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科学 七种元素的故事：元素85 Ast [摘录]科学 七种元素的故事：元素85 Ast [摘录]
阳秋讲车
百家号04 0121:26元素85的故事是我们七个元素中最复杂和最有趣的元素之一（图8.1）。其发现的各种要求揭示了我们在其他元素的情况下看到的许多民族主义特征，最显着的是围绕发现铪元素72的争议。
但是元素85给我们的研究带来了比已经涵盖的元素更深的深度。这个故事表明，民族主义的偏见在很多方面都持续到今天，并且元素的“发现者”的身份很大程度上取决于人们可以参考的教科书的国籍。这也是大多数消息来源在宣称Corson，MacKenzie和Segrè为真正发现者时给予错误说明的一个因素。我将详细记述的是两位年轻的化学家Brett Thornton和Shawn Burdette最近的工作，他的2010年文章是我大量吸取的。
正如已经调查过的七个元素中的很多元素一样，莫斯利对原子序数概念的实验性展示以明确的方式解决了所有问题的观点再一次显示出极具误导性。
元素85的早期声明元素周期表中元素85的位置表明它位于卤素之中。因此，不足为奇的是，早期的研究人员相信他们会发现元素与溴和碘等其他卤素类似的位置，即在海洋或被海洋冲刷的沙子中。此外，完全预期新元素将像典型的卤素那样表现形成双原子分子并且其沸点低。
发现该元素的第一个主要要求是由弗雷德阿利森做出的，他是同一个研究人员，他也错误地声称他发现了元素87.就像元素87的情况一样，阿利森声称已经发现了使用他的元素自己的磁光方法，其涉及法拉第效应中的时间延迟，也就是说，通过将磁场施加到物质的任何特定溶液而进行的平面偏振光的旋转。Allison在1931年和1932年发表文章，声称他观察到元素85并建议在他工作的州阿拉巴马之后称它为alabamium。
1935年，美国物理学家HG麦克弗森指出，艾利森的发现是虚假的，并且是由于他的乐器不完善而不是出现新元素。进一步的驳斥随之而来。
接下来的主张来自印度化学家Rajendralal De，他在达卡工作，当时是英国印度的一部分，现在在孟加拉国。De在20世纪20年代曾在德国与哈恩和梅特纳一起训练过，并且像Allison一样，使用独居石沙进行他的研究。在对沙子进行了多次化学处理之后，德获得了一种他称为元素85的升华物，并在达卡城之后给他起了达金的名字，也拼写了达卡。后来研究人员根据ast鱼强大的放射性，驳斥了De的要求，这将阻止他或其他人以他当时声称已经完成的方式安全处理元素。
另一个参与寻找元素87罗马尼亚Horia Hulubei的人也参与了元素85的发现。确实，他似乎很可能是自然发生的ast鱼的发现者，因为它后来被人工合成元素的物理学家。正是这些物理学家普遍认同元素的发现。
1916年，Hulubei在法国学习，1918年第一次世界大战结束后返回家乡罗马。1926年，他回到法国与Jean Perrin一起工作，并在索邦大学建立了X光实验室。1928年，他们加入了Yvette Cauchois，他建立了后来被称为Cauchois光谱仪的光谱仪，它提供了更高分辨率的光谱，并使得研究比先前观察到的更弱的光谱成为可能。Hulubei和Cauchois检查了氡的放射性，希望观察元素85存在的证据。在1936年发表的一篇论文中，他们宣称在151个X单位或siegbahns观察到一条线，恰恰是Kα1线为期待碘卡碘。1939年，他们报告了两个与eka iod存在一致的X射线线以及Moseley定律的预测结果。这些新的实验使用比以前更高的分辨率，并包括进一步的检查和平衡，这使得作者声称已发现新元素的信心更大。1941年，一名前Hulubei和Cauchois学生Manuel Valadares在回到他的祖国葡萄牙之后用更强的X射线源重复了这些实验。然后他发表了他的结果，这也表明存在eka iodine。回到他本国的葡萄牙后，用更强的X射线源重复了这些实验。然后他发表了他的结果，这也表明存在eka iodine。回到他本国的葡萄牙后，用更强的X射线源重复了这些实验。然后他发表了他的结果，这也表明存在eka iodine。
