Bohriyum - Bohrium

Bohrium,  107 Bh
Bohriyum
Telaffuz / B ɔːr i ə m / ( dinleme )Bu ses hakkında ( BOR -ee-əm )
Kütle Numarası [270] (doğrulanmadı: 278)
Periyodik tablodaki Bohrium
Hidrojen Helyum
Lityum Berilyum Bor Karbon Azot Oksijen flor Neon
Sodyum Magnezyum Alüminyum Silikon Fosfor Kükürt Klor Argon
Potasyum Kalsiyum skandiyum Titanyum Vanadyum Krom Manganez Demir Kobalt Nikel Bakır Çinko galyum Germanyum Arsenik Selenyum Brom Kripton
Rubidyum Stronsiyum İtriyum Zirkonyum niyobyum Molibden Teknesyum Rutenyum Rodyum paladyum Gümüş Kadmiyum İndiyum Teneke Antimon Tellür İyot ksenon
sezyum Baryum lantan seryum Praseodimyum neodimyum prometyum Samaryum evropiyum Gadolinyum Terbiyum Disporsiyum Holmiyum erbiyum Tülyum İterbiyum lütesyum Hafniyum Tantal Tungsten Renyum Osmiyum İridyum Platin Altın Merkür (element) Talyum Öncülük etmek Bizmut Polonyum astatin radon
Fransiyum Radyum Aktinyum toryum protaktinyum Uranyum Neptünyum plütonyum Amerika küriyum Berkelyum kaliforniyum Einsteinyum fermiyum Mendelevyum Nobelyum lavrensiyum Rutherfordyum dubniyum Seaborgiyum Bohriyum hassiyum meitneryum Darmstadtium röntgen Kopernik nihonyum flerovyum Moskova karaciğer Tennessin Oganesson
Re

Bh

(Uhu)
seaborgiumbohriumhassium
Atom numarası ( Z ) 107
Grup grup 7
Dönem 7. dönem
Engellemek   d-blok
Elektron konfigürasyonu [ Rn ] 5f 14 6d 5 7s 2
Kabuk başına elektron 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2
Fiziki ozellikleri
Faz de  STP bilinmeyen aşama (öngörülen)
Yoğunluk ( rt yakın  ) 26-27 g / cm 3 (tahmin edilen)
atomik özellikler
oksidasyon durumları ( +3 ), ( +4 ), ( +5 ), +7 (parantez içinde: tahmin )
iyonlaşma enerjileri
atom yarıçapı ampirik: 128  pm (tahmin edilen)
kovalent yarıçap 141 pm (tahmini)
Diğer özellikler
Doğal oluşum sentetik
Kristal yapı hegzagonal sıkı paket (hcp)
Bohrium için altıgen sıkı paketlenmiş kristal yapı

(tahmin edildi)
CAS numarası 54037-14-8
Tarih
adlandırma Niels Bohr'dan sonra
keşif Gesellschaft für Schwerionenforschung (1981)
Bohriumun ana izotopları
İzotop Bolluk Yarı ömür ( t 1/2 ) çürüme modu Ürün
267 SB 17 sn α 263 Db
270 Bh 1 dakika α 266 Db
271 SB 1,5 sn α 267 Db
272 SB 11 sn α 268 Db
274 SB 44 sn α 270 Db


278 SB 11.5 dakika? bilimkurgu
Kategori Kategori: Bohriyum
| Referanslar

Bohrium bir olan sentetik kimyasal element ile sembol Bh ve atom numarasına Bu Danimarkalı fizikçi almıştır 107. Niels Bohr . Sentetik bir element olarak laboratuvarda oluşturulabilir ancak doğada bulunmaz. Bohriumun bilinen tüm izotopları aşırı derecede radyoaktiftir ; Bilinen en kararlı izotop , yaklaşık 61 saniyelik bir yarı ömre sahip 270 Bh'dir , ancak doğrulanmamış 278 Bh, yaklaşık 690 saniyelik daha uzun bir yarı ömre sahip olabilir.

Olarak periyodik tablo , bu a, d-Blok transactinide elemanı . 7. periyodun bir üyesidir ve 6d serisi geçiş metallerinin beşinci üyesi olarak grup 7 elementlerine aittir . Kimya deneyleri daha ağır olarak bohrium davranır doğruladı homologu için renyum grubu 7'de kimyasal özellikleri bohrium sadece kısmen karakterize edilir, ancak diğer grup 7 elemanlarının kimyası ile karşılaştırmak.

