Элементы: замечательный сон профессора Менделеева

Сплавы полония с бериллием и бором применяются в компактных и мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения, однако отличающихся малым временем жизни, а сплавы этого металла со свинцом или иттрием применяются в компактных источниках тепла для автономных космических установок. И еще одно применение полония – ионизация воздуха, необходимая для борьбы со статическим электричеством при обращении с особо чувствительной аппаратурой.

85. Астат

Астат стал вторым в истории человечества синтезированным химическим элементом – его получили через три года после того, как технеций был получен Карло Перрье и Эмилио Сегре в Университете Палермо.

Летом 1940 года Сегре проводил исследования на циклотронном ускорителе частиц в Университете Калифорнии в Беркли, куда прибыл на стажировку. Во время стажировки Сегре в Европе уже шла война и, желая угодить своему союзнику, Бенито Муссолини предложил принять ряд антисемитских законов, например, запретить евреям занимать преподавательские и исследовательские должности в университетах, что и было принято правительством. Узнав по это Сегре не вернулся со стажировки, остался в США и вместе с Дейлом Корсоном и Кеннетом МакКензи принял участие в открытии а точнее синтезе элемента, который исследователи назвали астатом – от греческого слова «астатос» – неустойчивый (англоязычная традиция предписывает использовать в названии галогенов суффикс “ine” – chlorine, а, поскольку астат был получен в стране, где английский язык является государственным, исследователи дали ему название astatine; поскольку при заимствовании многие научные термины в русском языке сначала принимались переводом-калькой или аллитерацией, до 1962 года в СССР элемент № 85 называли «астатином»).

Для получения астата Сегре, Корсон и МакКензи бомбардировали фольгу из висмута потоком α-частиц (ядер атомов гелия ⁴Не) и получили нуклид ²¹¹At, период полураспада которого составлял около 7.2 часов, но официально в Периодической системе астат появился уже в 1946 году – Сегре пригласили возглавить одну из групп, работавших над Манхэттенском, и к работе над астатом Сегре с коллегами вернулся уже после окончания Второй Мировой войны, после войны исследователи и предложили название «астат». В очень незначительных количествах астат встречается в природе – он образуется на нескольких побочных маршрутах распада урана. По оценкам, в поверхностном слое земной коры толщиной в километр содержится всего 50 мг астата, что с полным правом позволяет назвать астат самым редким элементом на Земле.

Астат – наименее активный из всех галогенов – тенденции изменений свойств элементов говорят о том, что сверху вниз металлические свойства элемента увеличиваются). Недавно проведённые квантовохимические даже показали, что в твёрдом состоянии астат состоит не из молекул At₂, а образует металлический кристалл (Phys. Rev. Lett. 2003, 111, 11, 116404), в отличие от остальных галогенов, образующих молекулярные кристаллы из молекул Hal₂. В реакции с водородом астат дает астатоводород (HAt), водный раствор которого, как и водные растворы других галогеноводородов, представляют собой кислоту, однако поскольку электроотрицательность астата и водорода практически равны, в водных растворах астатоводорода наблюдаются не только анионы At^—, но и катионы At⁺. Кристаллы астата (хотя их и не удаётся получить в большом количестве) похожи на кристаллы йода, но темнее. Известно около сорока изотопов астата, все они радиоактивны. Самые устойчивые изотопы (от ²⁰⁷At до ²¹¹At) имеют период полураспада больше часа, у самого долгоживущего (²¹⁰At) из них период полураспада равен восьми часам. Можно подумать, что от столь редкого и нестабильного элемента ждать пользы бессмысленно, но это не так – нуклид ²¹¹At, может оказаться полезным для лечения некоторых типов рака.