1942年，另外的科学家进入了关于这个新元素的讨论。在维也纳镭研究所工作的两名妇女Berta Karlik和Traude Bernert报告了氡同位素放射性衰变产生的α粒子的检测。他们还利用这个衰变来表明元素85在天然放射性衰变系列中的存在。到此时为止，元素85的人工合成一般被认为是该元素的最终发现，已在伯克利进行。但奥地利研究人员并未意识到这一事实，因为在战时缺乏交流。
在1944年的一篇文章中，Hulubei在第85部分中详细总结了他的工作和其他方面的工作。这包括描述了被认为是由于天然放射性衰变而产生新元素的六条X射线。他还呼吁卡尔利克的工作为他自己的发现提供支持。这一次Hulubei甚至为“渴望和平”这一意义上的罗马尼亚语中的“渴望”一词提出了一个新名词“dor”，这个名字代表了一个与命名不同的有趣转变以最近流行的民族主义方式进行的分子活动。
随着第二次世界大战即将结束，一些因素开始人为制造，决定如何命名元素以及谁有权给予他们新名字变得非常重要。奥地利出生的放射化学家弗里德里希·帕内斯（Friedrich Paneth）承担了这项任务，他于1936年从柏林逃到英国，因为他的犹太血统被解除了教授职务。帕内斯在“ 自然”杂志上发表了一篇社论杂志在1947年，除其他事项之外将有剥夺任何发现胡鲁贝和Cauchois声称的影响。如前所述，帕内斯建议，如果一个元素被竞争团体赋予了不同的名称，命名权应该交给那些以可重现的方式产生元素的人。这意味着，就元素43而言，Noddacks关于masurium的索赔应予以驳回，并应由Segrè和Perrier合成的锝取代。
帕内特注意到伯克利小组关于元素85合成的说法，以及卡尔利克和伯内特已经证明它存在于自然界中的事实。但他继续说，他称之为“前声明”，没有任何特定研究人员的名字，被卡尔利克和贝尔纳特的工作驳斥。这是一个相当重要的陈述，因为它诋毁了Hulubei和Cauchois的工作，即使Karlik和Bernert没有真正解决这些索赔，而Paneth的声明暗示他们拥有这些索赔。
可以理解的是，胡鲁贝非常关心帕内斯的社论以及暗示他的作品和Cauchois的作品遭到驳斥。他回应说，帕内特的遗漏是战争期间交流困难的原因。他否认卡尔利克和伯内特驳斥了他关于元素85的研究，并补充说：“与阅读帕内思先生揭露之后会想到的相反。”不久之后，卡尔利克终于对葫芦贝的作品发表了评论，声称该研究有不足以值得元素85的发现，因为它们的样品中元素85的含量非常少，这会使X射线谱中的其他元素产生一些干扰。
与此同时，为回应帕内斯的社论，三位伯克利研究人员声称已经人工制作了85件元素 Corson，MacKenzie和前面提到的EmilioSegrè 提出希腊astatos的名字“astatine” ，或者说不稳定。提交人并没有意识到Hulubei和Karlik提出的要求，但由于Allison及其支持者继续对alabamine提出索赔，因此推迟提出要素名称。而且，帕内斯现在是国际化学联盟委员会的主席，他在1949年批准了ast鱼的名字，从而进一步支持了美国的要求。
他们提出的另一个论点是，在20世纪30年代，Hulubei和Cauchois能够清楚地检测元素pol的Lα谱线，它的转换强度比他们声称在其中看到的谱线低500倍此外，他们还补充说，他们的葡萄牙学生瓦拉达雷斯进行的实验将使85号元素所宣称的X射线强度增加两倍，因为他使用了氡气源，这是放射性强有力的三倍。
已经提到了Hulubei和Cauchois从未因其工作获得过多信誉的原因。他们包括帕内斯的贬义词，大意是85号元素的“其他工作”被驳斥，即使葫芦贝和Cauchois的工作没有。此外，Thornton和Burdette将缺乏信誉归因于Hulubei特别错误地宣称元素87的发现以及他在这种情况下肯定是错误的这一事实。他们认为，尽管他已经发现了元素85，但这个早期的错误导致其他人怀疑胡鲁贝。
