根據最新統計,元素週期表中有 118 種已確認的元素 - 然而,在這個龐大的數字中,您接觸到其中 5 種元素的可能性是其他 113 種元素的九倍多。
這是因為,在地殼中發現的數十種元素中,氧、矽、鋁、鐵和鈣這五種元素總共構成了超過92%。 事實上,我們每天遇到的原子中幾乎有一半是氧,使其成為迄今為止地球上最豐富的元素。
然而,在天秤的另一端,我們有砹:地球上最稀有的天然元素。 據認為,在任何時候,全球範圍內存在的這種物質的數量都不到 25 克(即不到一盎司)。 事實上,這種情況非常罕見,科學家們還是不知道有關元素的基本信息,例如它的外觀。
砹以希臘語「不穩定」一詞命名,這是一個恰當的名字:它具有令人難以置信的放射性,即使在最穩定的形式砹210 下,半衰期也只有八個小時多一點。 這意味著,即使你設法拿到了一些,24 小時後,也只剩下八分之一——剩下的已腐爛轉換為鉍 206 或釙 210。
這就是最多穩定同位素-大多數形式的砹的半衰期為一秒或更短。 在其元素形式下,事物變得更加不穩定:它的放射性如此之強,如果你用肉眼看到足夠多的東西,它實際上會在自身的熱量下蒸發。
雖然科學家能夠直接處理砹,但他們只能透過核反應人工製造砹——通常是用 α 粒子轟擊 209 鉍。
因此,我們對元素的了解大部分來自理論工作而不是實際實驗。 例如,我們思考砹可能看起來像黑色固體,因為它位於元素週期表的滷素列中。 鹵素越重,顏色就越深:氟本質上是無色的,氯是黃綠色的,溴是紅棕色的,碘是深灰紫色的——因此,邏輯是,砹作為列表中的下一個鹵素,應該還要更黑。
當然,這是假設該元素實際上並不比鹵素更像金屬——這個問題讓化學家們產生了分歧,因為砹也位於元素週期表中的對角線上,其中包含硼和矽等準金屬。 在化學反應中,它有時像鹵素,有時像金屬,即使是專家也難以輕易分類。
儘管砹非常罕見,幾乎不存在,而且令人困惑,我們基本上對它一無所知,但砹可能有一些非常重要的實際應用。 當元素衰變時,它會發射 α 粒子:由兩個質子和兩個中子組合形成的放射性粒子,由於各種原因,真的擅長針對癌細胞。
「砹是 α 發射體中的金髮姑娘,」賓州大學醫學院的放射科醫生 Mehran Makvandi 說。化學與工程新聞,美國化學會於 2020 年出版的雜誌。 它的半衰期極短,這意味著它不會停留很長時間。 重要的是,它僅有的發射α粒子——危害最小的各種類型的輻射。
如果科學家能夠將砹同位素附著在癌症-靶向分子,然後,他們也許能夠創造出一種抗癌療法,可以切割癌細胞的DNA,而使周圍組織相對不受傷害。 當談到潛在的癌症治療方法時,馬克萬迪說,“沒有什麼能比得上具有相同的靶向效力。”
當然,有一個非常大的警告:研究人員需要先掌握這些東西。 由於它如此稀有且不穩定,這並不是一件容易的事 - 這可能是為什麼該元素仍然存在正式掛牌沒有已知的生物學作用或研究以外的用途。
但也許這是最好的。 畢竟,如果我們知道它真的很重要,我們可能需要的東西遠多於 25 克,不是嗎?