Kopernik - Copernicium

Harici video
Harici video
	Avustralya Ulusal Üniversitesi tarafından yapılan hesaplamalara dayanan başarısız nükleer füzyonun görselleştirilmesi

Kopernik, ₁₁₂ Cn
Kopernik
Telaffuz	/ ˌ k oʊ s ər n ɪ s i ə m / ( KOH -pər- NISS -ee-əm )
Kütle Numarası	[285]
Periyodik tablodaki Copernicium
	roentgenium ← kopernikyum → nihonium
Atom numarası ( Z )	112
Grup	grup 12
Dönem	7. dönem
Engellemek	d-blok
Elektron konfigürasyonu	[ Rn ] 5f 14 6d 10 7s 2 (tahmin edilen)
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 32, 32, 18, 2 (tahmini)
Fiziki ozellikleri
Faz de STP	sıvı (öngörülen)
Erime noktası	283 ± 11 K ( 10 ± 11 ° C, 50 ± 20 ° F) (tahmin edilen)
Kaynama noktası	340 ± 10 K ( 67 ± 10 ° C, 153 ± 18 ° F) (tahmin edilen )
Yoğunluk ( rt yakın )	14.0 g / cm 3 (tahmin edilen)
üçlü nokta	283 K, 25 kPa (öngörülen)
atomik özellikler
oksidasyon durumları	0 , (+1), +2 , (+4) (parantez içinde: tahmin )
iyonlaşma enerjileri
atom yarıçapı	hesaplanan: 147 pm (tahmin edilen)
kovalent yarıçap	122 pm (tahmini)
Diğer özellikler
Doğal oluşum	sentetik
Kristal yapı	hegzagonal sıkı paket (hcp) ; (tahmin edildi)
CAS numarası	54084-26-3
Tarih
adlandırma	Nicolaus Copernicus'tan sonra
keşif	Gesellschaft für Schwerionenforschung (1996)
Copernicium'un ana izotopları
%10 SF	-
AK ?	283 Rg
%2 α	280 D
	Kategori: Kopernik; görüş; konuşmak; Düzenle; \| Referanslar

Copernicium bir olan sentetik kimyasal element ile sembol Cn ve atom numarasına 112. Onun bilinen izotoplar derece olan radyoaktif ve sadece laboratuarda yaratılmıştır. Bilinen en kararlı izotop olan kopernikyum-285, yaklaşık 28 saniyelik bir yarı ömre sahiptir. Copernicium ilk olarak 1996 yılında Darmstadt , Almanya yakınlarındaki GSI Helmholtz Ağır İyon Araştırma Merkezi tarafından oluşturuldu . Adını astronom Nicolaus Copernicus'tan almıştır .

Olarak periyodik tablonun elemanları, Copernicium a, d-Blok transactinide elemanı ve bir grup 12 elementi . Altın ile reaksiyonlar sırasında , son derece uçucu bir madde olduğu, o kadar ki, standart sıcaklık ve basınçta muhtemelen bir gaz veya uçucu bir sıvı olduğu gösterilmiştir .

Copernicium'un grup 12'deki çinko , kadmiyum ve cıvadaki daha hafif homologlarından farklı birçok özelliğe sahip olduğu hesaplanmıştır ; rölativistik etkilerden dolayı 7s elektronları yerine 6d elektronlarından vazgeçebilir ve grup 12 homologlarından ziyade radon gibi soy gazlarla daha fazla benzerlik gösterebilir . Hesaplamalar, kopernikyumun +4 oksidasyon durumunu gösterebileceğini gösterirken, cıva onu varlığı tartışmalı sadece bir bileşikte gösterir ve çinko ve kadmiyum bunu hiç göstermez. Ayrıca, kopernikyumu nötr durumundan oksitlemenin diğer grup 12 elementlerine göre daha zor olduğu tahmin edilmiştir. Tahminler, katı kopernikyumun metal, yarı iletken veya yalıtkan olup olmayacağına göre değişir.

Tanıtım

Bir nükleer füzyon reaksiyonunun grafik bir tasviri . İki çekirdek birleşerek bir nötron yayar . Şimdiye kadar, yeni elementler yaratan reaksiyonlar benzerdi, tek olası fark, bazen birkaç tekil nötronun salınması ya da hiç olmamasıydı.