Helvetium and Anglohelvetium1940年，瑞士物理学家Walter Minder（1905 1992）声称观测到镭A的β衰变非常微弱。为此，他将一对电离室与一个静电计连接起来。他还相信他的化学测试证实了这种元素与碘的相似性。Minder将它命名为helvetium，并在瑞士拉丁文名后给它一个符号Hv。性质“杂志报道了敏德的研究成果，宣布他已经成功地分离了元素85，并且他从放射性元素act的分解中取得了成功。摘要还指出，敏德命名他的新元素helvetium以纪念他自己的国家。它继续表示希望不久将提供更多细节，并补充说伦敦晚报曾表示，
然后在1942年，Minder和他的英国同事Alice Leigh Smith 12惊奇地重复了发现eka iodine的公告，这次把它称为anglohelvetium，Anglia（拉丁语为英格兰）和Helvetia的组合。但是，其他人不能复制这些说法，并且再次从这些研究人员那里听到的消息不多，至少在发现缺失的元素的情况下。
元素的通常被发现的发现85 元素85的发现是由三名伯克利科学家Dale Corson，Alexander MacKenzie和EmilioSegrè于1940年完成的（图8.2）。使用由Ernest Lawrence建造的60英寸回旋加速器，三名科学家轰击了一个铋靶，元素83.13这个元素在这方面非常有用，因为它只有一个单一的同位素，质量数为209，这个特征大大简化了产品分析。被轰击的铋靶标显示出多种形式的辐射，包括α，γ，X射线，甚至是低能量电子的发射，所有这些都表现出大约七个半小时的相同寿命。通过一系列分析，作者能够确定引起某些辐射的物质，元素85通过K 电子捕获变成pol。
有趣的是，在宣布他们发现的文章中，他们也提到了自然发生的元素85的可能存在，并引用了瑞士的Minder以及巴黎的Hulubei和Cauchois的早期工作，他们都声称观察到元素。
他们还提到与汉密尔顿和索利进行的工作，其中元素85被浓缩到一些豚鼠的甲状腺中，显示与周期表中元素85以上的碘类似的排泄。尽管如此，Corson等人的化学实验表明，发现元素85的性质与其相邻元素84或pol的性质比它们对碘的性质更相似。例如，元素85以硫化物的形式沉淀，并且在硫酸中被锌沉淀，两者都是金属而不是非金属特征的反应，例如碘。
Ast素85的一般方面具有可疑的区别，即作为非常少的固体成分之一，从来没有得到足够大的肉眼可见的固体成分。据估计，如果有可见的样品曾经产生过，由于放射性放射性产生的热量，它会立即蒸发掉。作为这些性质的结果，ast鱼的体积行为，例如其熔点和沸点，其颜色以及它可能是金属的程度只能在理论上估计。
根据卤素元素之间的熔点趋势，预测ast的值为302°C，尽管围绕这项工作存在一些争议，因为预测熔点为337°C左右。另一个争议涉及At 2的双原子分子是否发生在所有其他卤素的情况下。根据ast鱼所属卤素组的趋势，颜色预计会非常暗淡，最可能是黑色。这是因为氟几乎无色至黄色，氯为绿色，溴棕色，碘为紫色。
1943年，在ast鱼首次在核反应堆中人工合成三年之后，发现该元素在地壳中以极小的量自然发生。实际上它是唯一最稀有的自然发生的元素，总共只有1盎司。或28克在任何时间。该元素的大约三十种同位素已被合成或被发现自然发生，其中最长寿命为210 At，半衰期为8.1小时。
综合考虑这些因素导致它几乎完全没有应用。一个例外是对211的潜在用途的不断探索在放射治疗中。同位素是一种方便半衰期为7.2小时的α粒子发射器。像元素周期表中的元素一样，碘，ast在甲状腺中有被代谢的倾向，因此可用于监测涉及甲状腺和喉部区域的医疗状况。此外，这种同位素α辐射的短程性质表明，它可以用于治疗身体所有部位的癌症，同时降低邻近组织的风险，这在使用其他更成熟的无线电时经常是一个问题 治疗性同位素。如果没有足够的承诺，211A不会产生任何有害的β辐射，就像目前在无线电医学中使用的许多其他同位素一样。
但是，虽然这些治疗潜在吸引力的性质已经探索了超过35年，关于安全分娩的问题211在向人类受试者，以及有关准备生产的同位素的问题，继续拖延体内实施这种最稀有的元素。
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