Tanıtım

Bir nükleer füzyon reaksiyonunun grafik bir tasviri
Bir nükleer füzyon reaksiyonunun grafik bir tasviri . İki çekirdek birleşerek bir nötron yayar . Bu ana yeni elementler yaratan reaksiyonlar benzerdi, tek olası fark, bazen birkaç tekil nötronun salınması ya da hiç olmamasıydı.
Harici video
video simgesi Avustralya Ulusal Üniversitesi tarafından yapılan hesaplamalara dayanan başarısız nükleer füzyonun görselleştirilmesi

En ağır atom çekirdekleri , eşit olmayan büyüklükteki diğer iki çekirdeği bir araya getiren nükleer reaksiyonlarda oluşturulur; kabaca, kütle bakımından iki çekirdek ne kadar eşitsizse, ikisinin tepkime olasılığı o kadar artar. Daha ağır çekirdeklerden oluşan malzeme bir hedef haline getirilir ve daha sonra daha hafif çekirdeklerin ışını tarafından bombalanır . İki çekirdekleri can sadece sigorta biri yakından yeterince birbirini yaklaşırsa içine; normalde, çekirdekler (tümü pozitif yüklü) elektrostatik itme nedeniyle birbirini iter . Güçlü bir etkileşim ama sadece çekirdekten çok kısa bir mesafe içinde bu itmeyi üstesinden; Işın çekirdeği bu nedenle, bu tür bir itmeyi, ışın çekirdeğinin hızına kıyasla önemsiz kılmak için büyük ölçüde hızlandırılır . İki çekirdeğin kaynaşması için tek başına yaklaşmak yeterli değildir: iki çekirdek birbirine yaklaştığında, genellikle yaklaşık 10 −20  saniye birlikte kalırlar ve daha sonra tek bir çekirdek oluşturmak yerine yollarını ayırırlar (reaksiyondan öncekiyle aynı bileşimde olması gerekmez). çekirdek. Füzyon meydana gelirse, bileşik çekirdek olarak adlandırılan geçici birleşme , uyarılmış bir durumdur . Bunu uyarım enerji kaybı ve daha istikrarlı bir durum, bir bileşik çekirdeği ya ulaşmak için fissions veya çıkacaktır bir veya birkaç nötronlar uzaklıkta enerji taşıyan,. Bu  , ilk çarpışmadan yaklaşık 10-16 saniye sonra meydana gelir.

Işın hedeften geçer ve bir sonraki bölmeye, ayırıcıya ulaşır; yeni bir çekirdek üretilirse bu ışınla taşınır. Ayırıcıda, yeni üretilen çekirdek diğer nüklidlerden (orijinal ışının ve diğer reaksiyon ürünlerininki) ayrılır ve çekirdeği durduran bir yüzey bariyeri dedektörüne aktarılır . Dedektör üzerindeki yaklaşan darbenin tam yeri işaretlenir; ayrıca enerjisi ve varış zamanı da işaretlenmiştir. Aktarım yaklaşık 10 −6  saniye sürer ; tespit edilebilmesi için çekirdeğin bu kadar uzun süre hayatta kalması gerekir. Çekirdek, bozunması kaydedildikten sonra tekrar kaydedilir ve bozunmanın yeri, enerjisi ve zamanı ölçülür.

Bir çekirdeğin kararlılığı, güçlü etkileşim ile sağlanır. Ancak menzili çok kısadır; çekirdek büyüdükçe, en dıştaki nükleonlar ( protonlar ve nötronlar) üzerindeki etkisi zayıflar. Aynı zamanda çekirdek, sınırsız menzile sahip olduğu için protonlar arasındaki elektrostatik itme ile parçalanır. En ağır elementlerin çekirdekleri bu nedenle teorik olarak tahmin edilir ve şimdiye kadar öncelikle bu tür bir itmenin neden olduğu bozunma modları yoluyla bozunduğu gözlemlenmiştir: alfa bozunumu ve kendiliğinden fisyon ; bu modlar, süper ağır elementlerin çekirdekleri için baskındır . Alfa bozunmaları, yayılan alfa parçacıkları tarafından kaydedilir ve bozunma ürünlerinin asıl bozunmadan önce belirlenmesi kolaydır; eğer böyle bir bozunma veya bir dizi ardışık bozunma bilinen bir çekirdek üretiyorsa, bir reaksiyonun orijinal ürünü aritmetik olarak belirlenebilir. Bununla birlikte, kendiliğinden fisyon, ürün olarak çeşitli çekirdekler üretir, bu nedenle orijinal nüklid kızlarından belirlenemez.

