Astato

Astato
85 At                                                                                                                                                                                                                                               polonio ← astato → radon
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	astato, At, 85
Serie	alogeni
Gruppo, periodo, blocco	17 (VIIA), 6, p
Densità	9 320 kg/m³
Configurazione elettronica	Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	2Po3/2
Proprietà atomiche
Peso atomico	210 u
Configurazione elettronica	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5
e− per livello energetico	2, 8, 18, 32, 18, 7
Stati di ossidazione	±1, 3, 5, 7 (acido forte)
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido
Punto di fusione	575 K (302 °C)
Punto di ebollizione	610 K (337 °C)
Calore di fusione	114 kJ/mol
Altre proprietà
Numero CAS	7440-68-8
Elettronegatività	2,2 (scala di Pauling)
Conducibilità termica	1,7 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	920 kJ/mol (stimato)
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP 207At sintetico 1,81 ore ε α 3,910 5,873 207Po 203Bi 208At sintetico 1,63 ore ε α 4,973 5,751 208Po 204Bi 209At sintetico 5,41 ore ε α 3,486 5,757 209Po 205Bi 210At 100% 8,1 ore ε α 3,981 5,631 210Po 206Bi 211At sintetico 7,214 ore ε α 0,786 5,982 211Po 207Bi 213At sintetico 0,125 μs α 9,254 209Bi 215At sintetico 0,1 millisecondi α 8,178 211Bi 218At sintetico 1,6 secondi β α 2,883 6,874 218Rn 214Bi 219At sintetico 56 secondi β α 1,700 6,390 219Rn 215Bi 220At sintetico 3,71 minuti β α 3,650 6,050 220Rn 216Bi
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento

L'astato è l'elemento chimico di numero atomico 85 e il suo simbolo è At. Fa parte del gruppo degli alogeni.

Viene prodotto in natura dal decadimento radioattivo dell'uranio e del torio ed è il più pesante degli alogeni. Si stima che la crosta terrestre ne contenga circa 28 g e per questo è l'elemento più raro in natura. Inoltre, il suo isotopo più abbondante che è l'At-210, ha un tempo di dimezzamento massimo di 8 ore e 30 minuti, per cui è il secondo elemento naturale più instabile dopo il francio.

Caratteristiche

Gli isotopi dell'astato non godono di vita abbastanza lunga da studiarne le proprietà, ma le misure spettroscopiche lasciano pensare a caratteristiche simili a quelle dello iodio – come quest'ultimo, è probabile che possa accumularsi nella ghiandola tiroidea. Considerazioni teoriche fanno ipotizzare che l'astato abbia un carattere metallico più marcato dello iodio. Alcune reazioni elementari in cui è coinvolto l'astato sono state condotte e studiate da ricercatori del Brookhaven National Laboratory di New York.

Con la possibile eccezione del francio, l'astato è l'elemento più raro in natura. Si stima che l'intera crosta terrestre ne contenga in tutto meno di 28 grammi.

Storia

L'astato (dal greco ἄστατος àstatos, "instabile") fu sintetizzato per la prima volta nel 1940 da Dale Raymond Corson, Kenneth MacKenzie ed Emilio Segrè all'Università della California di Berkeley per bombardamento del bismuto con particelle alfa. Inizialmente fu chiamato alabamio (Ab) e prima ancora ipotizzato da Mendeleev con il nome di ekaiodio.

Disponibilità

L'astato è un elemento radioattivo che si presenta in natura nei minerali di uranio e di torio. Se ne preparano i campioni bombardando bismuto con particelle alfa in un ciclotrone, ottenendo gli isotopi relativamente stabili ²⁰⁹At e ²¹¹At che vengono successivamente separati.

Isotopi

Dell'astato, il meno elettronegativo degli alogeni, sono noti 41 isotopi, tutti radioattivi; il più stabile di essi è ²¹⁰At, che ha un'emivita di 8,1 ore. Il meno stabile è ²¹³At, che ha un'emivita di 125 nanosecondi. ²¹⁸At e ²¹⁹At sono presenti in natura in quanto prodotti delle catene di decadimento, rispettivamente, dell'isotopo 238 e dell'isotopo 235 dell'uranio.

Soluzioni

In soluzione acquosa l'astato si comporta in modo simile allo iodio, anche se le soluzioni che lo contengono devono essere estremamente diluite. L'elemento disciolto può essere ridotto da agenti come l'anidride solforosa e ossidato dal bromo. Come lo iodio, quando l'astato è sciolto in una soluzione, si può isolare ed estrarre tramite il benzene.

Inoltre l'astato presenta stati di ossidazione con caratteristiche di coprecipitazione affini a quelle dello iodio, dello ione ioduro e dello ione iodato. Potenti agenti ossidanti possono produrre uno ione astatato, ma non uno ione perastatato. Lo stato molecolare è più facilmente ottenibile ed è caratterizzato da elevata volatilità e da notevole solubilità in sostanze organiche.

Composti

Molteplici composti dell'astato sono stati sintetizzati in quantità microscopiche e studiati il più possibile prima del suo naturale decadimento radioattivo. In particolare le reazioni a cui prende parte sono state studiate in soluzioni molto diluite di astato e, in maggiore quantità, di iodio che agisce da trasportatore, facilitando la filtrazione, la precipitazione e l'isolamento dei singoli composti. Nonostante questi composti siano di interesse principalmente teorico, sono in fase di analisi per un possibile impiego in medicina nucleare.

È molto probabile che l'astato formi legami ionici con i metalli alcalini e alcalino-terrosi come il sodio o il litio, pur non essendo reattivo come gli alogeni più leggeri. Alcuni esempi di sali dell'astato sono:

• astaturo di sodio (NaAt), un composto ipotetico, di interesse teorico nell'ambito della chimica degli alogenuri;
• astaturo di magnesio (MgAt₂);
• tetraastaturo di carbonio (CAt₄).

Analogamente agli altri alogeni, l'astato forma un idracido, l'acido astatidrico (HAt) che, a differenza dei precedenti, presenta un minore momento di dipolo.

Bibliografia

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
• R. Barbucci, A. Sabatini e P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998 (archiviato dall'url originale il 22 ottobre 2010).

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• Wikizionario
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Collegamenti esterni

• astato, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• (EN) Astatine, su periodic.lanl.gov, Los Alamos National Laboratory. URL consultato il 12 maggio 2005 (archiviato dall'url originale il 12 gennaio 2011).
• (EN) Astatine, su WebElements.com.
• (EN) Astatine, su EnvironmentalChemistry.com.