K čemu se hodí … astat?

Který chemický prvek je na Zemi nejvzácnější? Není to ani zlato, ani drahá platina. Není to dokonce ani dysprosium, o kterém nejspíš většina z nás nikdy neslyšela. Nejvzácnějším prvkem je … astat. (délka blogu 3 min.)

Astat nepatří ani ke vzácným zeminám, ani mezi těžké prvky příbuzné uranu. Překvapivě patří vzácný astat k halogenům. Je tedy příbuzný s fluorem, bromem, chlorem a jódem, které jsou zastoupeny v přírodě spíše hojně. Přesto tvoří astat jen 0,0000000000000000000000003 hmotnostního procenta zemské kůry, patří tedy k těm nejvzácnějším chemickým prvkům na Zemi. Pro srovnání: ceněného zlata a platiny obsahuje zemská kůra 0,0000005 procenta a výše zmíněného exotického dysprosia dokonce 0,004 procenta. Čím je to způsobeno?

Opravdová rarita

Za rekordní vzácnost astatu mohou jeho vlastnosti. Prvek je radioaktivní. Skládá se jen z izotopů, které se samovolně rozpadají na lehčí prvky. To samo o sobě není žádná vzácnost, řada dalších prvků tvoří radioaktivní izotopy. Většinou mají ale také jeden nebo hned několik stabilních izotopů. Tím se astat pochlubit nemůže.

Objev a identifikace astatu

Jeho existenci předpověděl už Mendělejev. V roce 1869 si všiml v periodickém systému prvků proluky, která se nacházela ve skupině halogenidů. Od třicátých let pak různí vědci hlásili objev vzácného prvku. Dostával různé názvy: eka-jód (prvek, který přichází po jódu), alabamin (odvozený od jména Alabama), dakin (Dhaka v Indii), helvetium (podle Švýcarska) nebo dokonce anglohelvetium.

Objeviteli astatu se stali v roce 1940 Emilio Gino Segré, D.R. Corson a K.R. Mackenzie z univerzity Berkeley v Kalifornii. Díky novým znalostem o chování radioaktivních prvků se vědcům podařilo získat astat ostřelováním vzorku bismutu alfa částicemi (heliovými jádry).

1943 byl astat nalezen v produktech rozpadu uranu Rakušankami B. Karlik a T. Bernert.

Své konečné jméno dostal astat až sedm let po objevu. Je odvozeno z jeho nejvýraznější vlastnosti, rychlého rozpadu. Název se odvozuje od slova astatos - nestabilní.

Vlastnosti astatu

Astat je halogen s největší hustotou. O jeho vlastnostech moc nevíme. Chemické vlastnosti má podobné jódu. Při pokojové teplotě se nachází v pevném skupenství a umí sublimovat, podobně jako jód. Čistý astat se pravděpodobně tak jako ostatní halogenidy organizuje do molekul, které se skládají ze dvou jednotlivých atomů – At2.

Stejně jako jód se koncentruje ve štítné žláze. Astat má přitom silnější kovové vlastnosti a podobá se tím poloniu. Všechny izotopy astatu jsou nestabilní. Mají poměrné krátké poločasy rozpadu (doba, za kterou se rozpadne polovina vzorku). Nejdelší poločas rozpadu má At-210 (8,3 hodiny).

K čemu se hodí vzácný astat?

Organické sloučeniny astatu se díky své podobnosti s jódem používají v nukleární medicíně při ozařování zhoubných nádorů. Izotopy astatu mají krátký poločas rozpadu, proto se hodí pro vnitřní použití při léčbě štítné žlázy.

Protože se nedá skladovat, vyrábí se astat v případě potřeby přímo na místě použití. Vzniká pak ostřelováním bismutu alfa částicemi. Ty musí mít celkem vysokou energii (26- 29 MeV). Přitom se získávají poměrně stabilní izotopy At-209 – At-211.