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compuestos de astato

Los compuestos de astato son compuestos que contienen el elemento astato (At). Debido a que este elemento es muy radiactivo, se han estudiado pocos compuestos. Menos reactivo qu...

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Los compuestos de astato son compuestos que contienen el elemento astato (At). Debido a que este elemento es muy radiactivo, se han estudiado pocos compuestos. Menos reactivo que el yodo, el astato es el menos reactivo de los halógenos. [ 1 ] Sus compuestos se han sintetizado en cantidades a nanoescala y se han estudiado tan intensivamente como ha sido posible antes de su desintegración radiactiva. Las reacciones involucradas se han probado típicamente con soluciones diluidas de astato mezcladas con mayores cantidades de yodo. Actuando como portador, el yodo asegura que haya suficiente material para que funcionen las técnicas de laboratorio (como la filtración y la precipitación ). [ 2 ] [ 3 ] [ a ] ​​Al igual que el yodo, se ha demostrado que el astato adopta estados de oxidación impares que van desde −1 hasta +7.

La química del astato está "enturbiada por las concentraciones extremadamente bajas a las que se han realizado experimentos con astato, y la posibilidad de reacciones con impurezas, paredes y filtros, o subproductos de radiactividad, y otras interacciones no deseadas a nanoescala". [ 6 ] Muchas de sus propiedades químicas aparentes se han observado utilizando estudios de trazadores en soluciones de astato extremadamente diluidas, [ 7 ] [ 8 ] típicamente menos de 10 −10 mol·L −1 . [ 9 ] Algunas propiedades, como la formación de aniones, se alinean con otros halógenos. [ 10 ] El astato también tiene algunas características metálicas, como la deposición sobre un cátodo , [ b ] y la coprecipitación con sulfuros metálicos en ácido clorhídrico . [ 12 ] Forma complejos con EDTA , un agente quelante de metales , [ 13 ] y es capaz de actuar como un metal en el radiomarcaje de anticuerpos ; En algunos aspectos, el astato en estado +1 es similar a la plata en el mismo estado. Sin embargo, la mayor parte de la química orgánica del astato es análoga a la del yodo. [ 14 ] Se ha sugerido que el astato puede formar un catión monoatómico estable en solución acuosa. [ 12 ] [ 15 ]

Astatides

Astato

Solo se han reportado unos pocos compuestos con metales, en forma de astaturos de sodio, [ 16 ] paladio , plata, talio y plomo. [ 17 ] El astato también puede formar complejos de astaturo con mercurio, [ 18 ] rodio e iridio. [ 14 ] Algunas propiedades características del astaturo de plata y sodio, y de otros hipotéticos astaturos de metales alcalinos y alcalinotérreos, se han estimado mediante extrapolación a partir de otros haluros metálicos. [ 19 ] Se predice que el astaturo de cesio es poco soluble en agua, al igual que el fluoruro de litio . [ 20 ]

Modelo espacial de astaturo de hidrógeno

La formación de un compuesto de astato con hidrógeno  —generalmente denominado hidrogenoastaturo—  fue observada por los pioneros de la química del astato. [ 21 ] Como se mencionó, existen razones para referirse a este compuesto como hidruro de astato. Se oxida fácilmente; la acidificación con ácido nítrico diluido produce las formas At 0 o At + , y la posterior adición de plata(I) solo puede precipitar parcialmente, en el mejor de los casos, el astato como astaturo de plata(I) (AgAt). El yodo, en cambio, no se oxida y precipita fácilmente como yoduro de plata(I) . [ 10 ] [ 22 ]

Otros compuestos inorgánicos

Se sabe que el astato se une al boro [ 23 ] y al nitrógeno . [ 24 ] Se han preparado varios compuestos de jaula de boro con enlaces At–B, siendo estos más estables que los enlaces At–C. [25] El catión dipiridina-astatino(I), [At(C5H5N ) 2 ] + , forma compuestos iónicos con perclorato [24] (un anión no coordinante [26]) y con nitrato, [At(C5H5N ) 2 ] NO3 . [ 24 ] Este catión existe como un complejo de coordinación en el que dos enlaces covalentes dativos unen por separado el centro de astato ( I ) con cada uno de los anillos de piridina a través de sus átomos de nitrógeno. [ 24 ]

