Най-редкият природен елемент на Земята ще се изпари, ако съберете твърде много от него

П ри последно преброяване има 118 потвърдени елемента в периодичната таблица – но от този огромен брой е повече от девет пъти по-вероятно да влезете в контакт само с пет от тях, отколкото с останалите 113.

Това е така, защото от всички десетки елементи, открити в земната кора, тези пет – кислород, силиций, алуминий, желязо и калций – съставляват общо повече от 92 процента. Всъщност почти половината от атомите, които срещаме всеки ден, са кислород, което го прави най-разпространеният елемент на планетата.

В другия край на скалата обаче имаме астат: най-редкият естествено срещащ се елемент на Земята. Смята се, че по-малко от 25 грама от елемента съществуват на цялата планета по всяко време. Всъщност е толкова рядко, че учените все още не знаят основна информация за елемента, като например как изглежда.

Астатът е кръстен на гръцката дума за „нестабилен“, което е някак е подходящо прозвище: той е невероятно радиоактивен, с период на полуразпад малко над осем часа дори в най-стабилната си форма, астат-210. Това означава, че дори и да успеете да се докоснете до някои запаси, след 24 часа ще ви остане само една осма от тях – останалата част ще се е разпаднала или на бисмут-206, или на полоний-210.

И това е най-стабилният изотоп - повечето форми на астат имат полуживот от една секунда или по-малко. В елементарната си форма нещата стават още по-нестабилни - толкова е радиоактивен, че ако имате достатъчно, за да го видите с невъоръжено око, той буквално ще се изпари от собствената си топлина.

Учените са в състояние да се справят с астата, но те могат да го направят само като го създават изкуствено чрез ядрени реакции – обикновено чрез бомбардиране на бисмут-209 с алфа частици.

Повечето от това, което знаем за елемента, следователно идва от теоретична работа, а не от практически експерименти. Например смятаме, че астатът вероятно изглежда като черно твърдо вещество, защото се намира в халогенната колона на периодичната таблица. Халогените стават по-тъмни, когато стават по-тежки: флуорът е по същество безцветен, хлорът е жълто-зелен, бромът е червено-кафяв, а йодът е тъмно сиво-виолетов – следователно, логиката е, че астатът, като следващ халоген в списъка, трябва да бъдете още по-тъмен.

Разбира се, това предполага, че елементът всъщност не прилича повече на халоген, отколкото на метал – гледна точка, която разделя химиците, тъй като астатът също лежи по диагонална линия в периодичната таблица, която съдържа металоиди като бор и силиций. При химични реакции понякога действа като халоген, а друг път като метал, като се съпротивлява на лесната класификация дори от експерти.

Въпреки че е толкова рядък, че на практика не съществува – и толкова объркващ, че не знаем нищо със сигурност за него – астатът може да се окаже, че има някои доста важни практически приложения. Докато елементът се разпада, той излъчва α частици - радиоактивни частици, образувани от комбинация от два протона и два неутрона, които по различни причини са много добри при насочване към раковите клетки.

„Астатът е Златокоската на α излъчвателите“, каза Мехран Макванди, радиолог в медицинското училище на Университета на Пенсилвания, пред Chemical and Engineering News, списание, публикувано от Американското химическо общество, през 2020 г. „Той излъчва по-малко α частици от другите изотопи като актиний-225, което го прави по-малко мощен, но по-фокусиран в своите емисии“, обясни Макванди. Има изключително кратък полуживот, което означава, че няма да се задържи дълго време. Важно е, че излъчва само α частици – най-малко вредните от различните видове радиация.

Ако учените успеят да прикрепят изотопи на астат към молекули, насочени към рак, тогава те биха могли да създадат противораково лечение, което може да разреже ДНК на ракова клетка и да остави околната тъкан относително невредима. Що се отнася до потенциалните лечения на рак, Макванди каза, че „нищо не може дори да се доближи до същата целенасочена сила“.

Разбира се, има доста голямо условие за всичко това: изследователите трябва първо да се доберат до елемента. Тъй като е толкова рядък и нестабилен, това не е никак лесна задача - което може би е и причината астатът все още да е официално посочен като нямащ известна биологична роля или употреба извън научните изследвания.

Но може би това е за добро. В крайна сметка, ако знаехме, че е наистина важно, вероятно щяхме да имаме нужда от много повече от тези 25 грама, с които разполагаме, нали?

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase