Este es el elemento más escaso del mundo: es vital para la humanidad y solo quedan 20 gramos en nuestro planeta
Su existencia efímera y su escasez extrema lo convierten en uno de los mayores misterios de la tabla periódica.
En las profundidades de la tabla periódica, en el grupo de los halógenos y justo por encima del yodo, se encuentra uno de los elementos más escasos de nuestro planeta: el astato.
Con el símbolo químico At y un número atómico 85, este elemento radiactivo es un misterio para los científicos y los curiosos por igual.
Descubierto a mediados del siglo XX, se presenta como un elemento extremadamente inestable, con isótopos que tienen una vida media de apenas unas pocas horas.
Esta inestabilidad explica su escasez extrema en la naturaleza; se estima que la cantidad total presente en la Tierra no supera unos pocos gramos.
La inestabilidad de los elementos pesados, como el astato, está relacionada con la estructura de sus núcleos atómicos.
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La inestabilidad de los gigantes atómicos: ¿por qué los elementos más pesados que el plomo se descomponen?
La tabla periódica está organizada según el número de protones en los núcleos de los elementos. El plomo (Pb), que contiene 82 protones, es un punto de referencia crucial, ya que todos los elementos que tienen más de 82 protones son considerados inestables.
Esto ocurre porque, en núcleos más grandes, la repulsión entre los protones supera la atracción que ejercen los neutrones, lo que provoca inestabilidad.
Los elementos más pesados que el plomo tienden a descomponerse mediante un fenómeno conocido como radiactividad. Durante este proceso, los elementos inestables emiten partículas para alcanzar una configuración más estable, a menudo convirtiéndose en plomo u otros elementos estables en el camino.
La rapidez con la que estos elementos se descomponen se mide en términos de "semivida".
Este término está relacionado con el tiempo necesario para que la mitad de una muestra de un elemento radiactivo se desintegre. Algunas son tan largas como millones de años, mientras que otras pueden ser de solo fracciones de segundo.
Elementos como el uranio y el torio son destacados por su abundancia en la corteza terrestre, mientras que otros elementos radiactivos más pesados se descomponen tan velozmente que ya no se encuentran.
Con el transcurso de millones de años, estos elementos atravesaron diferentes fases de descomposición, transformándose en otros elementos, como el plomo, mucho antes de que pudiéramos detectarlos.
Cómo se determinó cual era el elemento más escaso del mundo
Según @Ciencia de Sofá, determinar cuál es el elemento más escaso del planeta implica un análisis de su producción natural y estabilidad. Dos elementos radiactivos destacan en esta discusión: el francio y el astato.
El francio se genera a partir de la desintegración de uranio y torio, siendo el isótopo más común, el francio-223, el resultado de estas cadenas de descomposición.
Sin embargo, su vida media es extremadamente corta, solo 22 minutos, lo que significa que la cantidad de francio presente en la corteza terrestre es muy limitada, estimándose en aproximadamente 30 gramos.
Si se considera el volumen total del planeta, se calcula que hay alrededor de 300 gramos de francio en total.
En contraste, el astato se produce en cantidades aún más reducidas a partir de la descomposición del uranio-235 y 238, con probabilidades de formación de apenas 0.006% y 0.004% respectivamente.
Su isótopo más estable tiene una vida media inferior a un minuto. Actualmente, se estima que en toda la corteza terrestre hay alrededor de 0.2 gramos de astato, lo que se traduce en aproximadamente 20 gramos en todo el planeta.
Si es escaso, ¿cómo se descubrió el astato?
En 1939, un grupo de científicos detectó un elemento desconocido en minerales de uranio, aunque su concentración era tan baja que no podían aislarlo.
Sin embargo, en 1940, el físico Emilio Segrè logró sintetizarlo artificialmente, identificándolo como astato.
La síntesis del astato resultó ser un proceso relativamente sencillo. Para ello, utilizaron una delgada lámina de bismuto, que tiene 83 protones. Al bombardear esta lámina con partículas alfa, que contienen dos protones cada una, algunos de estos núcleos se incorporaron en el bismuto.
Este aumento en el número de protones llevó a la formación de átomos de astato, específicamente isótopos como el astato-210 y astato-211, que tienen vidas medias de hasta 8 horas.
Es importante mencionar que cada intento de este experimento produce solo unos pocos nanogramos de astato. Debido a su naturaleza efímera, estas muestras desaparecen en cuestión de días.
No obstante, las pequeñas cantidades generadas fueron suficientes para evidenciar que la química del astato es similar a la del yodo, el elemento que se encuentra justo encima de él en la tabla periódica.
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