Úvod
Astát (At) je vysoko rádioaktívny chemický prvok, ktorý je najťažším známym halogénom. Jeho protónové číslo je 85 a patrí do 17. skupiny periodickej tabuľky. Keďže sa nikdy nepodarilo získať viditeľné množstvo tohto prvku, jeho vzhľad nie je priamo známy. Predpokladá sa však, že ide o tmavú tuhú látku s kovovým leskom, podobnú jódu. Astát je najvzácnejší prirodzene sa vyskytujúci prvok na Zemi, kde sa nachádza len v stopových množstvách v uránových rudách ako produkt rozpadu. Pre výskum sa vyrába umelo bombardovaním bizmutu alfa časticami v cyklotróne.
Vlastnosti
Astát (At) je najťažší známy halogén s protónovým číslom 85. Je to extrémne rádioaktívny prvok, ktorého všetky izotopy sú nestabilné. Najstabilnejší izotop, astát-210, má polčas rozpadu iba 8,1 hodiny. Kvôli jeho nestabilite a malému množstvu sa jeho vlastnosti určujú ťažko a sú často odhadované. Predpokladá sa, že v tuhom stave má tmavý až čierny, kovový vzhľad, podobne ako jód. Jeho teplota topenia sa odhaduje na 302 °C a teplota varu na 337 °C. Chemicky sa správa ako typický halogén, ale vykazuje aj výraznejšie kovové vlastnosti. Tvorí anión astatid (At⁻) a medzihalogénové zlúčeniny.
Pôvod názvu
Pôvod názvu tohto prvku je odvodený z gréckeho slova „astatos“ (ἄστατος), čo v preklade znamená „nestály“ alebo „nestabilný“. Názov výstižne popisuje jeho najvýraznejšiu vlastnosť – všetky jeho izotopy sú extrémne nestabilné a podliehajú rýchlemu rádioaktívnemu rozpadu s veľmi krátkym polčasom premeny.
Objav
Existenciu prvku pod jódom, ktorý nazval „eka-jód“, predpovedal už Dmitrij Mendelejev pri tvorbe periodickej tabuľky. Mnoho vedcov sa neúspešne pokúšalo tento prvok nájsť v prírode, čo viedlo k niekoľkým chybným ohláseniam objavu. Skutočný prelom nastal až v roku 1940 na Kalifornskej univerzite v Berkeley. Tím vedcov v zložení Dale R. Corson, Kenneth Ross MacKenzie a Emilio Segrè ho úspešne syntetizoval bombardovaním bizmutu alfa časticami v cyklotróne. Názov astát bol odvodený z gréckeho slova „astatos“, čo v preklade znamená „nestabilný“, a dokonale vystihuje jeho základnú vlastnosť.
Výskyt v prírode
Astát je najvzácnejší prirodzene sa vyskytujúci prvok v zemskej kôre. Nenachádza sa tu v stabilnej forme, ale vzniká výlučne ako produkt rádioaktívneho rozpadu ťažších prvkov, najmä uránu a tória. Odhaduje sa, že v celom zemskom povrchu sa v ktoromkoľvek okamihu nachádza menej ako jeden gram astátu. Z tohto dôvodu je jeho ťažba z prírodných zdrojov nemožná a úplne nepraktická. Všetok astát pre vedecké a medicínske účely sa preto vyrába umelo. Získava sa bombardovaním kovového bizmutu vysokoenergetickými alfa časticami v časticových urýchľovačoch, čo vedie k vzniku použiteľných izotopov.
Využitie
Využitie astátu je takmer výlučne obmedzené na oblasť experimentálnej nukleárnej medicíny, kde predstavuje veľký prísľub. Konkrétne jeho izotop astát-211 sa skúma ako účinný prostriedok v cielenej alfa-terapii na liečbu niektorých typov rakoviny. Princíp spočíva v jeho naviazaní na špeciálne molekuly, napríklad monoklonálne protilátky, ktoré vyhľadávajú a viažu sa priamo na nádorové bunky. Následne astát emituje vysokoenergetické alfa častice s krátkym dosahom, ktoré zničia cieľové bunky bez výraznejšieho poškodenia okolitého zdravého tkaniva. V prírode nemá žiadnu známu biologickú úlohu a vyskytuje sa len ako extrémne nestabilný medziprodukt.
Zlúčeniny
Zlúčeniny astátu sú produkované takmer výhradne umelo a v extrémne malých množstvách pre výskumné účely. V medicíne sa pripravujú komplexné organické molekuly, kde je atóm astátu naviazaný na protilátky alebo peptidy, čím vznikajú rádiofarmaká. Tieto zlúčeniny slúžia na presné doručenie žiarenia k nádoru. V anorganickej chémii sa jeho správanie odvodzuje od jódu. Predpokladá sa existencia astatidov (solí s aniónom At⁻), nestabilného astatánu (HAt) a interhalogénových zlúčenín, napríklad AtI, AtBr a AtCl. V prírode sa pre jeho okamžitý rádioaktívny rozpad a mizivý výskyt žiadne zlúčeniny netvoria.
Zaujímavosti
Astát drží rekord ako najvzácnejší prvok, ktorý sa prirodzene vyskytuje v zemskej kôre. Celkové množstvo prítomné na celej planéte v jednom okamihu sa odhaduje na menej ako jeden gram. Hoci patrí medzi halogény, je zároveň najťažším členom tejto skupiny a jeho vlastnosti sa výrazne líšia. Očakáva sa, že má skôr polokovový až kovový charakter a v pevnom stave by mal tmavý, lesklý vzhľad. Všetky jeho izotopy sú rádioaktívne s veľmi krátkym polčasom premeny; najstabilnejší izotop astát-210 má polčas premeny len 8,1 hodiny.
