Nguyên tố tự nhiên hiếm nhất trên Trái Đất

Astatine là nguyên tố hiếm nhất xuất hiện tự nhiên trong lớp vỏ Trái Đất với chưa đầy 25 g trên toàn hành tinh ở bất kỳ thời điểm nào.

Giới nghiên cứu vẫn chưa biết những thông tin cơ bản như hình dáng của astatine.

Astatine hiếm đến mức các nhà khoa học vẫn không biết thông tin cơ bản về nguyên tố này như nó trông thế nào. Astatine được đặt tên theo từ "kém ổn định" trong tiếng Hy Lạp. Nó là nguyên tố phóng xạ với chu kỳ bán rã chỉ hơn 8 giờ, ngay cả ở dạng ổn định nhất là astatine-210. Điều đó có nghĩa thậm chí nếu bạn thu thập được một ít, sau 24 giờ, số lượng chỉ còn 1/8 do astatine phân rã thành bismuth-206 hoặc polonium-210.

Phần lớn đồng vị astatine có chu kỳ bán rã dưới một giây. Tính phóng xạ của astatine cao đến mức nếu bạn có một lượng đủ để quan sát bằng mắt thường, nó sẽ bốc hơi dưới hơi nóng của chính nó. Các nhà khoa học chỉ có thể làm việc trực tiếp với astatine thông qua sản xuất nhân tạo bằng phản ứng hạt nhân, thường là dùng hạt alpha để bắn phá bismuth-209.

Do đó, hầu hết những gì chúng ta biết về nguyên tố này đến từ nghiên cứu lý thuyết thay vì thí nghiệm thực tiễn. Ví dụ, giới nghiên cứu cho rằng astatine trông giống một vật rắn màu đen bởi nó nằm ở cột halogen của bảng tuần hoàn. Những nguyên tố trong cột halogen càng nặng càng sẫm màu hơn. Flo không màu, chlorine màu vàng – xanh lá cây, bromine màu đỏ - nâu, iod màu xám đậm – tím. Do đó, theo logic, nguyên tố tiếp theo là astatine sẽ càng tối hơn.

Astatine giống kim loại hơn hay phi kim hơn vẫn là câu hỏi gây tranh cãi giữa các nhà hóa học bởi nó nằm dọc theo đường chéo ở bảng tuần hoàn, chứa những á kim như boron và silicon. Trong phản ứng hóa học, nó đôi khi hoạt động như halogen và đôi khi giống kim loại, khiến giới chuyên gia không dễ phân loại.

Dù cực kỳ hiếm gặp, astatine có thể có một số ứng dụng thực tiễn quan trọng. Khi nguyên tố phân rã, nó phát ra hạt alpha, hạt phóng xạ hình thành từ sự kết hợp của hai proton và hai neutron. Vì nhiều lý do, hạt alpha nhắm vào tế bào ung thư rất hiệu quả. Theo Mehran Makvandi, nhà X quang học ở trường y của Đại học Pennsylvania, astatine phát ra ít hạt alpha hơn đồng vị khác như actinium-225. Nguyên tố này cũng chỉ phát ra hạt alpha là loại bức xạ ít độc hại nhất.

Nếu các nhà khoa học có thể gắn đồng vị astatine vào phân tử tìm tế bào ung thư, họ có thể tạo ra liệu pháp điều trị ung thư không gây hại cho mô xung quanh. Do astatine quá hiếm và kém ổn định, đó không phải nhiệm vụ dễ dàng.