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【科学家|卤族元素中的砹,含量十亿亿亿分之一,科学家是如何发现它的?】
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砹(At、ài、85号元素) , 是地壳中含量极低的化学元素之一 , 据估计 , 在任何时候 , 地壳中的砹元素加起来不会超过50克 , 含量只有十亿亿亿分之一 , 门捷列夫在19世纪就预言了砹的存在 , 但是直到半个世纪后 , 科学家才在实验室里制造出砹 。
元素周期表中的ⅦA族元素又叫做卤族元素 , 包括了氟、氯、溴、碘、砹…… , 卤族元素可以和许多金属元素形成无机盐 , 我们吃的食盐主要成分就是氯化钠(NaCl) 。 砹作为第五个卤族元素 , 拥有和其他卤族元素相似的化学性质 , 但是金属性比碘强 , 活波性比碘低 。
砹拥有20多种同位素 , 而且所有同位素都具有很强的放射性 , 其中砹-210的半衰期最长 , 为8.3小时 , 甚至砹本身强烈的放射性会产生大量的热 , 足以把自身完全蒸发掉 , 这就导致砹元素很难在自然界中聚集起来 , 也就没人见过砹是什么颜色的 , 但是根据卤族元素颜色逐渐加深的规律 , 我们可以推测砹很可能是黑色固体 。
自然界中的砹 , 均是由天然放射性元素衰变而来 , 比如镭在衰变时 , 有概率产生砹-218 , 而砹-218的半衰期只有2秒钟 , 钍和锕在自发衰变时 , 也能产生砹元素 。
砹元素的半衰期都很短 , 这使得科学家寻找砹的经历非常曲折 , 在1931年 , 美国一位科学家宣称发现了85号元素 , 但是后来他的检测方法被证明是错误的 。 直到1940年 , 意大利科学家埃米利奥·吉诺·塞格雷 , 使用回旋加速器让氦原子核撞击铋209 , 才首次发现了85号元素砹 。
由于砹的半衰期很短 , 所以自然界中砹不可能聚集起来 , 据估计 , 地壳中所有的砹加起来 , 大约也就30克不到 , 其含量为十亿亿亿分之一 , 是一种极其稀少的化学元素 。
砹虽然稀少 , 但是在医学领域却有着大用途 , 砹元素本身对人体是没有毒的 , 但是衰变时产生的辐射会对机体产生伤害 , 其中砹-211的半衰期为7.2小时 , 有着和碘类似的性质 , 能被人体甲状腺吸收 , 这被用于诊断甲状腺症状代替碘-131 , 砹-211产生的辐射比碘-131小 。
由于砹-211不能长期储存 , 所以需要砹-211时只能临时制造 , 利用α粒子轰击铋-209 , 就能制备砹-211 。
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