Son Haberler

Astatin: Özellikleri Tahmin Edilen Gizemli Element

-
Eylül 12, 2022
Astatin: Özellikleri Tahmin Edilen Gizemli Element

Astatin, dünyanın en az bulunan elementtir. Açıklanan bir hayli özelliği varsayımdan ibaret. Bazı bilim adamları astatinin keşfedilmediğini iddia ediyor.

Astatin: Özellikleri Tahmin Edilen Gizemli Element

Astatin, “astat” olarak da öğrenilir. Dünyada en az bulunan elementtir. Bu nedenle bir hayli özelliği tespit edilemediğinden gizemli bir element olarak görülüyor. Halojen grubundan bir elementtir; ancak bilim dünyası dahil kimse özelliklerini bütün olarak öğrenemiyor. Yarılanma ömrü çok düşük olduğu için üryan gözle gözlenememiştir. Bu nedenle astatinin bazı özellikleri, grubundaki ve element tablosundaki yerinin altında veya üstündeki değişik elementlerin özelliklerinden yola çıkılarak varsayım edilmiştir. Hipotezlerin deneysel olarak test edilip edilemeyeceği de bütün olarak öğrenilemiyor.

Herhangi bir makroskopik numune ve radyoaktif ısınma ile hemen buğulaşacağı için elemental astatin araştırılamamıştır. Başka Bir Deyişle görünür bir astatin parçası, yoğun radyoaktivitesi nedeniyle ortaya çıkan ısıdan hemen buğulaşır. Yeterli bir soğutma tekniği geliştirilebilirse astatin buğulaşmadan ince bir film katmanı biçiminde araştırılabilecektir. Fiziksel özellikleri de teorik ve ampirik olarak türetilen bazı usullerle varsayım edilmiştir.

Bu kadar gizemli olmasından mıdır meçhul, 2010 senesinde bazı tahlilciler astatinin hakikatinde keşfedilemediğini dahi öne sürmüştür. Astatini bu kadar gizemli yapan da yerkabuğunda en fazla 25 gram kadar bulunması ve suni olarak bugüne kadar yalnızca 1 gram elde edilebilmesi… Değişik merak ettiğiniz noktalar yazımızda…

Tarihçesi

Astatin, ilk defa 1940 senesinde Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden Dale R. Corson, Kenneth Ross MacKenzie ve Emilio G. Serge tarafından yapay olarak elde edilmiştir. Bilim adamı takımı, bizmutun süratlendirilmiş alfa parçacıklarıyla bombardımanı neticeyi suni astatin birleşimlemiştir. Daha sonra yapılan araştırmalarda natürel radyoaktif bozunma zincirlerinde çok az ölçülerde astatinin natürel izotoplarına tesadüfülmüştür.

Astatin, periyodik cetvelde iyodun altındaki alanda yeri boşken “eka-iyot” olarak adlandırıldı. 1930 – 1940 seneleri arasında bir hayli kimyager iyot, radon, uranyum ve radyum elementlerinin bulunduğu madenlerde bu boş alanı dolduracak elementi aradı; ancak bulamadı. 1940 senesinde Corson, McKenzie ve Serge isimli kimyagerlerden oluşan takım, siklotron isimli süratlendirici aygıtta bizmutu alfa tanecikleri ile bombardımana tutarak elde ettikleri elementle, tablodaki boş alanı doldurdu. Ancak elde edilen yapı neredeyse bir anda buğulaşacak kadar yüksek radyoaktifliğe sahipti. Elde edilen suni astatinin haricinde 1943 senesinde uranyum ve toryum madenleri arasında denge halinde çok cüzi ölçülerde astatin izotoplarına tesadüfüldü.

“Astatin” sözcüğü, ilk keşfeden takım tarafından Yunanca “kararsız, dengesiz” anlamındaki “astatos” kelimesinden esinlenerek türetilmiştir.

