А.К. Лаврухина, А.А. Поздняков - Аналитическая химия технеция, прометия, астатина и франция (1113384), страница 52
Текст из файла (страница 52)
У., Л. Ъг(1еу зз 5опя, 1947. 5 9. 7 . 2 а ч а д а М., Р е 1 !«е )г 3. 5Ьогп02 ге1ега!й Н! Се!о«(а(п) гад!осбев(с(ге )гоп1егепсе. ЫЬВке, 28.!Х вЂ” !.Х, 1964, р. 145. 580. 2 е! ! и т а п М. М. Апа!у1. СЬет., 37, 524 (1965). 15« Глава !П АСТАТИИ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АСТАТННЕ Астатин (от греческого слова аз1а1оз — нестабильный) был открыт в 1940 г. Корзоном, Мак-Кензи и Сегре [62, 63] при бомбардировке висмута а-частицами на 60-дюймовом циклотроне в Беркли (Калифорния, США).
Название, данное элементу 85 этими исследователями ]64], отражает нестабильность всех его изотопов по отношению к радиоактивному распаду. В 1949 г. принято название элемента †астат (А1) [65]е, а на заседании Комиссии по атомным весам Международного Союза химиков в Амстердаме [196] решено указывать в периодической таблице Д.
И.Менделеевамассовое число наиболее долгоживущего его изотопа — А]в'0. Предположение о существовании пятого галоида — экаиода, как называли его до открытия, было высказано в начале 20-х годов [190] после установления Бором физической основы классификации элементов периодической системы.
С этого времени начались интенсивные поиски элемента 85 в природных объектах. Хотя к 30-м годам уже имелись основания предполагать наличие радиоактивности у этого элемента и существование его в одном из трех естественных радиоактивных рядов ]26 — 28, 53, 81, 92, 95, 110, 111, 177, 189], однако исследователи не могли оценить радиоактивный характер элемента 85, имеющего лишь короткоживущие изотопы. Они занимались поисками макроскопических его количеств, применяя рентгено-спектральный метод анализа и длительные химические методы выделения, разработанные для ближайшего аналога — иода.
Первые попытки открыть элемент 85 предприняли в 1925 г. Лоринг и Дрюсс [70, 154 — 156], которые обнаружили в рентгеновских спектрах примесей пиролюзита и чистого сульфата марганца линии 1,086 и 0,895 А, принадлежащие, по их расчетам [156] и ° В советской научной литературе в последние годы распространено еще одно название этого элемента — астат. 228 расчетам других исследователей [51], элементу 85.
Однако вскоре было установлено [155, 173], что эти линии являются ложными. Безуспешны были исследования по изучению содержания элемента 85 в нерастворимых солях Мертвого моря [84], минералах железа и платины [109], урановой смоляной руде ]30, 110, 111], траванкарском монаците ]67, 68], иоде ]181], продуктах распада радона [118 — 121] и радиоактивных рядов [30, 110, 1П, 120, 121, 134, 145, 146, ! 64]. Открытия претендентов на место экаиода — алабамия ]27], англогельвеция ]149], гельвеция [164], лептина [160] и дакина ]67] — оказались ошибочными. Нахождение в природе Лишь в 1943 г., уже после искусственного получения астатина, Карлик и Бернерт ]135 — 138], а затем Вален [193] доказали наличие изотопов элемента 85 во всех трех рядах радиоактивного распада тяжелых элементов. В урановом и актиниевом рядах были обнаружены АИ" и А]"' с периодами полураспада 1,3 и 10 ' сек.
соответственно. Позже Хайд и Гиорсо [124] открыли в ряде тория А]210 с периодом полураспада 0,9 сек. С еще меньшими периодами полураспада образуются в параллельных цепочках распада Ра"', Ра"' и Раап изотопы астатина с массовыми числами 214, 215 и 216 [42, 88, 169]. Неудачные попытки ученых обнаружить астатин в продуктах распада радиоактивных рядов объясняются не только весьма малой продолжительностью жизни изотопов этого элемента, но и незначительной долей разветвления распада, которая приводит к образованию изотопов астатина [!3, 42, 80, 97, 132, 136, 137, 199].
Равновесное количество астатина в рядах урана, тория и актиния; а 2Е 24каА214 —— г-(о,оам) 'н ,Д( Пасв 4 ввА(ыв а мт)1В212 и" 2! ТЬА2 ввТЬС'12 в (0,0!4%) 2( 2) 22 42АНм в2 2 АсВ2' В АсА21' ввАсС"1 З (в !О 4%)~2( 2Л в ввА(и' а соответственно в 5000, 7000 и 200 000 раз меньше, чем если бы астатин был единственным продуктом распада ]саА, Т])А и АсА. Единственным изотопом астатина, находящимся в основной ветви главной цепи распада радиоактивного семейства, является А!"' с периодом полураспада 0,0!8 сек. Он найден в [4п + 1)-ряду [21, 77, 93, 94!.
Если теперь известно об образовании на Земле астатина в цепочках распада естественных радиоактивных рядов урана, тория и актиния, то о наличии этого элемента в звездах не получено пока никаких сведений [21, 158[. Содержание в земной коре А!згз, наиболее долгоживущего изотопа в продуктах распада радиоактивных рядов, составляет всего лишь около 70 дгг [31. Изотопы пстатина В настоящее время известно 20 изотопов и 2 изомера астатина с массовыми числами от 200 до 219 и периодами полураспада от lп 8,3 час.