En ağır elementlerden birini sentezlemeyi amaçlayan fizikçilerin elindeki bilgiler, bu nedenle, dedektörlerde toplanan bilgilerdir: bir parçacığın dedektöre varış yeri, enerjisi ve zamanı ve bozunma bilgileri. Fizikçiler bu verileri analiz eder ve gerçekten de yeni bir elementten kaynaklandığı ve iddia edilenden farklı bir nüklidden kaynaklanamayacağı sonucuna varmaya çalışırlar. Genellikle, sağlanan veriler yeni bir unsurun kesinlikle yaratıldığı sonucuna varmak için yetersizdir ve gözlemlenen etkiler için başka bir açıklama yoktur; verilerin yorumlanmasında hatalar yapılmıştır.

Tarih

Element 107'nin ilk olarak Danimarkalı bir nükleer fizikçi olan Niels Bohr'un nielsbohrium (Ns) adıyla adlandırılması önerildi . Bu ad daha sonra tarafından değiştirildi IUPAC'a için bohrium (Bh).

keşif

İki grup elementin keşfini iddia etti . Bohriyum kanıtı ilk olarak 1976'da , bizmut-209 ve kurşun -208 hedeflerinin sırasıyla hızlandırılmış krom -54 ve manganez -55 çekirdekleriyle bombalandığı Yuri Oganessian liderliğindeki bir Sovyet araştırma ekibi tarafından rapor edildi. Yarı ömrü bir ila iki milisaniye olan ve diğeri yaklaşık beş saniye yarı ömrü olan iki aktivite görüldü. Bu iki aktivitenin yoğunluklarının oranı deney boyunca sabit olduğundan, ilkinin bohrium-261 izotopundan ve ikincisinin de onun kızı dubnium -257'den olduğu önerildi. Daha sonra, dubnium izotopu, gerçekten beş saniyelik bir yarı ömre sahip olan dubnium-258 olarak düzeltildi (dubnium-257'nin bir saniyelik bir yarı ömre sahiptir); ancak ebeveyni için gözlemlenen yarı ömür, daha sonra 1981'de Darmstadt'ta bohriumun kesin keşfinde gözlemlenen yarı ömürlerden çok daha kısadır . IUPAC /IUPAP Transfermium Çalışma Grubu (TWG), dubnium-258'in muhtemelen görüldüğü sonucuna varmıştır. bu deneyde, ebeveyni bohrium-262'nin üretimine ilişkin kanıtlar yeterince ikna edici değildi.

1981 yılında, başkanlığındaki bir Alman araştırma ekibi Peter Armbruster ve Gottfried Münzenberg de Ağır İyon Araştırma GSI Helmholtz Centre Darmstadt (Schwerionenforschung für GSI Helmholtzzentrum) 5 atom üretmek için krom-54 hızlandırılmış çekirdekleri ile bizmut-209 arasında bir hedefi bombaladı izotop bohrium-262:

209
83
Bi
+ 54
24
cr
262
107
bh
+
n

Bu keşif, daha önce bilinen fermiyum ve kaliforniyum izotoplarına üretilen bohriyum atomlarının alfa bozunma zincirinin ayrıntılı ölçümleriyle daha da doğrulandı . IUPAC / IUPAP Transfermium Çalışma Grubu (TWG) kendi 1992 raporunda resmi kaşifleri olarak GSI işbirliğini tanıdı.