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; çekirdekler büyüdükçe, en dıştaki nükleonlar ( protonlar ve nötronlar) üzerindeki etkileri 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

keşif

Copernicium ilk olarak 9 Şubat 1996'da Darmstadt , Almanya'daki Gesellschaft für Schwerionenforschung'da (GSI) Sigurd Hofmann, Victor Ninov ve diğerleri tarafından oluşturuldu. Bu element, bir ağır iyon hızlandırıcıda kurşun -208 çekirdekten yapılmış bir hedefe hızlandırılmış çinko -70 çekirdeklerinin ateşlenmesiyle oluşturulmuştur . Kütle numarası 277 olan tek bir kopernikyum atomu (bir saniye rapor edildi, ancak Ninov tarafından üretilen verilere dayandığı bulundu) üretildi .

²⁰⁸
₈₂Pb + ⁷⁰
₃₀Zn → ²⁷⁸
₁₁₂Cn* → ²⁷⁷
₁₁₂Yüz + ¹
₀n

Mayıs 2000'de GSI, başka bir kopernikyum-277 atomunu sentezlemek için deneyi başarıyla tekrarladı. Bu reaksiyon, GSI ekibi tarafından rapor edilen bozunma verilerini doğrulamak ve üç başka atomu daha sentezlemek için 2004 ve 2013'te Gaz Doldurulmuş Geri Tepme Ayırıcısı Kullanarak Süper Ağır Element Araması kullanılarak RIKEN'de tekrarlandı . Bu reaksiyon, daha önce de 1971 yılında yargılanırken Nükleer Araştırma Ortak Enstitüsü içinde Dubna'da , Rusya hedeflemektir ²⁷⁶ ancak başarılı olamadı, (2n kanalında üretilen) Cn.

IUPAC / IUPAP Ortak Çalışma Grubu (JWP) Her iki durumda da, 2001 ve 2003 yılında GSI ekibi tarafından Copernicium bulunuş iddiasını değerlendirildi, onların iddiasını desteklemek için yeterli kanıt olmadığını gördük. Bu öncelikle bilinen nüklid rutherfordium-261 için çelişen bozunma verileriyle ilgiliydi . Bununla birlikte, 2001 ve 2005 yılları arasında, GSI ekibi ²⁴⁸ Cm( ²⁶ Mg,5n) ²⁶⁹ Hs reaksiyonunu inceledi ve hassium-269 ve rutherfordium-261 için bozunma verilerini doğrulayabildi . Rutherfordium-261 ile ilgili mevcut verilerin , şimdi rutherfordium-261m olarak adlandırılan bir izomer için olduğu bulundu .

Mayıs 2009'da, JWP, 112 numaralı elementin yeniden keşfedildiği iddialarını bildirdi ve GSI ekibini 112 numaralı elementin keşfedicileri olarak resmen tanıdı. Bu karar, yavru çekirdeklerin bozunma özelliklerinin doğrulanmasına ve aynı zamanda şu anda yapılan doğrulayıcı deneylere dayanıyordu. RIKEN.

Çalışma ayrıca yapıldığını ortak nükleer Araştırmaları Enstitüsü içinde Dubna'da ağır izotop sentezlemeye 1998, Rusya ²⁸³ sıcak füzyon reaksiyonunda Cn ²³⁸ U ( ⁴⁸ Ca, 3n) ²⁸³ Cn; ²⁷⁹ Ds'ye bir alfa bozunması dalı tespit edilmesine rağmen, en çok gözlemlenen ²⁸³ Cn atomu kendiliğinden fisyonla bozundu. İlk deneyler, üretilen nüklidi kimyasal davranışına bağlı olarak 3 dakikalık gözlenen uzun yarı ömrü ile atamayı amaçlarken, bunun beklendiği gibi cıva benzeri olmadığı bulundu (periyodik tabloda kopernikyum cıvanın altındadır), ve gerçekten de şimdi, uzun ömürlü aktivitenin ²⁸³ Cn'den olmadığı, bunun yerine elektron yakalama kızı ²⁸³ Rg'nin ²⁸³ Cn ile ilişkili 4 saniyelik daha kısa bir yarı ömre sahip olduğu görülüyor. (Başka bir olasılık , ^{283m Cn'lik} bir yarı kararlı izomerik duruma atamadır .) Daha sonraki ²⁴² Pu+ ⁴⁸ Ca ve ²⁴⁵ Cm+ ⁴⁸ Ca reaksiyonlarındaki çapraz bombardımanlar , ²⁸³ Cn'nin ve ebeveynleri ²⁸⁷ Fl ve ²⁹¹ Lv'nin özelliklerini doğrulamada başarılı olurken , ve keşifler kabul önemli bir rol oynamıştır flerovyum ve livermoryum 2011 yılında JWP tarafından (elemanlar 114 ve 116), bu çalışma üzerinde GSI çalışmalarına müteakip kökenli ²⁷⁷ Cn ve öncelikli GSI atandı.

