砹

砹是門捷列夫曾經指出的類碘，是莫斯萊所確定的原子序數為85的元素。它的發現經歷了彎曲的道路。

剛開始，化學家們根據門捷列夫的推斷——類碘是一個鹵素，是成鹽的元素，就嘗試從各種鹽類裏去尋找它們，但是一無所獲。

1925年7月英國化學家費裏恩德特地選定了炎熱的夏天去死海，尋找它們。但是，經過辛勞的化學分析和光譜分析後，卻絲毫沒有發現這個元素。

後來又有不少化學家嘗試利用光譜技術以及利用原子量作為突破口去找這個元素，但都沒有成功。

1931年，美國亞拉巴馬州工藝學院物理學教授阿立生宣佈，在王水和獨居石作用的萃取液中，發現了85號元素。元素符號定為Ab。可是不久，磁光分析法本身被否定了，利用它發現的元素也就不可能成立。

1940年，意大利化學家埃米利奧·吉諾·塞格雷 ^[3]  發現了第85號元素 ^{[1]  [3]}  ，它被命名為“砹（At）”。在希臘文裏，砹（Astatium）的意思是“不穩定”。西格雷後來遷居到了美國 ^{[1]  [3]}  ，和美國科學家科裏森、麥肯齊在加州大學伯克利分校用“原子大炮”——迴旋加速器加速氦原子核 ^[1-3]  ，轟擊金屬鉍-209，由此製得了第85號元素——“亞碘”，就是砹。

砹是一種非金屬元素，它的性質同碘很相似，並有類似金屬的性質。砹很不穩定，它剛出世8.3小時，便有一半砹的原子核已經分裂變成別的元素。

後來，人們在鈾礦中也發現了砹。這説明在大自然中存在着天然的砹。不過它的數量極少，在地殼中的含量只有10個億億億分之一，是地殼中含量最少的元素之一。

自然界存在的砹都是天然放射性衰變系的衰變產物。砹的天然放射性同位素有²¹⁵At、²¹⁶At、²¹⁸At和²¹⁹At等4種。在鈾礦物中存在痕量的短壽命的砹同位素；在鐳族放射性同位素中進行很微小的分支衰減時，產生一個半衰期為2s的同位素²¹⁸At；在錒鈾系中進行很微小的分支衰減時，產生一個半衰期為0.9s的²¹⁹At。砹在地殼中的存在量極微少，總量少於28.4g(約1英兩)。用人工放射方法已發現質量數在196～219間全部砹同位素。

砹是一種鹵族化學元素，屬於ⅦA族元素。它的化學符號是At，它的原子序是85。砹比碘像金屬。它的活潑性較碘低。砹是在1940年初次被合成的。除了用α粒子轟擊鉍人工合成，鈾和釷也會自然地衰變成砹。砹已知的20多種同位素全都有放射性，半衰期最長的也只有8.1小時，所以在任何時候，地殼中砹的含量都少於50克。與銀化合生成難溶解的AgAt。

根據鹵素的顏色變化趨勢，分子量和原子序數越大，顏色就越深。因此，砹將可能成為近黑色固體，它受熱時昇華成黑暗、紫色氣體（比碘蒸氣顏色深）。砹是鹵族元素中毒性最小、比重最大的元素。(放射性元素毒性都不小) ^[4] 

化合物：砹是鐳、錒、釷這些元素自動分裂過程中的產物。砹本身也是放射性元素。砹在大自然中又少又不穩定，壽命很短，這就使它們很難積聚，即使積聚到一克的純元素都是不可能的，這樣就很難看到它的“廬山真面目”。儘管數量這樣少，可是科學家卻還是製得了砹的同位素20種。

雖然這些化合物主要是理論研究，但也在核醫學上也有相關研究。砹有望與金屬離子形成離子鍵，如鈉。像其他鹵素可以輕易從砹鹽中將其置換出來。砹也可以與氫反應，形成砹化氫（HAt），其中當溶解在水中，形成氫砹酸。一些砹化合物實例是：NaAt（砹化鈉）、MgAt₂（砹化鎂）、CAt₄（砹化碳）、AgAt（砹化銀）。

