ॲस्टटीन (Astatine)

ॲस्टटीन हे आवर्त सारणीच्या गट ७ अ मधील अधातुरूप मूलद्रव्य आहे. ॲस्टटिनची रासायनिक संज्ञा At अशी असून अणुक्रमांक ८५ आणि अणुभार २१० इतका आहे.

पार्श्वभूमी : १८६९ मध्ये मेंडेलेव्ह यांनी दिलेल्या आवर्त सारणीमध्ये आयोडिनच्या खाली इका-आयोडीन या नावाने जागा योजण्यात आली. यामुळे या स्थानाकरिता एखादे मूलद्रव्य असण्याची शक्यता वर्तवण्यात आली.

अनेक संशोधकांनी या मूलद्रव्याचा शोध घेण्याचा प्रयत्न केला. १९४० मध्ये कॉर्सन, मॅकेंझी व सेग्रे यांनी ॲस्टटिनचा शोध लावला. त्यांना असे दिसून आले की, बिस्मथावर ३२ Mev (दशलक्ष इलेक्ट्रॉन व्होल्ट, १ इलेक्ट्रॉन व्होल्ट १·६ x १०^-१२अर्ग) ऊर्जेच्या आल्फा कणांचा मारा केला असता आल्फा, बीटा व गॅमा किरणांचा उत्सर्ग करणारे पदार्थ तयार होतात. त्यांच्या प्रयोगात आढळून आलेल्या अणुकेंद्रीय विक्रिया पुढील समीकरणांनी दाखविता येतात.

₈₃Bi²⁰⁹+ ₂He⁴ → ₈₅At²¹¹+ 2n

येथे n हा न्यूट्रॉन दर्शवितो.

या विक्रियेच्या पाठोपाठ पुढील विक्रिया होतात :

६० % ₈₅At^{211 →} ₂He⁴+ ₈₃Bi²⁰⁷

४० % ₈₅At^{211 →} ₈₄Po²¹¹

₈₄Po²¹¹ → ₈₂Pb²⁰⁷

प्रायोगिक पुराव्यावरून वरील फले सिद्ध झाल्यावर १९४७ मध्ये वरील तीन शास्त्रज्ञांनी या मूलद्रव्याला ॲस्टटीन हे नाव दिले. अस्थिर या अर्थाचा ग्रीक शब्द ‘ॲस्टॅटोस’ यावरून मूलद्रव्याला हे नाव देण्यात आले.

आढळ : ॲस्टटीन हे किरणोत्सर्गी आणि अस्थिर असल्याने पृथ्वीवरील याचे प्रमाण सु. २५ ग्रॅम इतके दिसून येते.

संश्लेषण :‍ किरणोत्सर्गी पद्धतीने ॲस्टटीन मिळवता येते. बिस्मथ-२०९ वर आल्फा कणांचा मारा केला असता न्यूट्रॉनांचे उत्सर्जन होते आणि ॲस्टटिनचे समस्थानिक तयार होते. उत्सर्जित झालेल्या न्यूट्रॉनांच्या प्रमाणानुसार संश्लेषित ॲस्टटिनचा अणुभार निश्चित होतो.

₈₃Bi²⁰⁹+ ₂He⁴ → ₈₅At²¹¹+ 2n

धातवीय बिस्मथापासून किरणोत्सर्गी विक्रियेद्वारे मिळालेले ॲस्टटीन हे स्टेनलेस स्टील नलिकेमधून ऊर्ध्वपातन (Distillation) करून विलग करता येते.

भौतिक गुणधर्म : हे अणुकेंद्रीय विघटनाने तयार होणारे रासायनिक मूलद्रव्य असून त्याचे स्थिर समस्थानिक नाहीत. हॅलोजन गटातील ते सर्वांत जड मूलद्रव्य आहे. या मूलद्रव्याचे आवर्त सारणीतील स्थान सातव्या गटामध्ये व आयोडिनच्या खाली आहे.

समस्थानिके : अणुकेंद्रीय विक्रियांनी कृत्रिम परिवर्तन करून ॲस्टटिनाचे सुमारे वीस समस्थानिक तयार करण्यात आलेले आहेत. त्यांपैकी सर्वांत स्थिर म्हणजे ॲस्टटीन (२१०) होय. त्याचा अर्धायुकाल (Half-life period) केवळ ८·१ तास आहे. निसर्गातील खनिजातल्या युरेनियमाच्या मंद विघटनाने ॲस्टटिनाचे समस्थानिक लेशमात्र प्रमाणात सतत तयार होतात, परंतु ते अतिशय अल्पायू असतात. मार्गण (Tracing) पद्धतीने अध्ययन करण्यासाठी वापरला जाणारा या मूलद्रव्याचा सर्वांत महत्त्वाचा समस्थानिक ॲस्टटीन (२११) होय. त्याचा अर्धायुकाल ७·२१ तास असतो.

रासायनिक गुणधर्म : ॲस्टटिनच्या विक्रिया हॅलोजनासारख्या असतात. परंतु ॲस्टटीन हे मूलद्रव्य आयोडिनपेक्षा अधिक धातुधर्मी आहे, असे कळून आले आहे. ॲस्टटीन हे इतर हॅलोजनांपेक्षा कमी विक्रियाशील आहे.

ॲस्टटीन मूलद्रव्याचे झिंक डायॉक्साइड किंवा सल्फर डायॉक्साइड यांद्वारे क्षपण करून ॲस्टटाइड आयन (At^–) मिळते. फेरिक आयन (Fe³⁺), आयोडीन आणि विरल नायट्रिक अम्ल यांद्वारे ॲस्टटाइड आयनाचे शून्य संयुजेमध्ये ऑक्सिडीकरण करण्यात येते. म्हणजेच ॲस्टटाइड आयन हे आयोडाइड आयनापेक्षा अधिक कार्यक्षम क्षपणकारक आहे.

ॲस्टटीनची हायड्रोजनसोबत विक्रिया झाली असता हायड्रोजन ॲस्टटाइड तयार होते. हायड्रोजन ॲस्टटाइड पाण्यात विरघळवले असता हायड्रोस्टॅटिक अम्ल तयार होते.

जटिल संयुगनिर्मितीद्वारे (Complexation) ॲस्टटीनचे (+१) स्थिरीकरण करता येते.

संयुगे : ॲस्टटीनपासून डायपिरिडिन ॲस्टटीन परक्लोरेट [At(py)₂][ClO₄], डायपिरिडिन ॲस्टटीन नायट्रेट [At(py)₂][NO₃] तयार करतात. तसेच ॲस्टॅटोबेंझीन (C₆H₅At) हे देखील तयार केले जाते.

उपयोग : ॲस्टटीन-२११ हे मूलद्रव्य कमी पल्ल्यातील किरणोत्सर्गासाठी वापरले जाते. याचा वापर कर्करोगावरील उपचारांमधील आल्फा कणचिकित्सेमध्ये करतात. आयोडीन-११३ प्रमाणे ॲस्टटीन-२११ हे थायरॉइड ग्रंथीमध्ये अधिक प्रमाणात साचते. परंतु आयोडीन-११३ पेक्षा अधिक वेगाने आल्फा कणांचे उत्सर्जन करते. आयोडीन-११३ उत्सर्जित झालेल्या बीटा कणांपेक्षा, ॲस्टटीन-२११ उत्सर्जित आल्फा कणांची सभोवतालच्या पेशींमध्ये पसरण्याची क्षमता कमी असते.

पहा : सेग्रे, एमील्यो जीनो.

संदर्भ :