adlandırma

Ptolemy'nin daha önceki jeosentrik modelinin yerine, Güneş'in etrafında dönen gezegenlerle güneş merkezli bir model formüle eden Nicolaus Copernicus .

Kullanılması isimsiz ve keşfedilmemiş elementler için Mendeleev adlandırma , Copernicium olarak bilinen edilmelidir eka- cıva . 1979 yılında, IUPAC elemanı çağrılacak olan göre öneriler yayınlanan ununbium (karşılık gelen sembol ile Uub ), bir sistematik öğe adı bir şekilde tutucu elemanı tespit edildi (ve keşif onaylanır) ve kalıcı bir isim olduğunu karar vermek. Yaygın gelişmiş ders kitapları için kimya sınıflardan, her seviyede kimyasal toplumda kullanılan rağmen, tavsiyeler çoğunlukla sembolü ile, ya "eleman 112" olarak adlandırılan alanda bilim adamları arasında yer gözardı edildi E112 , (112) , hatta sadece 112 .

GSI takımın keşfini kabul sonra, IUPAC 14 günü Temmuz 2009 eleman 112 için kalıcı bir isim tavsiye etmelerini istedi, onlar önerdi Copernicium elemanı sembol Cp ile, sonra Nicolaus Copernicus "bakışımızı değiştirdi olağanüstü bir bilim adamı, onurlandırmak için Dünya".

Bilimsel topluluk arasında adlandırmayla ilgili standart altı aylık tartışma döneminde, Cp sembolünün daha önce cassiopeium (cassiopium), şimdi lutetium (Lu) olarak bilinen adı ve siklopentadien bileşiği ile ilişkili olduğuna dikkat çekildi . Bu nedenle, IUPAC, Cp'nin gelecekteki bir sembol olarak kullanılmasına izin vermedi ve GSI ekibinin alternatif olarak Cn sembolünü öne sürmesini istedi. 19 Şubat 2010'da, Kopernik'in doğumunun 537. yıldönümünde, IUPAC önerilen adı ve sembolü resmen kabul etti.

izotoplar

Copernicium izotoplarının listesi
İzotop	Yarım hayat		çürüme modu	keşif yılı	Keşif reaksiyonu
İzotop	Değer	Referans	çürüme modu	keşif yılı	Keşif reaksiyonu
²⁷⁷ Yüz	0,85 ms		α	1996	²⁰⁸ Pb( ⁷⁰ Zn,n)
²⁸¹ Cn	0.18 sn		α	2010	²⁸⁵ Fl(—,α)
²⁸² Cn	0,91 ms		bilimkurgu	2003	²⁹⁰ Sv(—,2α)
²⁸³ Cn	4,2 sn		α, SF, EC?	2003	²⁸⁷ Fl(—,α)
²⁸⁴ Cn	98 ms		a, SF	2004	²⁸⁸ Fl(—,α)
²⁸⁵ Cn	28 sn		α	1999	²⁸⁹ Fl(—,α)
^285m Yen	15 sn		α	2012	^{293m Sv} (—,2α)
²⁸⁶ Cn	8,45 sn		bilimkurgu	2016	²⁹⁴ Sv(—,2α)

Copernicium'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. Yedi farklı izotoplar kütle numaraları 277 ve 281-286 ve bir doğrulanmamış ile bildirilmiştir yarı kararlı izomeri içinde ²⁸⁵ Cn bildirilmiştir. Bunların çoğu ağırlıklı olarak alfa bozunması yoluyla bozunur, ancak bazıları kendiliğinden fisyona uğrar ve kopernikyum-283'ün bir elektron yakalama dalı olabilir.

İzotop Copernicium-283 elemanlarının bulunması ile teyit etkili oldu flerovyum ve livermoryum .

yarı ömür

Onaylanmış tüm kopernikyum izotopları aşırı derecede kararsız ve radyoaktiftir; genel olarak, daha ağır izotoplar, hafif olanlardan daha kararlıdır. Bilinen en kararlı izotop olan ²⁸⁵ Cn, 29 saniyelik bir yarı ömre sahiptir; ²⁸³ Cn 4 saniyelik bir yarı ömre sahiptir ve doğrulanmamış ^285m Cn ve ²⁸⁶ Cn sırasıyla yaklaşık 15 ve 8.45 saniyelik yarı ömre sahiptir. Diğer izotopların yarı ömürleri bir saniyeden kısadır. ²⁸¹ Cn ve ²⁸⁴ Cn'nin her ikisinin de yarılanma ömrü 0,1 saniyedir ve diğer iki izotopun yarılanma ömrü bir milisaniyenin biraz altındadır. Ağır izotoplar ²⁹¹ Cn ve ²⁹³ Cn'nin birkaç on yıldan daha uzun yarı ömürleri olabileceği tahmin edilmektedir, çünkü teorik kararlılık adasının merkezine yakın oldukları tahmin edilmektedir ve r-işleminde üretilmiş olabilir ve kozmik ışınlarda saptanabilir olmalarına rağmen, bunlar kurşundan yaklaşık 10 ^-12 kat daha bol olacaklardır .

Copernicium'un en hafif izotopları, iki hafif çekirdek arasında doğrudan füzyonla ve bozunma ürünleri olarak ( bozunma ürünü olduğu bilinmeyen ²⁷⁷ Cn hariç) sentezlenirken , daha ağır izotopların sadece daha ağır olanın bozunmasıyla üretildiği bilinmektedir. çekirdekler. Doğrudan füzyonla üretilen en ağır izotop ²⁸³ Cn'dir; Üç ağır izotop, ²⁸⁴ Cn, ²⁸⁵ Cn ve ²⁸⁶ Cn, yalnızca daha büyük atom numaralarına sahip elementlerin bozunma ürünleri olarak gözlemlenmiştir.

1999'da Berkeley'deki California Üniversitesi'ndeki Amerikalı bilim adamları, ²⁹³ Og'nin üç atomunu sentezlemeyi başardıklarını açıkladılar . Bu ana çekirdeklerin, alfa bozunmasına uğradığı iddia edilen, bozunma enerjisi 10.68 MeV ve yarılanma ömrü 0.90 ms olan alfa parçacıkları yayan, kopernikyum-281 çekirdeği oluşturmak üzere art arda üç alfa parçacığı yaydığı bildirildi, ancak iddiaları 2001'de geri çekildi. Ninov tarafından üretilen verilere dayandığı gibi. Bu izotop, 2010 yılında aynı ekip tarafından gerçekten üretildi; yeni veriler önceki fabrikasyon verilerle çelişiyordu.

Öngörülen özellikler

Kopernikyum veya bileşiklerinin çok az özelliği ölçülmüştür; bunun nedeni, son derece sınırlı ve pahalı üretimi ve copernicium'un (ve ebeveynlerinin) çok hızlı bir şekilde bozulmasıdır. Erime noktasının yanı sıra birkaç tekil kimyasal özellik de ölçülmüştür, ancak kopernikyum metalinin özellikleri genel olarak bilinmemektedir ve çoğunlukla sadece tahminler mevcuttur.

Kimyasal

Copernicium, 6d serisinin onuncu ve son üyesidir ve periyodik tablodaki çinko , kadmiyum ve cıvanın altındaki en ağır grup 12 elementidir . Daha hafif grup 12 elementinden önemli ölçüde farklı olduğu tahmin edilmektedir. 12. grup elemanlarının ve 7. periyot elemanlarının değerlik s- alt kabuklarının , en güçlü şekilde kopernikyumda göreli olarak daralması beklenir. Bu ve kopernikyumun kapalı kabuk konfigürasyonu, muhtemelen çok asil bir metal olmasına neden olur . Cn ²⁺ /Cn çifti için +2.1 V'luk bir standart indirgeme potansiyeli tahmin edilmektedir . Copernicium'un 1155 kJ/mol'lük tahmin edilen ilk iyonizasyon enerjisi , 1170.4 kJ/mol'deki asil gaz ksenonunkiyle neredeyse eşleşir . Copernicium'un metalik bağları da çok zayıf olmalı, muhtemelen onu soy gazlar gibi aşırı derecede uçucu hale getirmeli ve oda sıcaklığında potansiyel olarak gaz haline getirmelidir. Ancak bakır , paladyum , platin , gümüş ve altın ile metal-metal bağları oluşturabilmelidir ; bu bağların cıva ile benzer bağlardan sadece yaklaşık 15-20 kJ/mol daha zayıf olduğu tahmin edilmektedir . Daha önceki önerinin aksine, yüksek doğruluk düzeyindeki ab initio hesaplamaları, tek değerlikli kopernikyumun kimyasının soy gazlardan çok cıva kimyasına benzediğini öngördü. İkinci sonuç , kopernikyumun boş 7p _1/2 durumunun enerjisini önemli ölçüde azaltan devasa dönüş-yörünge etkileşimi ile açıklanabilir .

Kopernikyum iyonlaştıktan sonra kimyası çinko, kadmiyum ve cıvadan birkaç farklılık gösterebilir. 7s elektronik orbitallerinin stabilizasyonu ve relativistik etkilerden kaynaklanan 6d orbitallerinin kararsızlaşması nedeniyle , Cn ²⁺ , homologlarının aksine, 7s orbitallerinden önce 6d orbitallerini kullanarak [Rn]5f ¹⁴ 6d ⁸ 7s ² elektronik konfigürasyona sahip olması muhtemeldir. . 6d elektronlarının kimyasal bağlanmaya daha kolay katılması gerçeği, kopernikyum iyonize edildiğinde , özellikle olası +4 oksidasyon durumunda , daha hafif homologlarından daha çok bir geçiş metali gibi davranabileceği anlamına gelir . İçinde sulu çözeltiler , Copernicium + 2 ve belki de +4 oksidasyon durumları oluşturabilir. iki atomlu iyon Hg²⁺
₂+1 oksidasyon durumunda cıva içeren iyi bilinmektedir, ancak Cn²⁺
₂iyonun kararsız olduğu veya hatta var olmadığı tahmin edilmektedir. Copernicium (II) fluorür, CnF ₂ , analog cıva bileşiği daha kararsız olmalıdır, cıva (II) fluorür (HGF ₂ ) ve dahi çürüyüp kendiliğinden da kurucu elemanlarının içine. Olarak polar çözücüler, Copernicium tercihen oluşturmak için tahmin edilmektedir CNF^-
₅ve CnF^-
₃anyonları oldukça benzer nötr florürler (CNF daha ₄ ve CNF ₂ , sırasıyla), benzer bir bromür ya da iyodür iyonları karşı daha kararlı olabilir, ancak hidroliz , sulu çözelti içinde. anyonlar CnCl²⁻
₄ve CnBr²⁻
₄sulu çözeltide de bulunabilmelidir. Yine de, daha yeni deneyler HGF olası varlığına döküm şüphem yok ₄ , ve aslında bazı hesaplamalar hem HGF düşündürmektedir ₄ ve CnF ₄ aslında bağlanmamış ve şüpheli varlığının bulunmaktadır. Termodinamik olarak kararlı kopernikyum(II) ve (IV) florürlerin oluşumu, ksenon kimyasına benzer olacaktır. Benzer şekilde cıva (II) siyanid (Hg (CN) ₂ ), Copernicium stabil oluşturması beklenmektedir siyanür , Cn (CN) ₂ .

Fiziksel ve atomik

Copernicium a, bir yoğun metal olmalıdır yoğunluğu 14,0 g / cm ³ 300 K kadar sıvı halde; Bu 13.534 g / cm'dir cıva yoğunluğu bilinen, benzer ³ . (Aynı sıcaklıkta katı Copernicium 14.7 g / cm daha yüksek bir yoğunluğa sahip olmalıdır ³ Copernicium en yüksek atom ağırlığı etkilerinden Bu sonuçlar cıva ile karşılaştırıldığında, daha büyük atomlar arası mesafe tarafından iptal edilebilir.). Bazı hesaplamalar, kopernikyumun oda sıcaklığında bir gaz olduğunu tahmin etti; bu, kapalı kabuklu elektron konfigürasyonu nedeniyle onu periyodik tablodaki ilk gaz halindeki metal yapacaktı. Bir 2019 hesaplaması, göreli etkilerin rolüne ilişkin bu tahminlerle aynı fikirdedir, bu da kopernikyumun standart koşullar altında dağılma kuvvetleriyle bağlı uçucu bir sıvı olacağını düşündürür . Erime noktası tahmin ediliyor283 ± 11 K ve kaynama noktası340 ± 10 K , ikincisi deneysel olarak tahmin edilen değerle uyumludur.357112
-108 K . Copernicium'un atom yarıçapının 147 pm civarında olması bekleniyor. 7s orbitalinin relativistik stabilizasyonu ve 6d orbitalinin destabilizasyonu nedeniyle, Cn ⁺ ve Cn ²⁺ iyonlarının 7s elektronları yerine 6d elektronları vereceği tahmin edilmektedir, bu da daha hafif homologlarının davranışının tersidir.

7s alt kabuğunun göreceli büzülmesine ve bağlanmasına ek olarak, 6d _5/2 yörüngesinin, dönüş-yörünge eşleşmesi nedeniyle kararsız hale gelmesi ve boyut, şekil ve enerji açısından 7s yörüngesine benzer şekilde davranması beklenir . Copernicium'un beklenen bant yapısının tahminleri çeşitlidir. 2007'deki hesaplamalar, kopernikyumun yaklaşık 0.2 eV bant aralığına sahip bir yarı iletken olabileceğini ve altıgen sıkı paketlenmiş kristal yapıda kristalleşmesini bekliyordu . Bununla birlikte, 2017 ve 2018'deki hesaplamalar, kopernikyumun standart koşullarda vücut merkezli kübik kristal yapıya sahip asil bir metal olması gerektiğini önerdi : bu nedenle, Fermi seviyesindeki durum yoğunluğunun beklenmesine rağmen, cıva gibi bant boşluğu olmamalıdır . Copernicium için cıvadan daha düşük olmalıdır. 2019 hesaplamaları, daha sonra, aslında kopernikyumun 6,4 ± 0,2 eV'lik geniş bir bant aralığına sahip olduğunu, bu da soy gaz radonununkine (7,1 eV olarak tahmin edilir) benzer olması gerektiğini ve onu bir yalıtkan yapacağını gösterdi; Bu hesaplamalarla dökme kopernikyumun çoğunlukla soy gazlar gibi dağılma kuvvetleriyle bağlı olduğu tahmin edilmektedir . Civa, radon ve flerovyum gibi , ancak oganesson (eka-radon) değil, kopernikyumun elektron ilgisi olmadığı hesaplanmıştır .

Deneysel atomik gaz fazı kimyası

Copernicium'un kimyasına olan ilgi, 7. periyot ve 12. grubun tamamında ve aslında bilinen 118 elementin tamamında en büyük göreli etkilere sahip olacağı tahminleriyle ateşlendi. Copernicium'un temel durum elektron konfigürasyonuna [Rn] 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7s ² sahip olması beklenir ve bu nedenle Aufbau ilkesine göre periyodik tablonun 12. grubuna ait olmalıdır . Bu nedenle, cıvanın daha ağır homologu gibi davranmalı ve altın gibi asil metallerle güçlü ikili bileşikler oluşturmalıdır . Kopernikyumun reaktivitesini araştıran deneyler , bir adsorpsiyon entalpisini hesaplamak için, element 112'nin atomlarının değişen sıcaklıklarda tutulan bir altın yüzey üzerine adsorpsiyonuna odaklanmıştır . 7s elektronlarının göreli stabilizasyonu nedeniyle, kopernikyum radon benzeri özellikler gösterir. Cıva ve radon radyoizotoplarının eşzamanlı oluşumu ile deneyler yapıldı ve adsorpsiyon özelliklerinin karşılaştırılmasına izin verildi.

Kopernikyum üzerinde ilk kimyasal deneyler ²³⁸ U( ⁴⁸ Ca,3n) ²⁸³ Cn reaksiyonu kullanılarak yapılmıştır. Tespit, iddia edilen ana izotopun 5 dakikalık yarı ömürle kendiliğinden fisyonuyla yapıldı. Verilerin analizi, kopernikyumun cıvadan daha uçucu olduğunu ve soy gaz özelliklerine sahip olduğunu gösterdi. Bununla birlikte, kopernikyum-283'ün sentezine ilişkin kafa karışıklığı, bu deneysel sonuçlar üzerinde bazı şüpheler uyandırmıştır. Bu belirsizlik göz önüne alındığında, JINR'de Nisan-Mayıs 2006 arasında, bir FLNR-PSI ekibi, ²⁴² Pu( ⁴⁸ Ca,3n) ²⁸⁷ Fl nükleer reaksiyonunda bu izotopun bir kızı olarak sentezini araştıran deneyler yaptı . ( ²⁴² Pu + ⁴⁸ Ca füzyon reaksiyonu, ²³⁸ U + ⁴⁸ Ca reaksiyonundan biraz daha büyük bir kesite sahiptir , bu nedenle kimyasal deneyler için kopernikyum üretmenin en iyi yolu, flerovyumun kızı olarak bir aşın ürün olarak kullanmaktır.) Deneyde, iki kopernikyum-283 atomu açık bir şekilde tanımlandı ve adsorpsiyon özellikleri, altın ile zayıf bir metal-metal bağı oluşumundan dolayı kopernikyumun daha uçucu bir cıva homologu olduğunu göstermek için yorumlandı. Bu, kopernikyumun cıvaya "az ya da çok" homolog olduğu bazı göreli hesaplamalardan elde edilen genel belirtilerle uyumludur. Ancak 2019 yılında bu sonucun sadece güçlü dispersiyon etkileşimlerinden kaynaklanabileceği belirtilmişti.

Nisan 2007'de, bu deney tekrarlandı ve üç tane daha kopernikyum-283 atomu pozitif olarak tanımlandı. Adsorpsiyon özelliği doğrulandı ve kopernikyumun 12. grubun en ağır üyesi olmakla uyumlu adsorpsiyon özelliklerine sahip olduğunu gösterdi. Bu deneyler ayrıca kopernikyumun kaynama noktasının ilk deneysel tahmininin yapılmasına izin verdi: 84¹¹²
_-108 °C, böylece standart koşullarda gaz olabilir.

Daha hafif grup 12 elementleri genellikle kalkojenit cevherleri olarak meydana geldiğinden , 2015 yılında , kopernikyum selenid, CnSe oluşturmak üzere bir selenyum yüzeyinde kopernikyum atomları biriktirmek için deneyler yapıldı . Bir selenit oluşturmak üzere üç köşeli selenyum Copernicium atomu reaksiyonu -Δ ile gözlendi H _İlan^Cn selenid oluşumu cıva daha Copernicium düşük olma yolunda kinetik bir engelle, (t-Se)> 48 kJ / mol. Bu 12 selenitler gelen grup aşağı düşme eğilimi grubunun stabilite gibi beklenmedik bir ZnSe için HgSe .

Ayrıca bakınız

istikrar adası

Notlar

Referanslar

bibliyografya

Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "Nükleer özelliklerin NUBASE2016 değerlendirmesi". Çinli Fizik C . 41 (3). 03001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
Beiser, A. (2003). Modern fizik kavramları (6. baskı). McGraw-Hill. ISBN'si 978-0-07-244848-1. OCLC 48965418 .
Hoffman, DC ; Ghiorso, A .; Seaborg, GT (2000). Transuranyum İnsanlar: İç Hikaye . Dünya Bilimsel . ISBN'si 978-1-78-326244-1.
Kragh, H. (2018). Transuranikten Süper Ağır Elementlere: Bir Anlaşmazlık ve Yaratılış Hikayesi . Springer . ISBN'si 978-3-319-75813-8.
Zagrebaev, Valeriy; Karpov, İskender; Greiner, Walter (2013). "Süper ağır element araştırmasının geleceği: Önümüzdeki birkaç yıl içinde hangi çekirdekler sentezlenebilir?" (PDF) . 11. Uluslararası Çekirdek-Çekirdek Çarpışmaları Konferansı (NN2012) . Fizik Dergisi: Konferans Serisi. 420 . GİB Yayıncılık. doi : 10.1088/1742-6596/420/1/012001 . Erişim tarihi: 20 Ağustos 2013 .

Dış bağlantılar

Copernicium de video Periyodik Tablo (Nottingham Üniversitesi)

Languages

In other projects