发信人: ula (waterlover), 信区: CCME
标 题: [元素的世界]——No.85 砹(At)
发信站: 北大未名站 (2005年10月06日00:35:14 星期四) , 站内信件
砹
砹（Astatine，音ài ），她的英文意思在希腊语中是“不稳定的”，而汉字构成法
是六大造字法（六书）中最普遍的的形声。左边是"石“属于形，说明其为类似于石头的
而不是金属的东西（但实际上有金属性），而右边是取的和英文第一音节类似读音的一个
声部。很有意思，和“爱”有相同的读音，这也是我要写这个元素的最大原因。人间有了
爱，世界才更美好真诚；世界有了砹，化学才更完整迷人。相比起来，砹算是比较委屈的
一位了，和她地位相似的兄弟姐妹（同周期的其他元素) 都不是穿金就是戴银（都是 钅
旁），就数她是最朴质了，只是戴着玉石（石 旁，其中，汞是常温下的液态金属，即本
身是金属，而氡为惰性气体），自然，砹本身在常温下也是固体了，这也是为什么是“她
”而不是“他”的原因。 砹对大家来说既陌生，又熟悉。说陌生是因为她没有金、银、
铜、铁和锡那么容易见到，就像很难见到的名人大腕一样，所以就会有神秘感；说她熟悉
，是因为当今的大学生，不管文理，高中学化学时，第一章卤素就要接触到，凭着刚开始
拥有的学习热情，而且高一不分文理科，学好第一章基本没有问题，而且还会做一些相关
的辅导题，所以下面这道题现在看起来就会有一种“似曾相识”相似的感觉。
砹及砹的化合物不可能具有的性质是( )。
A. 砹是有色固体 B. HAt很稳定 C. AgAt难溶于水 D. 砹易溶于某些有机溶剂
相信大家都知道答案了，而答案的得出其实都要归结于元素周期律，周期律中同主族元素
的性质递变规律，从这个例子也可看出元素周期表的巨大实用价值。
我从哪儿来？
1931年Fred Allison 和E. J. Murphy首先宣布发现砬，其符号为Ab(元素砹)。9年后
，美国加州大学伯克利分校的三位科学家在实验室产生了该元素。1940年，西格雷（E.G
.Segre）和柯尔森（D．R．Corson）、麦克肯赛（K．R．Mackenzine），将α粒子用回旋
加速器加速到能量为2800万电子伏特以轰击铋靶，通过在空气中加热该靶而提取制得了质
量数为211的85号元素的同位数。这个元素是由209Bi转化而来的，原子量为211其半衰期
只有7.2小时。他们将这个元素取名为“Astatine”，这个字是由希腊文“Astator”衍生
而来，意思是不稳定。现在来看这个名字确实非常恰当，目前已知砹有41种同位素，多是
天然放射性元素铀和钍的蜕变产物，全都有放射性，他们的半衰期都很短，最短的是213
At，只有125纳秒（0.000000125秒）；最长的210At其半衰期也只有8.1小时。而自然界也
存在少量的放射性215At、218At和219At，他们的寿命都极短，其中218At寿命较长，是2
38U衰变的子体元素，但也只有2秒，所以在任何时候，整个地球的地壳中砹的含量都少于
28 克。除了钫元素以外，砹就是天然产生在的最稀少的元素。
我是谁？
砹是第85号元素，在元素周期表中位于第七主族第六周期（元素周期表的族和周期的
概念就类似于二维平面坐标系横纵坐标，也就是说，一个（族，周期）数对就可以唯一确
定周期表中的元素，即像点与座标一一对应的一样，元素和（族，周期）坐标也是一一对
应的），实际上，1986年IUPAC推荐了族的新表示法,即每一纵行为一族共18族,这样的话
砹就是第17族第六周期，考虑到"族"的旧表示法仍有许多优势,现在这种旧的说法仍然占
据主流。砹是卤素元素中最重的，氟是最轻的，同属于卤素家族还有氟，氯，溴和碘。就
元素周期表中的单质而言，常温常压下，氟是气体，浅黄绿色，在元素周期表中氧化性最
强，非常活泼，甚至能与多种稀有气体（以前叫惰性气体，正因为能与氟发生反应，所以
并不真正“惰”，所以现在都改称稀有气体，故名思义，自然界中很稀少，这也是氟的一
大贡献吧）如Xe，Kr等发生化学反应。溴是液体，深红棕色，挥发性较强，所以液溴须加
水起到液封的作用而防止挥发，如果皮肤不慎被溴灼伤其伤口很难愈合。碘是固体，紫黑
色，物理上有升华现象，以此可以提纯碘或对碘进行鉴别分析。它也是人体必需的化学元
素，缺碘患者易出现大脖子，且智力发育较正常人迟缓。而砹是固体，黑色或者黑灰色，
时间分辨质谱研究发现，化学性质类似于其他其他卤素，特别是碘，能够富集在甲状腺，
其金属性比碘要强，由于太稀少，对其化学性质研究较少。由此可以看出卤族元素的递变
规律：从氟到氯到溴到碘再到砹，他们的单质从气体过渡到液体最后到固体，氧化性减弱
，还原性增强，金属性增强，非金属性减弱。这也是周期表中唯一常温常压下同时拥有三
种物质状态（气、液、固）的一族。而他们自己之间也不顾忌什么“近亲繁殖”，反而“
亲上加亲”，相互可以结合成新的物质。比如砹（At2）能分别和溴（Br2），碘（I2）生
成卤间化合物AtBr 和 AtI ，且都能溶于有机溶剂四氯化碳（CCl4）中。砹能溶于稀硝酸
（HNO3）和稀盐酸（HCl）中。砹的化合物，AgAt和AgAtO3等也已制得。
我要去向何方？
目前，实际用到的砹都是通过α-粒子轰击金属铋或氧化铋制得，可作为示踪原子，
也可作为医疗放射性物质。由于天然的砹极少，制备或者从天然矿物中提取又相对困难，
再加上半衰期很短，导致了她的盖头还是很难完全掀开，神秘的面纱依然神秘。但是，根
据辩证唯物主义的观点，任何事物都是一分为二的。正因为半衰期短，所以在医学上才会
有用武之地。半衰期就是物质损失原来的一半需要的时间，半衰期越短，寿命越短，越不
稳定，越容易蜕变成其他元素。医学上用摄入放射性物质来治疗肿瘤的元素的一个基本条
件就是半衰期短，但又不能太短，几个小时甚至一两个月就比较理想。很难想象要把一个
半衰期几年甚至几十年的放射性物质残留体内损让其损害身体健康，所以长寿命的元素是
不能用于摄入体内治病的。但是，与其它元素如锝99同位素不同，砹的运用受其易在甲状
腺中富集局限，可能运用范围不广。无论如何，元素世界的成员也是“天生我材必有用”
，只是时间问题。当前需要解决的是大量获得该元素的问题，至于以后的工作，化学家们
就都乐于解决。
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