Estrutura
Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para girar. Azul e violeta marcam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.
Valores medidos
Cada barra mostra onde ástato se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.
Fontes: massas atômicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, não medidos.
Tamanho, em escala
Radius 150 pm — that is 0.15 nm, so about 3333 million of them side by side would span a millimetre.
Faixa térmica
Ástato is liquid over a 35 K window, from 575 K to 610 K.
A história
The rarest naturally occurring element on Earth — perhaps 25 grams exist in the entire crust at any moment.
O ástato foi descoberto em 1940 por Dale Corson, Kenneth MacKenzie e Emilio Segrè na Universidade da Califórnia, em Berkeley, tornando-se o último elemento natural a ser descoberto. A equipe criou ástato artificialmente bombardeando Bismuto-209 com partículas alfa no ciclotron de 60 polegadas, produzindo Ástato-211. Essa descoberta preencheu a última lacuna na tabela periódica dos elementos naturais.
Antes de sua descoberta, sabia-se que o elemento 85 existia com base na lei periódica de Mendeleev, mas ele havia escapado à detecção por décadas. Muitas alegações falsas foram feitas, com nomes propostos como "alabamina" (1931) e "dor" (1936). A equipe de Berkeley inicialmente chamou sua descoberta de "alabamina", mas depois mudou o nome para "astatine", derivado da palavra grega "astatos", que significa "instável", descrevendo perfeitamente sua natureza radioativa.
A descoberta exigiu técnicas incrivelmente sofisticadas para 1940. A equipe teve de distinguir o ástato de outros produtos radioativos estudando padrões de decaimento, meias-vidas e comportamento químico. Eles provaram a existência do ástato mostrando que ele se comportava quimicamente como um halogéneo, podia ser extraído com solventes orgânicos e tinha as propriedades radioativas previstas para o elemento 85.
Embora tenha sido criado artificialmente pela primeira vez, os cientistas confirmaram posteriormente a existência natural do ástato em 1943, identificando-o em cadeias de decaimento do urânio. Isso tornou o ástato único como elemento criado artificialmente antes de ser encontrado na natureza, destacando tanto a engenhosidade humana quanto a extrema raridade do elemento nos sistemas naturais.
Aplicações
O Ástato-211 representa um dos radioisótopos de terapia alfa direcionada (TAT) mais promissores da medicina nuclear moderna. Sua meia-vida de 7.2 horas proporciona a janela terapêutica ideal — longa o suficiente para a preparação complexa de radiofármacos e o tratamento dos pacientes, mas curta o suficiente para minimizar a exposição à radiação a longo prazo. Instituições de pesquisa em todo o mundo investigam o At-211 conjugado a anticorpos monoclonais para tratar vários tipos de câncer, incluindo glioblastoma, câncer de ovário e neoplasias hematológicas.
Apesar de sua extrema raridade (menos de 30 gramas existem na Terra a qualquer momento), o ástato serve como um marcador crucial em experimentos de física nuclear. Pesquisadores usam quantidades microscópicas para estudar o comportamento da química dos halogéneos, ajudando a compreender como outros halogéneos podem se comportar em condições extremas. Sua posição única como o halogéneo natural mais pesado o torna inestimável para testar previsões da tabela periódica e modelos da mecânica quântica.
Os isótopos de ástato ajudam os cientistas a compreender as vias de decaimento radioativo e a estabilidade nuclear. Do At-210 ao At-219, eles fornecem informações sobre processos de decaimento alfa e ajudam a calibrar equipamentos de detecção para outros materiais radioativos. Esses estudos são essenciais para o gerenciamento de resíduos nucleares, a segurança radiológica e o avanço da compreensão da síntese de elementos superpesados.
Embora amostras reais de ástato sejam impossivelmente raras e perigosas, simulações computacionais e modelos teóricos do comportamento do ástato ajudam a treinar químicos nucleares e físicos da saúde. A compreensão dos princípios da química do ástato prepara os pesquisadores para trabalhar com outros elementos instáveis e pesados, além de ajudar a desenvolver protocolos de segurança para pesquisas com elementos superpesados.
O Ástato-211 está sendo intensivamente estudado como tratamento de câncer de nova geração. Ao contrário dos emissores beta usados na radioterapia convencional, o At-211 emite partículas alfa de alta energia que podem destruir células cancerígenas com precisão pontual, causando danos mínimos aos tecidos saudáveis ao redor. Ensaios clínicos estão em andamento nos principais centros de tratamento de câncer, embora a extrema dificuldade de produzir At-211 limite sua disponibilidade às instalações de pesquisa mais especializadas.
Pesquisadores usam quantidades de femtogramas (10^-15 gramas) de isótopos de ástato para estudar o comportamento químico e testar previsões teóricas sobre as propriedades dos halogéneos. Esses estudos ajudam a validar modelos computacionais usados para prever o comportamento de outros elementos raros e contribuem para a compreensão das ligações químicas em átomos pesados.
Quantidades conhecidas de isótopos de ástato servem como padrões de referência para calibrar equipamentos sensíveis de detecção de radiação. Essa aplicação é crucial para a segurança nuclear, o monitoramento ambiental e a garantia da precisão dos equipamentos de radioterapia médica.
Devido à sua extrema raridade e radioatividade, o ástato não tem aplicações comerciais. Todos os usos são limitados a pesquisas acadêmicas e médicas altamente especializadas, realizadas em instalações com os protocolos mais avançados de segurança radiológica. A maior parte da pesquisa sobre o ástato é teórica, usando modelos computacionais em vez de amostras reais.
De onde vem
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
O ástato é reconhecido como o elemento natural mais raro da Terra, com uma abundância total estimada de menos de 30 gramas em toda a crosta terrestre a qualquer momento. Essa escassez extraordinária resulta de sua posição em várias cadeias de decaimento radioativo e de sua meia-vida extremamente curta, tornando-o mais raro que muitos elementos criados artificialmente.
O ástato natural ocorre exclusivamente como produto intermediário em três séries principais de decaimento radioativo: a série do Urânio-235 (produzindo At-215 e At-219), a série do Urânio-238 (produzindo At-218) e a série do Tório-232 (produzindo At-216). Esses isótopos se formam quando elementos radioativos mais pesados, como o Frâncio, o Rádio e o Polónio, sofrem decaimento alfa ou beta, mas decaem rapidamente ainda mais, normalmente em segundos ou horas.
Como o ástato se forma por decaimento radioativo, e não por processos geológicos, ele não possui depósitos concentrados nem distribuição geográfica específica. Quantidades residuais existem onde quer que sejam encontrados minérios de urânio e tório, incluindo locais como a Bacia de Athabasca, no Canadá, Olympic Dam, na Austrália, e vários locais no Cazaquistão, na Namíbia e no oeste dos Estados Unidos. No entanto, as concentrações são tão infinitesimalmente pequenas que a extração é impossível.
O isótopo natural de ástato de vida mais longa, o At-219, tem meia-vida de apenas 56 segundos, enquanto o At-215 dura apenas 0.1 milissegundos. Isso significa que átomos de ástato são continuamente criados e destruídos em rochas que contêm urânio. O elemento existe em um estado de equilíbrio dinâmico — novos átomos se formam pelo decaimento radioativo aproximadamente na mesma taxa em que os átomos existentes decaem em outros elementos.
Manuseio
Ástato é radioativo. It has no stable isotope — every nucleus decays. O manuseamento requer blindagem e licenciamento adequados.
O ástato é um dos elementos radioativos mais perigosos conhecidos. Todos os isótopos emitem partículas alfa de alta energia, e alguns também emitem partículas beta e raios gama. Mesmo quantidades microscópicas podem produzir doses letais de radiação. O At-211, o isótopo mais estudado, emite partículas alfa de 5.9 MeV que podem causar danos celulares graves e destruição do DNA.
A pesquisa com ástato exige instalações de contenção de radiação do mais alto nível (equivalente ao Nível de Biossegurança 3+). Todo o trabalho deve ser realizado em células quentes especializadas, com equipamentos de manipulação remota. O pessoal deve usar trajes completos de proteção contra radiação, com suprimentos de ar independentes, e passar por monitoramento contínuo da radiação. Mesmo o menor derramamento poderia contaminar permanentemente um laboratório inteiro.
Não existe nível seguro de exposição ao ástato. A tendência do elemento de se concentrar na glândula tireoide (como o iodo) o torna particularmente perigoso, podendo causar câncer de tireoide, doença causada pela radiação e morte. A meia-vida biológica em humanos é desconhecida devido a restrições éticas, mas estudos em animais sugerem absorção rápida e danos graves aos tecidos.
O ástato está disponível apenas para instalações licenciadas de pesquisa nuclear com capacidades adequadas de contenção. O transporte exige licenças especiais da Comissão Reguladora Nuclear e veículos blindados projetados para materiais radioativos de alto nível. Protocolos de resposta a emergências devem estar em vigor onde quer que o ástato esteja presente, incluindo procedimentos de evacuação e tratamento médico especializado para exposição à radiação.
Respostas rápidas
Ástato (symbol At) is element 85 on the periodic table, a metaloide in period 6, group 17. The rarest naturally occurring element on Earth — perhaps 25 grams exist in the entire crust at any moment. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁵, giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 18, 7 electrons respectively. Its outer shell holds 7 electrons, which is what sets its bonding behaviour.Ástato melts at 575 K (301.9 °C) and boils at 610 K (336.9 °C).
Ástato has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 210, is the mass number of its longest-lived known isotope.
Ástato is predicted to have a density of about 7 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.
Ástato has a Pauling electronegativity of 2.2. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.
Ástato was discovered in 1940 by Corson, MacKenzie & Segre. It is named after greek astatos, "unstable".
Ástato does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. Ástato has no stable isotope — every one of its nuclei decays. Trace amounts occur naturally as decay products of heavier elements.