Astaat

Astaat
1 18 1 H 2 Periodiek systeem 13 14 15 16 17 He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba ↓ Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra ↓↓ Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og   Lanthaniden La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Actiniden Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Algemeen
Naam	Astaat
Symbool	At
Atoomnummer	85
Groep	Halogenen
Periode	Periode 6
Blok	P-blok
Reeks	Metalloïden
Kleur	Metalliek
Chemische eigenschappen
Atoommassa (u)	209,9871
Elektronenconfiguratie	[Xe]4f14 5d10 6s2 6p5
Oxidatietoestanden	−1, +1, +3, +5, +7
Elektronegativiteit (Pauling)	2,2
1e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)	890
Fysische eigenschappen
Smeltpunt (K)	575
Kookpunt (K)	610
Aggregatietoestand	Vast
Smeltwarmte (kJ·mol−1)	23,8
Warmtegeleiding (W·m−1·K−1)	1,7
SI-eenheden en standaardtemperatuur en -druk worden gebruikt, tenzij anders aangegeven
Portaal    Scheikunde

Astaat is een scheikundig element met symbool At en atoomnummer 85. Het is zo zeldzaam dat het niet bekend is hoe het eruitziet; daarnaast zouden hoeveelheden die groot genoeg zijn om met het blote oog waar te nemen meteen verdampen door de intense radioactiviteit. Theoretisch zou het een metalliek zilverkleurig metalloïde kunnen zijn. Soms wordt de naam "astatium" gebruikt als vertaling van het Engelse astatine, zoals "jodium" in plaats van jood als vertaling van het Engelse iodine.

Astaat komt van nature nauwelijks op aarde voor, de totale hoeveelheid in de aardkorst op enig moment bedraagt nog geen 30 gram.^[1][2] Dit wordt door alle bronnen van elkaar overgeschreven. Anderen schatten de totale hoeveelheid zelfs op veel minder dan een gram.^[3] Astaat ontstaat heel even als vervalproduct in uranium- en thoriumertsen in sommige vervalketens; deze isotopen vervallen echter zelf binnen enkele seconden weer tot andere elementen. Het is in 1940 voor het eerst gesynthetiseerd door Dale Corson, Kenneth Ross MacKenzie en Emilio Segrè aan de Universiteit van Californië - Berkeley tijdens het beschieten van bismutkernen met alfadeeltjes.^[1]

De naam is afgeleid van het Griekse άστατος (astatos), dat instabiel betekent.^[4] De halveringstijd van het stabielste astaatisotoop, astaat-210, bedraagt 8,1 uur. Van astaat zijn geen reguliere industriële toepassingen bekend. Wel is de isotoop astaat-211 in principe bruikbaar voor radiotherapeutische behandeling van kanker.

Met massaspectrometrie is aangetoond dat astaat chemisch veel overeenkomsten vertoont met halogenen, vooral met jodium, hetgeen ook volgt uit de positie van het element in het periodiek systeem, onder het element jood. Fysisch vertoont astaat echter meer overeenkomsten met metalloïden, zoals veel zware elementen. Berekend is dat een pentavalente koolstofverbinding zou kunnen bestaan als trigonale bipiramide in de vorm ${\displaystyle {\ce {[At-C(CN)3-At]^{-}}}}$.^{[5][Noot 1]}

Astaat ontstaat uit het trage verval van zwaardere in de natuur voorkomende kernen zoals thorium en uranium, maar heeft zelf een korte halveringstijd. In de natuur komen zeer kleine hoeveelheden astaat-215, astaat-218 en astaat-219 voor die zich in evenwicht bevinden met uranium-233 en neptunium-239, als gevolg van de interactie van thorium en uranium met vrije neutronen.^[1]

Voor wetenschappelijke doeleinden wordt astaat geproduceerd door bismut te bombarderen met alfadeeltjes. Hieruit ontstaan isotopen met halveringstijden variërend van enkele nanoseconden tot maximaal 8,1 uur voor astaat-210.

${\displaystyle {\ce {^209_83Bi + ^4_2He -> ^211_85At + 2^1_0n}}}$

${\displaystyle {\ce {^209_83Bi + ^4_2He -> ^210_85At + 3^1_0n}}}$

${\displaystyle {\ce {^209_83Bi + ^4_2He -> ^209_85At + 4^1_0n}}}$

Zie Isotopen van astaat voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Isotopen komen voor tussen astaat-191 en astaat-223, behalve astaat-192.

Op het gebied van toxicologie is vrijwel niets bekend over astaat.

Ten gevolge van de radioactieve instabiliteit van astaat is de chemie ervan grotendeels onbekend. Verbindingen met waterstof, broom en jood zijn beschreven.

• Lenntech.nl - astaat
• (en) EnvironmentalChemistry.com - astaat
• (en) WebElements.com - astaat

1. ↑ In hoeverre hier sprake is van een pentavalent koolstofatoom of een pentagecoördineerd koolstofatoom is wel de vraag, zie bijvoorbeeld bij Piramidaal carbokation.

Zie de categorie Astatine van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.