砹有-1、0、+1、+3、+5、+7六種價態。它在溶液中的化學性質類似碘，當砹以遊離元素形式存在於溶液中時，它可以被苯萃取。但實際上砹與碘不同，碘可由I^-變為I₂，而At^-只能變為At⁰。由於使用和測定砹時其濃度都很小（c=1×10^-14mol/L），在這樣的低濃度下，雙原子形式的砹分子At₂是難以形成的。 ^[5]  溶液中的元素砹可以被SO₂還原，也可以被溴氧化。在鹵族元素中砹最具正電性，它的具有共沉澱特性的氧化態類似於碘離子、遊離碘和碘酸離子的氧化態。強氧化劑可使砹產生一個砹酸離子，但得不到高砹酸離子(perastatate)，遊離的砹極易獲得。砹易沉積在銅、鉍和銀的表面上，也易沉積在含不溶的硫化物的沉澱中和新沉澱的碲元素上，砹這方面的性質和釙相似。玻璃表面對砹的吸附性很弱，以致在室温下，砹的活性因揮發所產生的損耗比由蜕變所產生的還大。 ^[5] 

砹具有揮發性，加速器製備產生的砹，可用蒸餾法把砹和鉍分離。在300-600℃時，把靶子加熱，然後將砹凝聚在冷的鉑圓片上。如蒸餾的温度過高，則得到的砹可能含有雜質鉍和釙，故需要再次蒸餾提純，最後用稀硝酸把砹洗至水溶液中。 ^[5] 

產生的砹也可用濕法提取。即首先將鉍靶溶解在硝酸中，然後把過量的硝酸蒸發，剩下來的液體加入鹽酸使濃度為8mol/L，後用異丙醚萃取砹。所得的醚萃取液用8mol/L鹽酸和1mol/L硝酸清洗，再用0.5mol/L氫氧化鈉溶液將砹反萃出來。如果靶子為三氧化二鉍，則用含有少量碘的高氯酸溶解靶子，溶解後加人磷酸鹽使鉍以磷酸鉍的形式沉澱下來。或用四氯化碳從高氯酸溶液中將碘和砹萃取出來，最後，用鹼溶液將砹從四氯化碳溶液中反萃出來。 ^[5] 

性質：

砹本身無毒，但其放出的射線對人體有害。動物實驗證明，²¹¹At類似碘，易為人身的甲狀腺所吸收。因此，砹放射出的α粒子對甲狀腺組織起破壞作用。

砹除了最穩定同位素以外，由於極其短暫的半衰期在科學研究方面沒有實際應用，但較重的同位素有醫療用途。砹-211是由於放出α粒子且半衰期為7.2小時這些特點，已被應用於放射治療。在小鼠的研究結果顯示，砹-211-碲膠體可以有效治療而不會產生毒性，破壞正常組織。相比之下，放出β射線的含磷-32的磷酸鉻膠體則沒有抗腫瘤活性。這一驚人的不同之處最令人信服的解釋是緻密電離和極小範圍的α粒子排放。這些成果在以α粒子為放射源放療人類腫瘤的開發和利用上具有重要意義。

資源砹已經用於醫療中。在診斷甲狀腺症狀的時候，常常用放射性同位素砹-211。砹-211放出的砹射線很強，影響腺體周圍的組織。而砹很容易沉積在甲狀腺中，能起碘-131同樣的作用。它不放射砹射線，放出的砹粒子很容易為機體所吸收。製取砹最方便的方法，是利用加速器製備： ^[5] 

這裏的α粒子需要有21-26MeV的能量，如果能量高達29MeV時，則生成²¹⁰At,能置若增加到60MeV，則生成²⁰⁹At。為了使生成破時靶子的温度不致過高，需要採取冷卻措施。 ^[5] 

數據 ^[6]  ：

1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無

2.氫鍵供體數量:0

3.氫鍵受體數量:0

4.可旋轉化學鍵數量:0

5.互變異構體數量:無

6.拓撲分子極性表面積:0

7.重原子數量:1

8.表面電荷:0

9.複雜度:0

10.同位素原子數量:0

11.確定原子立構中心數量:0

12.不確定原子立構中心數量:0

13.確定化學鍵立構中心數量:0

14.不確定化學鍵立構中心數量:0

15.共價鍵單元數量:1