Fiziksel ve Kimyevi Özellikleri

Astatinin kimyevi simgesi “At”, atom numarası 85, atom ağırlığı 210’dur. Erime noktası 302 derece, kaynama noktası 337 derecedir. Periyodik element tablosunun 7-A grubunda ve metaloid element serisinde yer alan radyoaktif bir elementtir. Halojenler grubunun beşinci sırasında yer alan bir ametaldir. Halojenler grubundaki en ağır ve en az reaktif olan elementtir. Astatin, iyodun altında bulunduğu için ve iyot koyu gümüşî bir katı olduğu için metalik gri olarak belirleniyor. Ancak iyot bütün olarak metalik özellikler göstermez. Astatinin iki atomlu moleküllerden değil, değişik halojenler gibi tek atomlu olduğu öngörülüyor.

Son senelerde yapılan araştırmalara göre, bazı bilim adamları, astatinin donakaltıcı tutumlar sergilediğini; sürpriz bir biçimde iki uçlu olduğunu; bir ucunun moleküler olmayan şekilde, değişik ucunun da bayağı tazyik altında metalik kişilikte olduğunu belirtiyor. Astatinin özellikleri, periyodik tablodaki pozisyonuna göre ve florin, bromin, florin ve iyot gibi elementlerin oluşturduğu halojenlerin özelliklerine katlanılarak varsayım ediliyor. Koyu renkli ve parlak bir görünüme sahip yarı geçirgen bir metal olduğu öngörülüyor. Astatinin birkaç anyonik cinsi öğreniliyor ve çoğu bileşimi iyoda benziyor. Organik kimyası da iyotla eşlik gösterir. Bazı metalik tutumlar sergilediği de öğreniliyor. Erime ve kaynama noktaları da hipotezi bedellerdir ve değişik halojenlerden daha düşük olacağı öngörülmektedir. Pauling ölçeğine göre revize edilmiş elektronegatifliği 2,2’dir. Bu özelliği de hidrojene eş ve iyodunkinden düşüktür. Yalnızca “astatides” biçiminde birkaç sodyum bileşiği vardır. Bazı metallerle ve alkalilerle de bileşik oluşturabileceği varsayım ediliyor.

Astatin, yerkabuğunda natürel olarak en ender bulunan elementtir. Genellikle nükleer tepkimeler neticeyi yatay olarak birleşimlenebilmektedir. Kütle numaraları 210-219 arasında değişen 19 izotopu bulunur. Bu izotopların en uzun ömürlü olan izotopu At-210’dur ve yarılanma ömrü 8,1 saattir. En tereddüt izotopu At-219 ise, 0,9 dakika yarılanma ömrüne sahiptir. İzotoplarının çoğu 1 saniye veya daha kısa süreli yarılanma ömrüne sahiptir.

At-210, aynı zamanda astatinin en kararlı izotopudur. Bunun dışındaki izotoplarının hiçbiri kararlı değildir. Bu nedenle izotoplarında yeteri kadar tahlil yapma imkânı bulunamamıştır. At-210 ve At-211 izotoplarında radyokimyasal izleme usulleri kullanılarak bazı araştırmalar yapılmış ve bazı kimyevi ve fiziksel özellikleri ortaya çıkarılmıştır. Ancak izotoplarının tam özellikleri henüz ortaya çıkarılamamıştır. Astatinin bazı izotopları, natürel bazı radyoaktif bozunma zincirleri içinde bulunur. Bunlar; uranyum bozunma zincirinde yer alan At-218, toryum bozunma zincirine yer alan At-216, aktinyum bozunma zincirinde yer alan At-215 ve At-219 izotoplarıdır.

Hangi Alanlarda Kullanılır?

