85 砹 放射性的卤族元素

本文作者：漂泊

砹是一种稀有的放射性非金属元素。它最初始利用回旋加速器人工制得了，后来被发现在自然界中也有少量天然产物。其性质与卤族元素接近，但带有部分金属性。有科学家认为具有放射性的砹是一种有潜力治疗癌症的药物。

砹的基本物理性质

砹的发现

门捷列夫曾指出存在一种类碘元素，是一种卤素，性质与碘相似，但相对分子质量比碘大，莫斯莱确定类碘的原子序数为85。一开始，化学家们根据门捷列夫的推断——类碘是一个卤素，就尝试从各种盐类里去寻找它们，但是一无所获。1925年7月英国化学家费里恩德特地选定了炎热的夏天去死海寻找这种元素，但是经过辛劳的化学分析和光谱分析后，还是一无所获。后来也有不少化学家尝试利用光谱技术去找这个元素，但都没有成功。

1931年，美国亚拉巴马州理工学院物理学教授Fred Allison宣称在王水和独居石作用的萃取液中发现了85号元素。元素符号定为Ab。可是没过多久加州大学伯克利分校的H. G. MacPherson就反驳Allison方法和他的发现的有效性。Allison发现新元素的结论也被认为是不可靠的。

1940年，意大利化学家Emilio Segrè和美国科学家Dale R. Corson、Kenneth Ross MacKenzie在加州大学伯克利分校用回旋加速器加速氦原子核，轰击金属209Bi，由此制得了第85号元素——“类碘”，也就是砹。在希腊文里，砹（Astatine）的意思是“不稳定”。砹是一种非金属元素，它的性质同碘很相似，并有类似金属的性质。它很不稳定，半衰期为8.3小时。

后来，人们在铀矿中也发现了极微量的砹。这说明在大自然中存在着天然的砹。砹是地壳中含量最少的元素之一。自然界存在的砹都是天然放射性元素衰变的产物。[1-8]

单质砹

砹的性质

砹是一种卤族元素，卤素单质的分子量越大，颜色就越深，砹也符合这一规律，它是一种近黑色的固体，受热升华时会形成黑紫色的气体，比碘蒸气颜色还深。砹也是金属性最强的卤族元素。目前只有少量的金属砹化物被报道发现，如砹化钠、砹化钯、砹化银、砹化铊等等。砹还可以取代苯环上的氢形成C6H5At，这个化合物可以被氯气氧化为C6H5AtCl2。砹还可以与吡啶形成复合物，这个复合物还可以与高氯酸根或硝酸根形成离子化合物。此外，砹在蒸汽状态下还可以与碘和溴形成卤素互化物。 [9-11]

碘化砹结构示意图

砹的潜在应用

砹的稀少性使得它成为了一种很难被研究的元素。尽管如此，一些科学家依旧认为砹可以被用于治疗癌症。砹可能会像碘一样，在甲状腺中富集，它的放射性可能可以杀死甲状腺中的癌细胞。2015年，一篇International Journal of Molecular Sciences上的文章报道了由Françoise Kraeber-Bodéré领导的一个法国研究小组发明了一种放射免疫治疗法，这种方法需要一种能够放射α粒子或β粒子的放射源。211At相对于传统使用的放射源213Bi来说，具有更长的使用寿命，而且砹能被加工成颗粒状，具有优势。211At自1989年被研究以来，在白血病等疾病的治疗上都有成功的案例。文章结论认为以211At作为放射源可以提高该放射性免疫治疗法的效率。[12]

参考文献

• [1] Ball, P. (2002). The Ingredients: A Guided Tour of the Elements. Oxford University Press. pp. 100–102. ISBN 978-0-19-284100-1.

• [2] Lavrukhina & Pozdnyakov 1970, pp. 227–228.

• [3] Allison, F.; Murphy, E. J.; Bishop, E. R.; Sommer, A. L. (1931). “Evidence of the Detection of Element 85 in Certain Substances”. Physical Review. 37 (9): 1178–1180. Bibcode:1931PhRv…37.1178A. doi:10.1103/PhysRev.37.1178.

• [4] Trimble, R. F. (1975). “What Happened to Alabamine, Virginium, and Illinium?”. Journal of Chemical Education. 52 (9): 585. Bibcode:1975JChEd..52..585T. doi:10.1021/ed052p585.

  [5] MacPherson, H. G. (1934). “An Investigation of the Magneto-optic Method of Chemical Analysis”. Physical Review. 47 (4): 310–315. Bibcode:1935PhRv…47..310M. doi:10.1103/PhysRev.47.310.

• [6] Burdette, S. C.; Thornton, B. F. (2010). “Finding Eka-Iodine: Discovery Priority in Modern Times” . Bulletin for the History of Chemistry. 35: 86–96.

• [7] Scerri, E. (2013). A Tale of 7 Elements (Googe Play ed.). Oxford University Press. pp. 188–190, 206. ISBN 978-0-19-539131-2.

• [8] Corson, D. R.; MacKenzie, K. R.; Segrè, E. (1940). “Artificially Radioactive Element 85”. Physical Review. 58 (8): 672–678. Bibcode:1940PhRv…58..672C. doi:10.1103/PhysRev.58.672.

• [9] Kugler, H. K.; Keller, C. (1985). ‘At, Astatine’, System No. 8a. Gmelin Handbook of Inorganic and Organometallic Chemistry. 8 (8th ed.). Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-93516-2.

• [10] Zuckerman, J. J.; Hagen, A. P. (1989). Inorganic Reactions and Methods, Volume 3, The Formation of Bonds to Halogens (Part 1). John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-18656-4.

• [11] Brookhart, M.; Grant, B.; Volpe, A. F. (1992). “[(3,5-(CF3)2C6H3)4B]–[H(OEt2)2]+: a convenient reagent for generation and stabilization of cationic, highly electrophilic organometallic complexes”. Organometallics. 11 (11): 3920–3922. doi:10.1021/om00059a071.

• [12] https://www.livescience.com/39514-facts-about-astatine.html