Chapitres
- 01. Présentation
- 02. Un peu d’histoire
- 03. Présence à l’état naturel
- 04. Production
- 05. Propriétés physiques et chimiques
- 06. Utilisations
Présentation
L'ataste est un élément chimique qui porte le numéro 85 dans la classification périodique des éléments.
| Informations générales | |
|---|---|
| Symbole | At |
| Numéro atomique | 85 |
| Famille | Halogène et métalloïde |
| Groupe | 17 |
| Période | 6 |
| Bloc | p |
| Propriétés atomiques | |
| Masse atomique | 210 u |
| Configuration électronique | [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p5 |
| Électrons par niveau d'énergie | 2 | 8 | 18 | 32 | 18 | 7 |
| Propriétés physiques | |
| État ordinaire | Solide |
| Point de fusion | 302 °C |
| Point d'ébullition | 312 °C |
Définitions
- Numéro atomique : Le numéro atomique d'un atome représente le nombre de protons de ce dernier
- Famille : L'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
- Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
- Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
- Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
- Dureté : La dureté d'un matériau représente la résistance qu'il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
- Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique fond, passant ainsi de l'état solide à l'état liquide
- Point d'ébullition : Le point d'ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique bout, passant ainsi de l'état liquide à l'état gazeux
Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C'est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque. Sa dernière révision date de 2016 par l'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l'évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments.
L’UICPA, l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée est une organisation non gouvernementale ayant son siège à Zurich, en Suisse. Créée en 1919, elle s’intéresse au progrès de la chimie, de la chimie physique et de la biochimie. Ses membres sont les différentes sociétés nationales de chimie et elle est membre du Conseil International pour la Science. L’UICPA est une autorité reconnue dans le développement des règles à adopter pour la nomenclature, les symboles et autres terminologie des éléments chimiques et leurs dérivé via son Comité Interdivisionnel de la Nomenclature et des Symboles. Ce comité fixe la nomenclature de l’UICPA.
Un peu d’histoire
Étymologie
Le mot "astate" provient de l'anglais "astatine", lui-même tiré du grec "astatos" et qui désigne quelque chose d'instable.
Première approche
Dès 1869, Dimitri Mendeleïev suspecte l'existence d'un élément sous l'iode dans son tableau périodique. On nomme alors l'astate éka-iode, ce qui signifie "en dessous de l'iode". De nombreux scientifiques ont alors essayé d'en trouver à l'état naturel, mais sans succès. En effet, vu sa présence infime dans la croûte terrestre, ils se sont souvent retrouvés confrontées à d'autres métaux et ont alors annoncé de fausses découvertes. Ce n'est qu'en 1932 que Fred Allison, un physicien américain du XIXe siècle, se vante d'avoir découvert l'éka-iode avec ses collègues de l'Institut polytechnique de l'Alabama. Ils avaient utilisé 45 kg de monazite en provenance du Brésil afin de l'isoler. Ils nommèrent alors l'élément "alabame" en référence à l'état d'Alabama aux Etats-Unis et lui donnèrent le symbole Am qui sera remplacé par la suite en Ab et ce jusqu'à la fin de la Seconde Guerre mondiale. Mais en 1934, un physicien de l'Université de Californie à Berkeley, Herbert McPherson, réfute la découverte de Fred Allison et prouve qu'il avait fait une erreur. En 1940, Walter Minder, physicien anglais annonce avoir découvert l'astate comme produit de la désintégration bêta du radium A (polonium 218). Cependant, incapable de reproduire l'expérience, il croit à une erreur. Il recommence mais cette fois avec du thorium A (polonium 216) et retrouve encore une fois un autre isotope de l'astate.
La radioactivité bêta est un type de désintégration radioactive où une particule bêta (électron ou positron) est émise. On parle de radioactivité bêta + quand un positron est émis mais on parle de radioactivité - quand c'est un électron qui est émis.
Il faudra finalement attendre 1940 pour qu'un groupe de scientifiques composé de Dale R. Corson, K. R. MacKenzie et Emilio Segrè et travaillant à l'université de Californie à Berkeley réussisse à synthétiser l'astate 211At par bombardement de bismuth 209 avec des particules alpha dans un cyclotron.
