Astate

Iso	AN	Période	MD	Ed	PD
Iso	AN	Période	MD	MeV	PD
²⁰⁹At	{syn.}	5,41 h	β⁺ α	3,486 5,758	²⁰⁹Po ²⁰⁵Bi
²¹⁰At	{syn.}	8,1 h	β⁺ α	3,981 5,632	²¹⁰Po ²⁰⁶Bi
²¹¹At	{syn.}	7,214 h	ε α	0,786 5,983	²¹¹Po ²⁰⁷Bi

Propriétés physiques du corps simple

État ordinaire

Solide

Système cristallin

Cubique à faces centrées^[4] (prédiction)

Couleur

métallique (?)

Point de fusion

302 °C^[2]

Point d’ébullition

312 °C à 337 °C^[3] (calculé)

Conductivité thermique

1,7 W·m^-1·K^-1

Divers

N^o CAS

142364-73-6^[5]

Précautions

Radioélément à activité notable

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^[6].

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^[7]. C'est le plus rare des éléments naturels sur Terre, avec une estimation de moins de 30 grammes dans la croûte terrestre^[8].

Caractéristiques notables

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^[9]. 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^[10].

Histoire

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^[6] selon la réaction :

²⁰⁹Bi + ⁴He → ²¹¹At + 2 neutrons

Production

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^[11], 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

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^[12].

Notes et références

↑ (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).
↑ (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90^e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0).
↑ (en) K. Otozai et N. Takashi, « Estimation of the Chemical Form and the Boiling point of Elementary Astatine by Radiogaschromatography », Radiochimica Acta, vol. 31, n^os 3-4,‎ mai 1982, p. 201-204 (DOI 10.1524/ract.1982.31.34.201, lire en ligne)
↑ (en) Andreas Hermann, Roald Hoffmann et Neil W. Ashcroft, « Condensed Astatine: Monatomic and Metallic », Physical Review Letters, vol. 111, n^o 11,‎ 12 septembre 2013, article n^o 116404 (PMID 24074111, DOI 10.1103/PhysRevLett.111.116404, Bibcode 2013PhRvL.111k6404H, lire en ligne)
↑ (en) Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009.
↑ ^{a et b} « Astate », Encyclopedia Universalis (consulté le 18 avril 2010)
↑ J.-B. G., « Nantes : le cyclotron le plus puissant au monde » (consulté le 10 avril 2010)
↑ (en) Frank Close, Particle Physics: A Very Short Introduction, Oxford University Press, New York, 2004. Page 2.
↑ (en) C. R. Hammond, The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, Boca Raton, CRC Press, 2004, 85^e éd. (ISBN 978-0-8493-0485-9)
↑ (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)
↑ 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)
↑ (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)

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Métaux Alcalins	Alcalino- terreux	Lanthanides	Métaux de transition	Métaux pauvres	Métal- loïdes	Non- métaux	Halo- gènes	Gaz nobles	Éléments non classés
		Actinides
		Superactinides

[1] (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).

[HandbookChemPhys90-2] (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90^e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0).

[10.1524/ract.1982.31.34.201-3] (en) K. Otozai et N. Takashi, « Estimation of the Chemical Form and the Boiling point of Elementary Astatine by Radiogaschromatography », Radiochimica Acta, vol. 31, n^os 3-4,‎ mai 1982, p. 201-204 (DOI 10.1524/ract.1982.31.34.201, lire en ligne)

[10.1103/PhysRevLett.111.116404-4] (en) Andreas Hermann, Roald Hoffmann et Neil W. Ashcroft, « Condensed Astatine: Monatomic and Metallic », Physical Review Letters, vol. 111, n^o 11,‎ 12 septembre 2013, article n^o 116404 (PMID 24074111, DOI 10.1103/PhysRevLett.111.116404, Bibcode 2013PhRvL.111k6404H, lire en ligne)

[5] (en) Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009.

[univ-6] {a et b} « Astate », Encyclopedia Universalis (consulté le 18 avril 2010)

[7] J.-B. G., « Nantes : le cyclotron le plus puissant au monde » (consulté le 10 avril 2010)

[8] (en) Frank Close, Particle Physics: A Very Short Introduction, Oxford University Press, New York, 2004. Page 2.

[CRC-9] (en) C. R. Hammond, The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, Boca Raton, CRC Press, 2004, 85^e éd. (ISBN 978-0-8493-0485-9)

[10] (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)

[11] 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)

[nubas-12] (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)

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