Astatine adalah elemen paling jarang di Bumi; hanya kira-kira 25 gram berlaku secara semulajadi di planet ini pada bila-bila masa. Kewujudannya diramalkan pada tahun 1800-an, tetapi akhirnya ditemui kira-kira 70 tahun kemudian. Dekad selepas penemuannya, sangat sedikit diketahui tentang astatine. Sesungguhnya, ahli fizik menyimpulkan banyak sifatnya - seperti sifat radioaktif, pengalihan dan warna - berdasarkan ahli-ahli kumpulan halogen yang lain.
Sejarah
Dmitri Mendeleyev, ahli kimia Rusia yang pada tahun 1869 menganjurkan unsur-unsur ke dalam jadual berkala yang masih digunakan hari ini, meramalkan sifat unsur yang tidak diketahui yang akan mengisi ruang kosong pada jadual berkala untuk elemen No. 85, menurut Peter van der Krogt , sejarawan Belanda. Mendeleyev menamakan elemen eka-iodin ini yang tidak diketahui kerana kedudukannya terus di bawah iodin dalam kumpulan unsur halogen.
Memandangkan carian untuk elemen baru bermula, beberapa laporan telah diterbitkan mengenai elemen 85, menurut artikel 2010 yang disiarkan dalam Buletin Sejarah Sejarah oleh Brett F. Thornton dan Shawn C. Burdette, penyelidik di Sweden dan Amerika Syarikat, masing-masing. Laporan-laporan ini termasuk tuntutan bahawa elemen tidak dapat wujud, bahawa penyelidik mendapati unsur itu tidak dapat mengasingkannya, dan sifat-sifat yang dilaporkan tidak konsisten dengan ujian.
Terdapat banyak kekaburan tentang siapa yang pertama kali mendapati astatine, menurut Thornton dan Burdette. Penemuan ini boleh dikaitkan dengan segelintir penyelidik, terutamanya salah satu daripada kumpulan berikut.
Horia Hulubei dan Yvetter Cauchois, penyelidik di Sorbonne di Paris, menerbitkan hasil penemuan mereka unsur 85 pada tahun 1938. Mereka menggunakan pemisahan kimia dan menerbitkan bahawa mereka menemui tiga baris spektrum sinar-X untuk elemen yang hampir dipadankan dengan ramalan sebelumnya. Malangnya, pelarian Perang Dunia II mengganggu penyelidikan serta komunikasi di kalangan saintis di seluruh dunia.
Penemuan astatine pertama yang berjaya diiktiraf pada tahun 1940 oleh Dale R. Coson, Kenneth Ross Mackenzie dan Emilio Segrè, penyelidik di University of California Berkeley, menurut Chemicool. Oleh kerana tiada siapa yang dapat menemui unsur yang jarang berlaku, kumpulan saintis ini menghasilkannya dengan membombardir bismuth-209 dengan zarah alfa dalam pemecut zarah. Reaksi ini menghasilkan astatine-211 serta dua neutron bebas. Unsur ini sangat radioaktif dan tidak stabil, yang menyebabkan nama astatine dari kata Yunani yang bermaksud "tidak stabil."
Namun satu lagi kumpulan penyelidik secara bebas mengenali dan mencirikan elemen 85 pada awal 1940-an, menurut Thornton dan Burdette. Berta Karlik dan Traude Bernert pada tahun 1942 melaporkan hasil kajian mereka, termasuk nama yang dicadangkan "viennium." Walau bagaimanapun, kerana Perang Dunia II, berita itu disimpan di dalam wilayah Jerman, dan berita sains dari rantau lain di dunia tidak dibawa masuk, sehingga Karlik dan Bernert tidak menyadari hasil yang sama dari kumpulan Berkeley. Apabila Karlik dan Bernert dimaklumkan mengenai hasil yang diterbitkan daripada kumpulan di Berkeley, mereka masih meneruskan kajian unsur 85 dan menambah banyak pengetahuan tentang rantaian peluruhan yang membentuk unsur tersebut.