La radioactivité alpha est un rayonnement provoqué par une désintégration alpha qui est une désintégration radioactive où un noyau atomique éjecte une particule alpha qui se transforme en un autre noyau dont le nombre de masse est diminué de 4 et le numéro atomique de 2 à cause de la particule alpha manquante qui est analogue au noyau d'hélium 4.
Un cyclotron est un type d'accélérateur de particules inventé en 1930 par les chercheurs de l'université de Californie à Berkeley. Son but est de faire entrer en collision des particules à une vitesse non-relativiste (c'est ainsi qu'on qualifie une vitesse inférieure à celle de la lumière) pour des énergies comprises jusqu'à 70 MeV. Pour en savoir plus, vous pouvez visiter l'animation sur le site de l'Université de Nantes.
Pour finir, en 1943, Berta Karlik et Traude Bernert, deux physiciens autrichiens découvrent que l'astate est un composant de trois chaînes de désintégration se produisant à l'état naturel :
- Celle de l'uranium,
- Celle de l'actinium,
- Celle du neptunium.
Présence à l’état naturel
L'astate est l'élément naturel le plus rare à la surface de la Terre avec une présence d'environ 30 grammes pour toute la croûte terrestre.
Production
De par sa présence quasi-inexistante à l'état naturel, il est obligatoire de synthétiser l'astate pour en obtenir. On le produit donc par bombardement de bismuth par des particules alpha afin d'obtenir deux isotopes de l'astate : 209At et 211At qui ont des durées de demie-vie de respectivement 5 heures et 7 heures. Ils sont ensuite séparés par chauffage. Il est aussi produit lors des réactions de spallation de l'uranium par des protons de haute énergie.
La spallation nucléaire est une réaction nucléaire lors de laquelle on fait entrer en collision un noyau avec une autre particule comme un neutron ou un proton ou avec une onde électromagnétique très puissante. Cette collision crée alors une décomposition du noyau laissant échapper des particules comme des neutrons, des protons ou des noyaux plus légers comme des noyaux d'hélium ou de lithium.
Propriétés physiques et chimiques
C'est un élément qui a une durée de demi-vie très courte, ce qui conduit à des recherches très difficiles à son égard. Pour cause, son isotope le plus stable a une durée de demi-vie d'environ 8 heures. Pour ce qui est des isotopes de l'astate présent à l'état naturel, ses durées de demi-vie étant de l'ordre de quelques secondes, il est impossible de les isoler du minerai d'origine et de l'analyser. L'astate compte 32 isotopes connus qui sont tous radioactifs. Leur nombre de masse s'étendent de 191 à 223.
Définition : Le nombre de masse d'un atome est le nombre de nucléons qu'il contient. Il s'agit donc de la somme du nombre de protons et du nombre de protons qui constituent le noyau de l'atome
L'isotope avec la durée de demie-vie la plus longue est 210At pour 8,1 heures et celui avec la durée de demie-vie la plus courte est 213At pour 125 nanosecondes.
Définition : des isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons
Utilisations
L'astate est utilisé en médecine nucléaire, notamment l'astate 211At en temps qu'émetteur de particules alpha en radiothérapie pour soigner le cancer.
La radiothérapie est une méthode de traitement des affections cancéreuses dont le principe repose sur l'utilisation de rayons radioactifs afin de cibler et détruire des cellules cancéreuses en occultant leur capacité à se reproduire. Cette méthode permet de tuer toutes les mauvaises cellules tout en épargnant les cellules saines autour. Dans environ la moitié des cas de cancers, la radiothérapie est la solution proposée aux patients. C'est le seul moyen avant la chirurgie qui permette d'obtenir une rémission totale. On peut parfois la coupler avec de la chirurgie ou de la chimiothérapie. Son indication varie selon le type de patients, leur état et leur capacité à supporter les interventions. Elle diffère aussi selon le type de tumeurs ou leur localisation. Au cas où les cours vous dépriment, partez à la recherche de l'astate dans votre jardin. Il n'est pas absolument impossible que les 30 grammes contenus à la surface de la Terre s'y trouvent... Allez, bon courage !
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Merci beaucoup je viens d’apprendre de nouvelles choses