Periodensystem: Astat

Astat 85At

engl. Astatine, griech. astatos („unbeständig“)

Halbwertszeit für At-210 *): 8,1 Stunden

Astat ist das Halogen mit der höchsten Dichte;
es stehen aber nur geringe Mengen zur Verfügung.

Nukleonenzahl *)
Ordnungszahl
Schmelzpunkt
Siedepunkt
Oxidationszahlen
Dichte
Härte (Mohs)
Elektronegativität
Elektronenkonfig.
Natürl. Häufigkeit

*) langlebigstes
Isotop

210
85
302 °C **)
370 °C **)
7, 5, −1
8,75 g/cm³ **)
keine Angaben
2,20 (Pauling)
[Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²6p⁵
At-215 Spuren
At-216 Spuren
At-218 Spuren
At-219 Spuren

**) Werte geschätzt

Physikalisch-chemische Eigenschaften

Astat ist das Halogen mit der höchsten Dichte. Da nur winzige Mengen verfügbar sind, lässt sich über seine Eigenschaften nur wenig aussagen. Das Halogen kommt bei Zimmertemperatur in festem Zustand vor. Wie Iod ist es sublimierbar und leicht flüchtig, jedoch nicht ganz so stark. Auch in seinen chemischen Eigenschaften ähnelt es dem Iod. Wie die anderen Halogene tritt das reine Element vermutlich ebenfalls in der zweiatomigen Molekülform At₂ auf. Das Element besitzt deutlich metallische Eigenschaften und ähnelt in dieser Hinsicht eher dem Polonium als dem Iod.

Toxikologie

Da Astat auf der Erde extrem selten ist, stellt sich die Frage nach der Toxizität kaum. Hätte man einen Brocken des Halogens vor sich, wäre dieser aufgrund seiner Radioaktivität sehr gefährlich.

Vorkommen

Häufigkeit sehr selten

Astat ist das seltenste auf der Erde vorkommende natürliche Element. Der äußerste Kilometer der Erdkruste enthält wahrscheinlich nicht mehr als 50 Milligramm Astat. Die natürlichen Astat-Isotope kommen in geringsten Spuren in Uran- oder Thoriummineralien vor.

Die fünf seltensten Elemente in der Erdhülle

Atomsorte	Symbol	Massenanteil
Astat	At	3 × 10⁻²⁴ %
Francium	Fr	1,3 × 10⁻²¹%
Technetium	Tc	1,2 × 10⁻¹⁹%
Promethium	Pm	1,5 × 10⁻¹⁹ %
Plutonium	Pu	2 × 10⁻¹⁹ %

Astat ist das seltenste natürlich vorkommende Element.

Geschichte

Das Element wurde von den Amerikanern Emilio Gino Segré, D.R. Corson und K.R. Mackenzie an der Universität im kalifornischen Berkeley im Jahr 1940 erstmals hergestellt und entdeckt. Die Forscher beschossen dabei Bismut-209 mit beschleunigten Heliumkernen im Protonenbeschleuniger der Universität (Kernreaktion siehe unter Herstellung).

Die natürlichen Vorkommen der relativ kurzlebigen Isotope konnten von den Österreicherinnen B. Karlik und T. Bernert im Jahr 1943 in Wien als Zerfallsprodukte der radioaktiven Zerfallsreihen in Uran- und Thoriummineralien nachgewiesen werden. Seinen Namen erhielt das Element erst sieben Jahre nach der Entdeckung. Er bezieht sich auf den raschen radioaktiven Zerfall der Isotope und wurde nach dem griechischen Wort astatos („instabil“) gewählt.

Herstellung

Das Isotop At-211 lässt sich mit Hilfe der oben beschriebenen Vorgehensweise durch den Beschuss von Bismut künstlich herstellen.

Dabei entsteht ein Gemisch verschiedener Produkte, aus dem sich das Astat durch das Erhitzen auf 450 bis 600° Celsius verdampfen lässt. An einer gekühlten Platin-Scheibe sublimiert schließlich das Element, das sich durch Abspülen der Platin-Platte mit Salpetersäure in einer wässrigen Lösung isolieren lässt. Aufgrund des raschen Zerfalls und der kurzen Halbwertszeiten gelang es bisher nicht, wägbare Mengen des Elements herzustellen.

Verwendung

Organische Astatverbindungen dienen in der Nuklearmedizin zur Bestrahlung bösartiger Tumore. Astat-Isotope eignen sich aufgrund der kurzen Halbwertszeiten innerlich eingenommen als radioaktive Präparate zum Markieren der Schilddrüse. Das Element wird in der Schilddrüse angereichert und in der Leber gespeichert.