Astate

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher
Astate
PoloniumAstateRadon
I
   
 
85
At
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
At
Uus
Tableau completTableau étendu
Informations générales
Nom, symbole, numéro Astate, At, 85
Série chimique Halogène/métalloïde
Groupe, période, bloc 17 (VIIA), 6, p
Couleur métallique (?)
No CAS 142364-73-6 [1]
Propriétés atomiques
Masse atomique 210 u
Rayon de covalence 1,50 Å [2]
Configuration électronique [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 32, 18, 7
État(s) d’oxydation ±1,3,5,7
Oxyde inconnu
Propriétés physiques
État ordinaire Solide
Point de fusion 302 °C [3]
Point d’ébullition 610 K
Énergie de fusion 114 kJ·mol-1
Divers
Électronégativité (Pauling) 2,2
Conductivité thermique 1,7 W·m-1·K-1
Énergies d’ionisation
1re : ~920 kJ·mol-1
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
210At 100 % 8,1 h ε
α
3,981
5,631
210Po
206Bi
Précautions
Élément radioactif
Élément radioactif
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L’astate est un élément chimique radioactif de la famille des halogènes, de symbole At et de numéro atomique 85 connu pendant un temps sous les noms d'ékaiode ou alabame[4].

Il est le plus lourd des halogènes connus à ce jour. C'est un élément instable et radioactif qui est produit spontanément par désintégration de l'uranium, du thorium ou du francium. Certains isotopes de l'astate sont utilisés en tant qu'émetteur de particule α pour des applications scientifiques, et des applications médicales ont été testées, en ce qui concerne l'astate 211 notamment dans la lutte contre le cancer[5]. C'est le plus rare des éléments naturels sur Terre, avec une estimation de moins de 30 grammes dans la croûte terrestre[6].

Caractéristiques notables[modifier | modifier le code]

L'astate est un élément radioactif. La spectrométrie de masse a confirmé qu'il se comporte chimiquement comme les autres halogènes, particulièrement l'iode (il peut probablement s'accumuler dans la thyroïde comme ce dernier) bien que l'astate soit supposé être plus métallique. Des chercheurs du laboratoire national de Brookhaven ont pratiqué des expériences qui ont permis d'identifier et de quantifier les réactions élémentaires qui impliquent l'astate[7]. Cependant, ces recherches sont limitées par l'extrême rareté de cet élément qui est une conséquence de sa très courte demi-vie. En effet, l'isotope le plus stable de l'astate possède une demi-vie de 8,1 heures ; sa désintégration conduit à des isotopes du plomb. Partant du constat que la couleur des halogènes devient de plus en plus sombre quand leur masse moléculaire augmente, on peut s'attendre à ce que l'astate soit un solide noir qui se sublime en une vapeur violette ou noire (plus foncée que celle de l'iode). On suppose que l'astate peut former des liaisons ioniques avec les métaux comme le sodium, à l'instar des autres halogènes. Cet élément peut également réagir avec l'hydrogène pour former, quand il est dissous dans l'eau, le composé de formule HAt qui est un acide extrêmement fort. Malgré tout, l'astate reste le moins réactif des halogènes, encore moins réactif que l'iode[8].

Histoire[modifier | modifier le code]

L'astate (du grec astatos signifiant « instable ») ou plus précisément son isotope 211At fut synthétisé pour la première fois en 1940 par Dale R. Corson, K. R. MacKenzie et Emilio Segrè de l'université de Californie à Berkeley en bombardant du bismuth 209 avec des particules alpha[4] selon la réaction :

209Bi + 4He → 211At + 2 neutrons

Production[modifier | modifier le code]

L'astate peut être produit en bombardant du bismuth par des particules alpha pour obtenir les isotopes 209At et 211At qui ont une demi-vie relativement longue. Ils peuvent ensuite être séparés de la cible par chauffage dans l'air.

Il est également produit lors de réactions de spallation de l'Uranium par des protons de haute énergie. Ainsi, le CERN indique dans un communiqué de presse le 14 mai 2013[9], avoir profité du faisceau issu du Booster du Synchrotron à protons du CERN : « Les collisions produisent une gerbe d’éléments chimiques, qui se diffusent dans une cavité métallique à 2 000°C. Si l’on envoie des faisceaux laser de longueurs d’onde déterminées dans cette cavité, on obtient une ionisation sélective de certains des atomes. Un champ électrique extrait les ions chargés positivement, qui sont envoyés dans des aimants réglés de façon à permettre uniquement la transmission d’une masse choisie. Le résultat est un faisceau d’ions ne contenant qu’un seul isotope, qui est envoyé sur un détecteur. » De cette étude est obtenue une valeur du potentiel d'ionisation à 9,31751 électronvolts.

Isotopes[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Isotopes de l'astate.

L'astate possède 32 isotopes connus, tous radioactifs ayant un nombre de masse s'étendant de 191 à 223. L'isotope possédant la plus longue demi-vie est 210At, avec une demi-vie de seulement 8,1 h tandis que l'isotope 213At possède une demi-vie de 125 nanosecondes[10].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009
  2. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ 2008, p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  3. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
  4. a et b « Astate », Encyclopedia Universalis (consulté le 18 avril 2010)
  5. J.-B. G., « Nantes : le cyclotron le plus puissant au monde » (consulté le 10 avril 2010)
  6. (en) Frank Close, Particle Physics: A Very Short Introduction, Oxford University Press, New York, 2004. Page 2.
  7. (en) C. R. Hammond, The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, Boca Raton, CRC Press,‎ 2004, 85e éd. (ISBN 978-0-8493-0485-9)
  8. (en) E. Anders, « Technetium and Astatine Chemistry », Annual Review of Nuclear Science, vol. 9,‎ 1959, p. 203–220 (DOI 10.1146/annurev.ns.09.120159.001223)
  9. Bureau de presse du CERN, « Des physiciens mesurent au CERN une propriété fondamentale de l'élément le plus rare sur la Terre »,‎ 2013 (consulté le 15 mai 2013)
  10. (en) Georges Audi, « The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties », Nuclear Physics A, Atomic Mass Data Center, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001)

Sur les autres projets Wikimedia :

  s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares
Métaux alcalins  Métaux alcalino-terreux  Métaux de transition Métaux pauvres
Lanthanides Actinides Superactinides Éléments non classés