Önerilen isimler

Eylül 1992'de Alman grup , Danimarkalı fizikçi Niels Bohr'u onurlandırmak için Ns sembolü ile nielsbohrium adını önerdi . Rusya , Dubna'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'ndeki Sovyet bilim adamları, bu adın element 105'e (sonunda dubnium olarak adlandırıldı) verilmesini önerdiler ve Alman ekibi hem Bohr'u hem de Dubna ekibinin ilk olduğu gerçeğini tanımak istedi. 105. elementin isimlendirilmesi konusundaki tartışmalı sorunu çözmek için soğuk füzyon reaksiyonunu önermek. Dubna ekibi, Alman grubun 107. element için isimlendirme önerisini kabul etti.

104'ten 106'ya kadar olan elementlerin ne olarak adlandırılacağı konusunda bir element adlandırma tartışması vardı; IUPAC kabul unnilseptium (sembol Tanıyın geçici olarak) sistematik eleman ismi bu element için. 1994'te bir IUPAC komitesi , bir elementin adlandırılmasında bir bilim adamının tam adının kullanılmasına ilişkin bir emsal olmadığı için , element 107'nin nielsbohrium değil, bohrium olarak adlandırılmasını tavsiye etti . İsmin bor ile karıştırılabileceği ve özellikle de ilgili oksianyonların , bohrate ve boratın isimlerinin ayırt edilmesi konusunda bazı endişeler olduğu için, kaşifler buna karşı çıktılar . Konu, buna rağmen bohrium adının lehinde oy kullanan IUPAC'ın Danimarka şubesine verildi ve böylece 107. element için bohrium adı 1997'de uluslararası olarak kabul edildi; bor ve bohriumun ilgili oksianyonlarının isimleri, homofonilerine rağmen değişmeden kalır.

izotoplar

bohrium izotoplarının listesi
İzotop
Yarım hayat
çürüme
modu
keşif
yılı
Reaksiyon
260 sa 35 ms α 2007 209 Bi( 52 Cr,n)
261 SB 11.8 ms α 1986 209 Bi( 54 Cr,2n)
262 SB 84 ms α 1981 209 Bi( 54 Cr,n)
262m Bh 9,6 ms α 1981 209 Bi( 54 Cr,n)
264 SB 0.97 sn α 1994 272 Rg(—,2α)
265 sa 0,9 sn α 2004 243 Am( 26 Mg,4n)
266 SB 0,9 sn α 2000 249 Bk( 22 Ne,5n)
267 SB 17 sn α 2000 249 Bk( 22 Ne,4n)
270 Bh 61 sn α 2006 282 Nh(—,3α)
271 SB 1.2 sn α 2003 287 Mc(—,4α)
272 SB 9,8 sn α 2005 288 Mc(—,4α)
274 SB 40 sn α 2009 294 Ts(—,5α)
278 SB 11.5 dakika? bilimkurgu 1998? 290 Fl(e e 3α)?

Bohrium'un kararlı veya doğal olarak oluşan izotopları yoktur. Laboratuvarda ya iki atomun kaynaştırılması ya da daha ağır elementlerin bozunmasının gözlemlenmesi yoluyla birkaç radyoaktif izotop sentezlenmiştir. Atom kütleleri 260-262, 264-267, 270-272, 274 ve 278 olan on iki farklı bohriyum izotopu rapor edilmiştir, bunlardan biri bohriyum-262'nin bilinen bir metastabil durumu vardır . Bazı bilinmeyen bohriyum izotoplarının kendiliğinden fisyona uğradığı tahmin edilse de , doğrulanmamış 278 Bh hariç bunların tümü yalnızca alfa bozunması yoluyla bozunur.

Daha hafif izotopların genellikle daha kısa yarı ömürleri vardır; 260 Bh, 261 Bh, 262 Bh ve 262m Bh için 100 ms'nin altında yarı ömürler gözlendi. 264 Bh, 265 Bh, 266 Bh ve 271 Bh, yaklaşık 1 s'de daha kararlıdır ve 267 Bh ve 272 Bh, yaklaşık 10 s'lik yarı ömre sahiptir. Ağır izotoplar ile, en dengeli olan 270 Bh ve 274 Bh sırasıyla 61 ile ilgili s ve 40 s yarı-ömür ölçülmüş olan, ve daha da ağır doğrulanmamış izotop 278 Bh 690 ile ilgili s daha uzun bir yarı ömre sahip olması görünen.