Astatin, çok az ölçüde bulunduğu için henüz ticari bir kullanım alanı bulunmuyor. Ancak nükleer tıp uygulamalarında kullanılması için araştırmalar devam ediyor. İzotoplarının yarılanma ömürleri çok kısa olduğu için çok minik ölçüler üzerinde tahlil yapılabilmiştir. En kararlı izotopu At-210 ve tıbbi açıdan bereketli olabileceği değerlendirilen At-211 natürel olarak elde edilemez. Bazı uygulamalarda kullanılabilecek özellikteki bu iki izotop, Bizmut-209 izotopunun alfa parçacıklarıyla bombardımanı neticeyi suni olarak elde edilebilmektedir. Bu nedenle astatinin kullanımı birkaç alanla hudutlu kalmaktadır. Bazı izotoplarının kanser rehabilitasyonunda kullanılabileceği öngörülerek yapılan araştırmalar devam etmektedir. İyotla eşlikleri göz önüne alınarak tiroid bezi hastalıkları rehabilitasyonunda da kullanılabileceği; iyot gibi tiroid bezindeki kanser hücrelerini yok edebileceği öngörülmektedir. Bu nedenle tiroid bezinde çok az ölçüde astatin bulunabileceği belirtiliyor; ancak henüz bu kanıt edilebilmiş değil.

Bunları Öğreniyor Musunuz?

2010 senesinde İsveçli tahlilci Brett F. Thornton ve Amerikalı tahlilci Shawn C. Burdette’nin yayınladıkları yazılarda, astatinin hakikatinde bulunmadığı ve izole edilemediği; bildirilen özelliklerin de yapılan testlerle anlaşmadığı öne sürüldü. Ayrıca, bulgusuna dair de bazı meçhullükler olduğuna dikkat çektiler.
Astatin dünyanın yerkabuğundan o kadar az bulunur ki; yerkabuğunun 1,6 km kalınlığındaki tabakasında toplam 50 miligram ile 25 gram arasında astatin bulunduğu varsayım edilmektedir.
Astatin tabiatta gram ölçülerde bulunur ve yapay olarak da çok güç elde edilir. Laboratuvar etrafında bugüne kadar üretilebilen astatin ölçüyü 1 gramı geçmemiştir.
Astatin, çok radyoaktif bir elementtir. Başka Bir Deyişle yüksek oranda ışınım yayar. Ancak yüksek radyoaktivitesi nedeniyle ortaya çıkan ısıdan hemen buğulaştığı için yaydığı ışınım yapay olarak elde edilmesinde çalışanlara dahi tesir etmemiştir.
Astatin üzerinde çalışmalar yapan İskoçya’daki Edinburgh Üniversitesi bilim adamlarından Andreas Hermann, astatinle ilgili gizemi şöyle açıklıyor; “Varsayımımca bu element tek atomlu ve cılız bağlı bir tek atomlu metal olacaktır; ama her türlü sürprize de sarihim.”
Astatin izotopları, periyodik tablodaki 101 elementten yalnızca fransiyumdan azıcık daha kararlıdır ve bunların hepsi sentetiktir.
Astatini ilk olarak keşfeden bilim adamları, astatinin, İkinci Dünya Savaşı sırasında nükleer silah üretmek için geliştirilen Manhattan Projesi’ne dahil edilmesi önerisini reddetti.
Astatin, teknesyumdan 3 sene sonra kesin olarak belirlenen ikinci yapay elementtir.
En kararlı izotop At-210, alüminyum çürümesi ile Bizmut-206’ya, elektron tutma yoluyla da Polonyum-210’a dönüşür.
Nükleer özellikleri haricinde astatinin doğrudan ölçülebilen tek bir fiziksel özelliği astatin atomunun spektrumudur. Değişik fiziksel özellikler kuramdan ve değişik elementlerin özelliklerinden ekstrapolasyon yoluyla yapılan varsayımlardan ibarettir. Ekstrapolasyon: Türk Dil Kurumu Bir zaman dizisinin içerdiği yarıyılın veya bilgilerin dışındaki bedellerin geçmiş bedellerden hareketle varsayım edilmesi. Ölçme aralığı dışında kalan bir bedelin grafik uzatma veya varsayım etme yoluyla bulunması operasyonu…

ANEKDOT: Yazıdaki görsel Astatinin hipotezi görünümünü simgelemek için oluşturulmuş hayali bir çalışmadır.