Hanya fakta
- Nombor atom (bilangan proton dalam nukleus): 85
- Simbol atom (pada jadual berkala unsur): Pada
- Berat atom (purata jisim atom): 210
- Ketumpatan: kira-kira 4 auns per inci padu (kira-kira 7 gram per cm padu)
- Fasa pada suhu bilik: pepejal
- Takat lebur: 576 darjah Fahrenheit (302 darjah Celsius)
- Titik didih: tidak diketahui
- Bilangan isotop semulajadi (atom unsur yang sama dengan bilangan neutron yang berbeza): sekurang-kurangnya 30 isotop radioaktif
- Isotop-isotop yang paling biasa: At-210 (banyaknya kelebihan semulajadi yang tidak dapat dielakkan), Am-211 (banyaknya kelebihan semulajadi yang tidak dapat dielakkan)
Siapa tahu?
- Astatine dinamakan sempena perkataan Yunani 'astatos', yang bermaksud tidak stabil, menurut Makmal Jefferson.
- Terdapat hanya kira-kira 25 gram astatina yang berlaku secara semulajadi di kerak bumi pada suatu masa tertentu, menurut Chemicool.
- Menurut Lenntech, astatine adalah halogen paling berat yang diketahui. Menurut Elemental Matter, elemen halogen, termasuk astatine, berkongsi sifat yang sama; ia bukan logam, mempunyai lelehan rendah dan titik didih, rapuh apabila pepejal, konduktor haba dan elektrik yang lemah, dan diatomik (molekulnya mengandungi dua atom).
- Astatine adalah reaktif yang paling sedikit dan mempunyai ciri-ciri yang paling metalik bagi mana-mana unsur dalam kumpulan halogen, menurut Chemicool.
- Isotop astatina dengan separuh hayat terpanjang ialah astatine-210 dengan separuh hayat sebanyak 8.1 jam, menurut Makmal Jefferson.
- Banyak sifat fizikal astatine masih tidak diketahui, termasuk warnanya, menurut artikel 2013 oleh D. Scott Wilbur yang diterbitkan dalam Alam. Berdasarkan corak warna yang ditunjukkan oleh ahli keluarga halogen lain, ia dipercayai bahawa astatine adalah gelap, mungkin dekat dengan warna hitam.
- Astatine sangat radioaktif namun tidak menimbulkan kesan kesihatan atau alam sekitar sama sekali kerana jarang dan sangat separuh hayatnya, menurut Lenntech. Walaupun jika seseorang bersentuhan dengannya, astatine dianggap terkumpul dalam kelenjar tiroid sama seperti iodin.
Penyelidikan semasa
Kekurangan astatina menjadikannya satu elemen yang sangat sukar untuk dipelajari. Walau bagaimanapun, sesetengah penyelidik berpendapat astatine mungkin mempunyai kegunaan dalam mengubati kanser. Astatine mungkin berkelakuan seperti iodin, yang cenderung untuk mengumpul dalam kelenjar tiroid, menurut Kimia Dijelaskan. Astatine juga boleh pergi ke tiroid, dan sinarannya boleh membunuh sel-sel kanser di dalam kelenjar.
Dalam kertas 2015 yang diterbitkan dalam Jurnal Antarabangsa Sains Molekul, sekumpulan penyelidik Perancis yang diketuai oleh Françoise Kraeber-Bodéré menerangkan kaedah terapi radioimmunoterapi (RIT) yang menggunakan radionuklida yang memancarkan zarah beta atau alpha. Astatine-211 adalah salah satu isotop yang boleh memberi manfaat kepada terapi alfa kerana ia mempunyai jangka hayat yang lebih lama daripada bismuth-213 yang digunakan secara tradisional, dan ia boleh dihasilkan dalam pemecut zarah. Astatine-211 telah dikaji untuk kegunaan ini sejak sekurang-kurangnya 1989, menurut penulis, dan telah menunjukkan hasil yang menjanjikan, termasuk percobaan dengan pemindahan tulang sumsum pada pesakit leukemia, kajian pemindahan sel stem pada tikus, dan dalam rawatan kemoterapi dengan pesakit dengan tumor otak.
Kesimpulan yang dicapai oleh penyelidik menunjukkan bahawa menggunakan isotop radioaktif, seperti astatine-211, dapat meningkatkan kecekapan RIT untuk merawat tumor dan kanser lain, terutama jika rawatan dimulakan di awal penyakit. Kaedah RIT ini juga mempunyai potensi untuk membunuh sisa sel tumor yang biasanya tahan terhadap kemoterapi dan terapi radioaktif.