260, 261 ve 262 kütleli proton bakımından en zengin izotoplar doğrudan soğuk füzyonla üretilirken, kütle 262 ve 264 olanlar meitneryum ve röntgenyumun bozunma zincirlerinde rapor edilirken, nötron bakımından zengin izotoplar 265, 266, Aktinid hedeflerinin ışınlanmasında 267 oluşturuldu. 270, 271, 272, 274 ve 278 (doğrulanmamış) kütlelerine sahip nötron bakımından en zengin beş tanesi sırasıyla 282 Nh, 287 Mc, 288 Mc, 294 Ts ve 290 Fl bozunma zincirlerinde görünmektedir . Bu on bir izotopun, 262m Bh için yaklaşık on milisaniyeden 270 Bh ve 274 Bh için yaklaşık bir dakikaya kadar değişen yarı ömürleri vardır ; bu, en uzun ömürlü bilinen süper ağır nüklidlerden biri olan doğrulanmamış 278 Bh için yaklaşık on iki dakikaya kadar uzanır .

Öngörülen özellikler

Bohriyum veya bileşiklerinin çok az özelliği ölçülmüştür; bunun nedeni, son derece sınırlı ve pahalı üretimi ve bohriumun (ve ebeveynlerinin) çok çabuk çürümesidir. Kimya ile ilgili birkaç tekil özellik ölçülmüştür, ancak bohriyum metalinin özellikleri bilinmemektedir ve sadece tahminler mevcuttur.

Kimyasal

Bohriyum, 6d serisi geçiş metallerinin beşinci üyesi ve periyodik tablodaki manganez , teknesyum ve renyumun altındaki grup 7'nin en ağır üyesidir . Grubun tüm üyeleri, +7'lik grup oksidasyon durumunu kolayca gösterir ve grup aşağı indikçe durum daha kararlı hale gelir. Böylece bohriumun kararlı bir +7 durumu oluşturması beklenir. Teknesyum ayrıca kararlı bir +4 durumu gösterirken, renyum kararlı +4 ve +3 durumları sergiler. Bohrium bu nedenle bu daha düşük durumları da gösterebilir. Daha yüksek +7 oksidasyon durumunun perbohrate, BhO gibi oksianyonlarda bulunma olasılığı daha yüksektir.-
4
daha hafif permanganat , perteknetat ve perhenata benzer . Bununla birlikte, bohriyum(VII)'nin sulu çözeltide kararsız olması muhtemeldir ve muhtemelen kolayca daha kararlı bohriyum(IV)'e indirgenebilir.

Teknesyum ve renyumun uçucu heptoksitler M 2 O 7 (M = Tc, Re) oluşturduğu bilinmektedir, bu nedenle bohriyum ayrıca uçucu oksit Bh 2 O 7'yi de oluşturmalıdır . Oksit, perbohrik asit, HBhO 4 oluşturmak için suda çözülmelidir . Renyum ve teknesyum, oksitin halojenasyonundan bir dizi oksihalojenür oluşturur. Oksidin klorlanması, oksiklorürler MO 3 Cl'yi oluşturur, bu nedenle bu reaksiyonda BhO 3 Cl oluşmalıdır. MO olarak fluor eklenmesi sonuçları 3 F ve MO 2 F 3 renyum ek olarak ağır elemanlar için ReOF bileşikler 5 ve ref 7 . Bu nedenle, bohriyum için oksiflorür oluşumu eka-renyum özelliklerini göstermeye yardımcı olabilir. Kloridler asimetrik ve bunlar giderek daha büyük olması gerektiğinden dipol grubunu aşağı gidiyor anlar, bunlar sırayla TCO daha az uçucu haline gelmelidir 3 Cl> Reo 3 Cl> BHO 3 ölçerek bu deneysel 2000 yılında doğrulandı: Cl entalpilerini arasında Bu üç bileşiğin adsorpsiyonu . Değerleri TCO olan 3 Cl ve Reo 3 Cl -51 kJ / mol kadar ve -61 kJ / mol kadar sırasıyla; BhO 3 Cl için deneysel değer -77.8 kJ/mol'dür, teorik olarak beklenen -78.5 kJ/mol değerine çok yakındır.

Fiziksel ve atomik

Bohriyum'un normal koşullar altında katı  olması ve daha hafif türdeş renyumuna benzer şekilde altıgen sıkı paketlenmiş bir kristal yapı ( c / a = 1.62) alması beklenir . Fricke Erken tahminler 37.1 g / cm 'de yoğunluğunu yaklaşık 3 , ama yeni hesaplamalar 26-27 g / cm daha düşük bir değeri tahmin 3 .