до 2 10 ' сек. Радиоактивные характеристики изотопов и реакции их получения представлеы в табл. 47. Схемы распада и истематика а- и р-распадов астаина даны в работах [3, 14, 39, (пп и уислс лсйлгрслсс гпп гпп гтп губ ггп дуассрйсс ансис Рнс. !О!. Сечение реакций Врва(а,2п)А044 (!) и Врое(а,Зи)А!аго (2) в зависимости от энергии бом- бардирукгщнк а-частиц 114!1 78, 87, 112 — 114, 132, 169 — 1711. Изучению радиоактивных характеристик изотопов астатина посвящено значительное число работ [19, 24, 31, 45, 46, 59, 60, 66, 69, 82, 83, 90, 98, 108, 112, 113, 114, 117, 130, 139, 140, 148, 175, 182, 184, 186 †1, 197].
Несколько работ было посвящено изучению ядерных свойств изотопов астатина [56, 86, 113, 159, 167, 1911. Спин ядра наиболее изученного изотопа А!зм оказался равным а/з [861. Такие же спины характерны и 230 ча д Фу о и ес Рис. 100. Изменение энергии а-распада изотопов астатина 1!691 "упп о' пп уп гп гп пп пп еп .Ьсрвлл се-апсавпч, дглй Таблица 47 Изотопы астатнна !13, ! 18, 140, 184! Массовое число Реакции получения 0,9 мин. ~ а; э.з 6,41( 60%); 6,'47 ( 40%) 6,35 200 Ап + Сга 1,5 мии. ~ а; э.з В! (а,12 и); Ап, Р! ' Сга, Х44 Ан + С'-', Х'4, О'4 201 6 13(64%); 6,23 (36%) 6,10 202 203 5,95 204 а (18%); э.з в, 90 26,2 мнн. 205 а (0,944); э.з.
206 5,7 29,5 мин. 31,0 мнн. 1,8 часа 1 — 4 часа 1,6 часа а (10%4)! Э.з. 5,75 а (0,54„'); э.э. 208 5,65 0,18 — 0,66 5,65 209 5,5 часа а(5%4): эли 0,09 — О,'!8 5 519 (32%) 5,437 (31%) 5,355 (37% ) 5,86 210 0,04 — 1,6 ! 0,67 211 7,6ГВ 7,60 7,88; 7,82 9,2 0,12 сек. Очень короткий 2.10 4 сед.~ 212ги 213 8,78 В,О 8,04 7,79 Короткий 3.10 4 сек.
' 0,018 сек. 215 216 7,05 а (99,944), а (9?%); 6,7 218 1,3 сек. 0,9 сек. Дочерний Рта'а 6,27 Период тип распада п лураспада ', 3,0 мин. )а(124%); э.з. 7,4 мин. !а (14%4); э 3. 9,3 мнн, 'а(4594); э.з. 8,3 часа а(0,1%); э.з 7,2 часа а(40,944);э.з 212 , 0,305 сек. ( 215 10'сек,' а Энергия излучения, Лсвв! В1(а,10 и); Р1, Ап + С", Х'4. В! (а,9 и); Ан+ +Си, Хм; Р1+Х44 В! (а,з и); Ац + + Сга Хгв Р1+ Х'4 В! (а,7 и); Ап + + Сга, Хга В ! (а,б и);Ац +Х" дочерний Йп В! (а,о л); дочерин» рг"'; расщепление ТЬ, (! Вс (а 4и) расщеп ление ТЬ, 11, дочерний (Сп™ В! (а,з и); расщепление ТЬ, О; дочерний Впала рд (а,2 и); расщепление ТЬ, () В!(а,и) В!(а,и) Продукт распада Раап дочерний Рг'га цепочке Ра"а Дочерний Ргма в цепочке Раап Дочерний АсА Дочерний Ргма в цепочке Рам' Дочерний Ргааг в цепочке ()ааа Дочерний Роа'а для нечетных изотопов висмута: ВРо', ВРса и ВР", имеющих в ядре 83 протона [43, 44, 152, 1571.
Согласно оболочечной модели ядра, в нечетно-четных ядрах с зарядом ядра 83 или 85 идет заполнение ядерной оболочки Ь.ь и, следовательно, изотопы А!ао', А!а'з, АР'а и А!з" также имеют оболочечную конфигурацию !ьь. Согласно данным по энергиям связи протонов и нейтронов в ядрах, для изотопов астатина нельзя ожидать больших периодов полураспада [194, 1951. Изменение энергии а-распада изотопов астатина в зависимости от их массовых чисел подчиняется тем же закономерностям, какие имеют место и для других тяжелых элементов (рис. 100) [125, 169 — 1?11. Например, ход кривой на рис. 100 резко изменяется, когда число нейтронов в ядре равняется 126 (магическое число), соответствующее заполнению нейтронной оболочки ядра [52, 1331.
После прохождения через массовое число 211 кривая энергии а-распада резко возрастает и проходит через максимум в области массы, по-видимому, самого короткоживущего изотопа астатина АР", после чего значение Е„начинает уменьшаться. Этот новый спад энергии а-распада в области болыних массовыхчисел, однако, не приводит к появлению долгоживущих а-активных изотопов, так как основную роль в этой области масс начинает играть р-распад. Зависимость энергии а-распада изотопов астатина от их периода полураспада имеет вид плавной кривой [126, 1691. Наиболее тяжелые изотопы астатина получаются либо при распаде природных радиоактивных элементов (АР", АР'а, АР", А!"', АР"), либо в результате а-распада искусственно синтезированных изотопов франция (АР", АР'а, А!"').
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
