJ · mol−1
Lydfart		0 000 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen		2,2
Termisk konduktivitet		1,7 W/(m · K)
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi.

Historie

Eksistensen av grunnstoff nummer 85 var forutsett av Dmitrij Mendelejev, periodesystemets «far», som kalte det «eka-jod». Astat ble først kunstig fremstilt i 1940 av Dale R. Corson, K. R. MacKenzie, og Emilio Segrè ved University of California, Berkeley ved å bombardere grunnstoffet vismut med alfa-partikler. Naturlig forekommende astat ble først påvist av Berta Karlik og Traude Bernert i 1943. Siden stoffet ble fremstilt under andre verdenskrig, fikk det ikke sitt offisielle navn før i 1947. Et tidligere navn på grunnstoffet var alabamin (Ab).

Astat er verdens sjeldneste grunnstoff. På jordoverflaten finnes ikke mer enn 44 milligram astat, siden stoffet er så ustabilt at det fortløpende endrer seg til andre grunnstoffer. Navnet er avledet av gresk αστατος astatos, som betyr «ustabil».

Astatatomets elektronskall.

Egenskaper

Astat er meget radioaktivt og det tyngste kjente halogenet. Ved hjelp av masse-spektrometer har det blitt bekreftet å oppføre seg kjemisk likt de andre halogene, spesielt jod, selv om astat antas å være mer metallisk enn jod. Kjemisk forskning på astat er begrenset på grunn av at det er ekstremt sjeldent, noe som er et resultat av dets svært korte halveringstid.

Isotoper

Naturlig forekommende astat er fisjonsprodukter av uran, og de mest stabile isotopene er ²¹⁰At med halveringstid 8,1 timer, ²¹¹At med halveringstid 7,214 timer, ²⁰⁹At med halveringstid 5,41 timer, ²⁰⁷At med halveringstid 1,80 timer og ²⁰⁸At med halveringstid 1,63 timer. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 30 minutter, og de fleste kortere enn 1 minutt. 31 isotoper er kjent.

Fisjonsproduktet av astat er bly-isotoper.

CAS-nummer: 7440-68-8

Forekomst og fremstilling

Astat finnes naturlig i uran-malm som nedbrytningsstoff fra ²³⁵U(uran) og ²³⁸U (uran). Astat må derfor lages kunstig, men svært få steder i verden kan fremstille det i dag. I Norge skjer dette i syklotronen på Blindern, et kjernefysisk laboratorium der det er mulig å lage tyngre grunnstoffer ved å bombardere partikler på en metallplate. De store norske sykehusene har også syklotroner, men disse er ikke kraftige nok til å produsere astat som fremstilles ved å skyte vismutkjerner mot heliumkjerner (dvs. heliumatomer uten elektroner) så de smelter sammen. Forskerne må skyte heliumkjernene med akkurat så mye energi at de danner den rette astat-isotopen, dvs. den radioaktive varianten som etter bruk omdannes til et ufarlig stoff. Navnet astat-211 betyr at denne isotopen med atomnummeret 85 inneholder 85 protoner og 126 nøytroner, sammenlagt 211 partikler.

Astat-211 er egnet ved behandling av brystkreft, gynekologisk kreft og blodbårne krefttyper. Bæremolekyler skal frakte astat-211 til kreftcellene, som drepes av astat-211 med alfastråler. Det trengs bare et milliarddels gram astat-211 til én behandling. Når astat-211 har strålt fra seg, omdannes det til bly og vismut. Det trengs så små mengder astat for å behandle kreft at dosen er usynlig for det blotte øye. I sammenligning får en kreftpasient cellegift i litervis, mens det bare trengs ett nanogram (et milliarddels gram) astat til én behandling. En klump vismut på størrelse med en mynt rekker dermed til flere millioner års medisinsk produksjon.

Anvendelse

På grunn av astats korte halveringstider og stoffets sjeldenhet, finnes det ikke mange bruksområder utenfor forskningsmiljøene. ²¹¹At er en alfastrålings-kilde, og det forskes på bruk av denne isotopen i strålebehandlig av kreft.