Bohriumun atom yarıçapının 128 pm civarında olması bekleniyor. 7s orbitalinin göreli stabilizasyonu ve 6d orbitalinin destabilizasyonu nedeniyle, Bh + iyonunun 7s elektron yerine 6d elektronu vererek [Rn] 5f 14 6d 4 7s 2 elektron konfigürasyonuna sahip olduğu tahmin edilmektedir. daha hafif homologları olan manganez ve teknesyum davranışının tersidir. Öte yandan Renyum, diğer şeylerin yanı sıra altının sarı rengine ve düşük erime noktasına neden olduğu göreli etkiler altıncı dönemde önemli hale geldiğinden, 6s elektrondan önce 5d elektronu bırakarak daha ağır türdeş bohriyumunu takip eder. ve civa . Bh 2+ iyonunun [Rn] 5f 14 6d 3 7s 2 elektron konfigürasyonuna sahip olması beklenir ; aksine, Re 2+ iyonunun bu sefer manganez ve teknesyuma benzer bir [Xe] 4f 14 5d 5 konfigürasyonuna sahip olması bekleniyor . Heksakoordinat heptavalent bohriumun iyon yarıçapının 58 pm olması beklenir (sırasıyla 46, 57 ve 53 pm değerlerine sahip olan heptavalent manganez, teknesyum ve renyum). Beş değerlikli bohriyum, 83 pm'lik daha büyük bir iyonik yarıçapa sahip olmalıdır.

deneysel kimya

1995 yılında, elemanın teşebbüs izolasyonu üzerinde ilk rapor, örneğin üç değerli olarak istenmeyen bulaşıcı elemanlarını (karşılaştırma için onun daha hafif homologları teknesyum ve renyum kullanarak) bohrium araştırmak için nasıl en iyi araştırmak için yeni teorik çalışmalar isteyen ve çıkarmadan, başarısız aktinidlerdir , grup 5 element ve polonyum .

2000 yılında, relativistik etkilerin önemli olmasına rağmen, bohriumun tipik bir grup 7 elementi gibi davrandığı doğrulandı. Paul Scherrer Enstitüsü'ndeki (PSI) bir ekip, 249 Bk ve 22 Ne iyonları arasındaki reaksiyonda üretilen 267 Bh'lik altı atomu kullanarak bir kimya reaksiyonu gerçekleştirdi . Nihai atomlar, termalleştirildi ve bir uçucu oksiklorür oluşturmak üzere bir HC1/ 02 karışımı ile reaksiyona sokuldu . Reaksiyon ayrıca daha hafif homologları olan teknesyum ( 108 Tc olarak) ve renyum ( 169 Re olarak) izotoplarını da üretti . İzotermal adsorpsiyon eğrileri ölçüldü ve renyum oksiklorürünkine benzer özelliklere sahip uçucu bir oksiklorürün oluşumu için güçlü kanıtlar verdi. Bu, bohriyumu grup 7'nin tipik bir üyesi olarak yerleştirdi. Teknesyum, renyum ve bohriyumun oksiklorürlerinin adsorpsiyon entalpileri, bu deneyde ölçüldü, teorik tahminlerle çok iyi bir şekilde uyuşuyor ve TcO'nun 7. grubundaki oksiklorür uçuculuğunun azaldığı bir diziyi ima ediyor. 3 CI> Reo 3 CI> BHO 3 Cl.

2 Bh + 3 O
2
+ 2 HCl → 2 BhO
3
Cl
+ H
2

Daha ağır elementlerin kızları olarak üretilen bohriumun daha uzun ömürlü ağır izotopları, gelecekteki radyokimyasal deneyler için avantajlar sunar. Ağır izotop 274 Bh, üretimi için nadir ve oldukça radyoaktif bir berkelyum hedefi gerektirse de, 272 Bh, 271 Bh ve 270 Bh izotopları , daha kolay üretilen moskoviyum ve nihonyum izotoplarının kızları olarak kolaylıkla üretilebilir .

Notlar

Referanslar

bibliyografya

Dış bağlantılar