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Astat

Chemie und Physik des chemischen Elements Astat und seiner Verbindungen.



Astat

Astat (aus dem griechischen: astatos = unbeständig), chemisches Symbol At, Ordnungszahl 85, ist ein radioaktives, nichtmetallisches chemisches Element aus der Gruppe der Halogene.

Astat ist in der Natur das am seltensten anzutreffende Element (geschätzte 0,0000000000000000000000003 Gewichtsprozent der Erdkruste) , was insbesondere in der Instabilität der Astat-Atome begründet ist. Entsprechend rar sind daher auch die Kenntnisse über das Element selbst sowie über die Astat-Verbindungen.

Eine Probe reinen Astats konnte nie hergestellt werden, da jedes Präparat durch die Wärme ihrer eigenen Radioaktivität sofort verdampfen würde.Dennoch gibt es seit einiger Zeit einige Ansätze, Astat zur Strahlensterapie bei bestimmten Tumorarten und in der Schilddrüsendiagnostik einzusetzten.

Die Eigenschaften des reinen Astats sind nicht mit Sicherheit bekannt. Viele von ihnen basieren auf der Position des Elements im Periodensystem als schwereres Analogon von Iod und als Mitglied der Halogene.

Astat hat wahrscheinlich ein dunkles oder glänzendes Aussehen und kann ein Halbleiter oder möglicherweise ein Metall sein. Es hat wahrscheinlich einen höheren Schmelzpunkt als Iod. Chemisch sind mehrere anionische Astat-Varianten bekannt und die meisten dieser Verbindungen ähneln denen von Jod. Astat zeigt ein gewisses metallisches Verhalten, einschließlich der Fähigkeit, in wässriger Lösung - im Gegensatz zu den leichteren Halogenen - ein stabiles einatomiges Kation At+ zu bilden.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Astat

Bezeichnung:Astat Symbol:At Ordnungszahl:85 Atommasse:[210] u Periodensystem-Stellung:17. Gruppe, 7. Hauptgruppe, 6. Periode Gruppen-Zugehörigkeit:Halogene Entdeckung:1940 Bedeutung des Namens:Griechisch: unbeständig Historische Bezeichnungen:Helvetium, Anglohelvetium, Alabamin, Dakin (verworfene Vorschläge); Eka-Iod Irdisches Vorkommen:Gilt als seltenstes natürliches chemisches Element. Englischer Name:Astatine CAS-Nummer:7440-68-8 InChI-Key:RYXHOMYVWAEKHL-UHFFFAOYSA-N

 

Das Astat-Atom

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f
At85[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5 2262610261014261025

 

Ionisierungsenergien

1. IE: 9,31751(8) eV2. IE: 20 eV3. IE: 29 eV4. IE: 41 eV5. IE: 51 eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Astat-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
95730174931678514214

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
43174008342629092787

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
1042886740533507210210

 

OIOIIOIIIOIVOV
5s5p1/25p3/25d3/25d5/2
1951481154040

 

Weitere Daten

Kovalente Radien:150 pm (nach Cordero et al.)
147 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
138 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
138 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:32,94 cm3 mol-1 (At2) Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,966; ωL1: 0,138; ωL2: 0,438; ωL3: 0,374 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,057; F13: 0,62; F23: 0,113

 

Chemische Daten

Elektronegativität:2,20 nach Pauling
2,60 nach Allen
Elektronaffinität:2,42(12) eV bzw. 233(12) kJ mol-1Oxidationsstufen:- 1, + 1 + 3, + 5, + 7

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Astats

Die nachfolgende Tabelle führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des elementaren Astats auf. Soweit nicht anders vermerkt beziehen sich die Werte auf At-210.

Schmelzpunkt:302 °C Schmelzenthalpie (molar):23,8 kJ mol-1 Siedepunkt:337 °C Verdampfungsenthalpie:54,39 kJ mol-1 Thermische Leitfähigkeit:1,7 W m-1 K-1 Dichte:6,35 g cm-3 (At2) Kristallstruktur:Kubisch-flächenzentriert - fcc

 

 

Literatur und Quellen

[1] - D. R. Corson, K. R. MacKenzie, E. Segre:
Artificially Radioactive Element 85.
In: Physical Review, 1940, DOI 10.1103/PhysRev.58.672.

[2] - Alice Leigh-Smith, Walter Minder:
Experimental Evidence of the Existence of Element 85 in the Thorium Family.
In: Nature, 1942, DOI 10.1038/150767a0.

[3] - Stephen J. Hawkes:
Polonium and Astatine Are Not Semimetals.
In: Journal of Chemical Education, 2010, DOI 10.1021/ed100308w.

[4] - Andreas Hermann, Roald Hoffmann, and N. W. Ashcroft:
Condensed Astatine: Monatomic and Metallic.
In: Physical Review Letters, 2013, DOI 10.1103/PhysRevLett.111.116404.

[5] - David Teze et al.:
Targeted radionuclide therapy with astatine-211: Oxidative dehalogenation of astatobenzoate conjugates.
In: Scientific Reports, 2017, DOI 10.1038/s41598-017-02614-2.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 11.01.2019.



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