Con oxígeno, hay evidencia de las especies AtO − y AtO + en solución acuosa, formadas por la reacción de astato con un oxidante como bromo elemental o (en el último caso) por persulfato de sodio en una solución de ácido perclórico : [ 10 ] [ 27 ] esta última especie también podría ser ácido astático protonado, H2 AtO + 2 . [ 28 ] La especie que antes se creía que eraAtO − 2 se ha determinado desde entonces que esAtO(OH) − 2 , un producto de hidrólisis de AtO+(otro producto de hidrólisis de este tipo es AtOOH). [ 29 ] El anión AtO − 3 bien caracterizadose puede obtener, por ejemplo, mediante la oxidación de astato con hipoclorito de potasio en una solución dehidróxido de potasio. [ 30 ] [ 31 ] Se ha informado de la preparación dede lantanoLa(AtO3)3, tras la oxidación de astato por una solución caliente de Na2S2O8. [ 32 ] La oxidación posterior deAtO − 3 , como pordifluoruro de xenón(en una solución alcalina caliente) operiodato(en unaneutrao alcalina), produce el ion perastatatoAtO − 4 ; Esto solo es estable en soluciones neutras o alcalinas. [ 33 ] También se cree que el astato es capaz de formar cationes en sales con oxianiones comoel yodatooel dicromato; esto se basa en la observación de que, en soluciones ácidas, los estados positivos monovalentes o intermedios del astato coprecipitan con las sales insolubles de cationes metálicos como el yodato de plata(I) o el dicromato de talio(I). [ 30 ] [ 34 ]

El astato puede formar enlaces con otros calcógenos ; estos incluyen S 7 At + y At(CSN) − 2 con azufre , un compuesto de selenourea de coordinación con selenio y un coloide de astato- telurio con telurio. [ 35 ]

Estructura del monoyoduro de astato, uno de los interhalógenos de astato y el interhalógeno diatómico más pesado conocido.

Se sabe que el astato reacciona con sus homólogos más ligeros, el yodo, el bromo y el cloro, en estado gaseoso; estas reacciones producen compuestos interhalógenos diatómicos con fórmulas AtI, AtBr y AtCl. [ 4 ] Los dos primeros compuestos también pueden producirse en agua  : el astato reacciona con una solución de yodo/ yoduro para formar AtI, mientras que el AtBr requiere (además del astato) una solución de yodo/ monobromuro / bromuro de yodo . El exceso de yoduros o bromuros puede dar lugar a iones AtBr − 2 y AtI − 2 , [ 4 ] o en una solución de cloruro, pueden producir especies como AtCl − 2 o AtBrCl −a través de reacciones de equilibrio con los cloruros. [ 5 ] La oxidación del elemento con dicromato (en solución de ácido nítrico) mostró que la adición de cloruro convirtió el astato en una molécula que probablemente sea AtCl o AtOCl. De manera similar, se puede producir AtOCl − 2 o AtCl − 2. [ 4 ] Se sabe o se presume que los polihaluros PdAtI 2 , CsAtI 2 , TlAtI 2 , [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] y PbAtI [ 39 ] se precipitaron. En un espectrómetro de masas de fuente de iones de plasma , los iones [AtI] + , [AtBr] + , y [AtCl] + se han formado al introducir vapores de halógenos más ligeros en una celda llena de helio que contiene astato, lo que apoya la existencia de moléculas neutras estables en el estado de ion de plasma. [ 4 ] Aún no se han descubierto fluoruros de astato . Su ausencia se ha atribuido especulativamente a la extrema reactividad de dichos compuestos, incluyendo la reacción de un fluoruro formado inicialmente con las paredes del recipiente de vidrio para formar un producto no volátil. [ c ] Por lo tanto, aunque se cree que la síntesis de un fluoruro de astato es posible, puede requerir un disolvente de fluoruro de halógeno líquido, como ya se ha utilizado para la caracterización del fluoruro de radón. [ 4 ] [ 33 ]

compuestos organoastatinos

La mayor parte de la química orgánica del astato es análoga a la del yodo. [ 14 ] El astato puede reemplazar un átomo de hidrógeno en el benceno para formar astatobenceno C 6 H 5 At; este puede oxidarse a C 6 H 5 AtCl 2 por cloro. Al tratar este compuesto con una solución alcalina de hipoclorito, se puede producir C 6 H 5 AtO 2. [ 30 ] Se han utilizado reactivos de yodo marcados con astato para sintetizar RAt, RAtCl 2 , R 2 AtCl y RAtO 2 (R = fenilo o p -tolilo ). [ 43 ] Los astaturos de alquilo y arilo son relativamente estables y se han analizado a altas temperaturas (120  °C) con radiocromatografía de gases. [ 44 ] Las reacciones de desmercuración han producido con buenos rendimientos cantidades traza de aminoácidos aromáticos, esteroides e imidazoles que contienen 211 At, entre otros compuestos. [ 43 ]

Notas

  1. ↑ El yodo puede actuar como transportador a pesar de reaccionar con el astato en agua porque estas reacciones requieren yoduro (I − ), no (solo) I 2 . [ 4 ] [ 5 ]
  2. ↑ También es posible que se trate de sorción en un cátodo. [ 11 ]
  3. ↑ Un intento inicial de fluorar astato usando trifluoruro de cloro resultó en la formación de un producto que se adhirió al vidrio. Se formaron monofluoruro de cloro, cloro y tetrafluorosilano. Los autores calificaron el efecto de "desconcertante", admitiendo que esperaban la formación de un fluoruro volátil. [ 40 ] Diez años después, se predijo que el compuesto no sería volátil, a diferencia de los otros halógenos pero similar al fluoruro de radón ; [ 41 ] para entonces, se había demostrado que este último era iónico. [ 42 ]

Referencias

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Obras citadas

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