meitneryum - Meitnerium

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

Meitneryum, ₁₀₉ Mt
meitneryum
Telaffuz
Kütle Numarası	[278] (doğrulanmadı: 282)
Periyodik tablodaki meitnerium
	hassium ← meitnerium → darmstadtium
Atom numarası ( Z )	109
Grup	grup 9
Dönem	7. dönem
Engellemek	d-blok
Elektron konfigürasyonu	[ Rn ] 5f 14 6d 7 7s 2 (tahmin edilen)
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 32, 32, 15, 2 (tahmini)
Fiziki ozellikleri
Faz de STP	katı (tahmin edilen)
Yoğunluk ( rt yakın )	27-28 g / cm 3 (tahmin edilen)
atomik özellikler
oksidasyon durumları	( +1 ), ( +3 ), (+4), ( +6 ), (+8), (+9) (tahmin edildi)
iyonlaşma enerjileri
atom yarıçapı	ampirik: 128 pm (tahmin edilen)
kovalent yarıçap	129 pm (tahmini)
Diğer özellikler
Doğal oluşum	sentetik
Kristal yapı	yüzey merkezli kübik (FCC) ; (tahmin edildi)
Manyetik sıralama	paramanyetik (tahmin edilen)
CAS numarası	54038-01-6
Tarih
adlandırma	Lise Meitner'den sonra
keşif	Gesellschaft für Schwerionenforschung (1982)
Meitneryumun ana izotopları
	Kategori: Meitneryum; görüş; konuşmak; Düzenle; \| Referanslar

Meitnerium a, sentetik kimyasal element ile sembolü Mt ve atom numarası 109 Bu son derece olan radyoaktif sentetik elemanı (doğada bulunmayan bir eleman, ancak bir laboratuvarda oluşturulabilir). Bilinen en kararlı izotop olan meitnerium-278, 4.5 saniyelik bir yarı ömre sahiptir, ancak doğrulanmamış meitnerium-282, 67 saniyelik daha uzun bir yarı ömre sahip olabilir. Ağır İyon Araştırma GSI Helmholtz Centre yakınlarındaki Darmstadt , Almanya, ilk It almıştır 1982 yılında bu eleman yarattı Lise Meitner .

Olarak periyodik tablonun , meitnerium a, d-Blok transactinide elemanı . Bu üyesidir 7. süre ve yerleştirilir grup 9 elemanları kimyasal deneyler yapılmamış onaylamak için gerçekleştirilmiştir, ancak daha ağır olarak davranır, homologu için iridyum 6d serisinin yedinci üyesi olarak grup 9 geçiş metaller . Meitnerium'un daha hafif homologları olan kobalt , rodyum ve iridyum ile benzer özelliklere sahip olduğu hesaplanmıştır .

Tanıtım

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.

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

Meitnerium, nükleer fisyonun kaşiflerinden biri olan fizikçi Lise Meitner'in adını almıştır .

keşif

Meitneriyum edildi ilk sentezlenen başkanlığındaki bir Alman araştırma ekibi tarafından 29 Ağustos 1982 tarihinde Peter Armbruster ve Gottfried Münzenberg de Ağır İyon Araştırma Enstitüsü içinde (ilk akla gelenler) Darmstadt . Ekip , hızlandırılmış demir -58 çekirdekleri ile bizmut-209 hedefini bombaladı ve meitnerium-266 izotopunun tek bir atomunu tespit etti :

²⁰⁹
₈₃Bi
+ ⁵⁸
₂₆Fe
→ ²⁶⁶
₁₀₉dağ
+
n

Bu çalışma üç yıl sonra doğrulandı Nükleer Araştırma Ortak Enstitüsü de Dubna'da (daha sonra Sovyetler Birliği ).

adlandırma

Kullanılması isimsiz ve keşfedilmemiş elementler için Mendeleev adlandırma , meitnerium olarak bilinen edilmelidir eka- iridyum . 1979 yılında, sırasında Transfermium Savaşları (ancak meitnerium sentezi önce), bu, IUPAC elemanı çağrılacak olan göre öneriler yayınlanan unnilennium (karşılık gelen sembol ile Une ), bir sistematik öğe adı bir şekilde tutucu eleman kadar, keşfedildi (ve keşif daha sonra onaylandı) ve kalıcı bir isme karar verildi. Yaygın gelişmiş ders kitapları için kimya sınıflardan, her seviyede kimyasal toplumda kullanılan rağmen, tavsiyeler çoğunlukla sembolü ile, ya "eleman 109" olarak adlandırılan alanda bilim adamları arasında yer gözardı edildi E109 , (109) hatta basitçe veya 109 veya önerilen adı "meitnerium" kullandı.

Meitneryumun adlandırılması, 104'ten 109'a kadar olan elementlerin isimleriyle ilgili element adlandırma tartışmasında tartışıldı , ancak meitnerium tek öneriydi ve bu nedenle hiçbir zaman tartışılmadı. Meitnerium (Mt) adı , Eylül 1992'de GSI ekibi tarafından, protaktinyumun ortak kaşifi ( Otto Hahn ile birlikte ) ve nükleer fisyon kaşiflerinden biri olan Avusturyalı fizikçi Lise Meitner'in onuruna önerildi . 1994 yılında adı tarafından tavsiye edilmiştir IUPAC ve resmen Böylece (olmayan mitolojik kadın sonra özel olarak adlandırılmış tek elementtir 1997 yılında kabul edilmiştir curium hem adandıktan Pierre ve Marie Curie ).

izotoplar

Meitnerium'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 266, 268, 270 ve 274-278 olan sekiz farklı meitneryum izotopu bildirilmiştir; bunlardan ikisi, meitnerium-268 ve meitnerium-270, bilinen ancak doğrulanmamış metastabil durumlara sahiptir . Atom kütlesi 282 olan dokuzuncu bir izotop doğrulanmadı. Bunların çoğu ağırlıklı olarak alfa bozunması yoluyla bozunur, ancak bazıları kendiliğinden fisyona uğrar.

Kararlılık ve yarı ömür

Tüm meitneryum izotopları son derece kararsız ve radyoaktiftir; genel olarak, daha ağır izotoplar, hafif olanlardan daha kararlıdır. Bilinen en kararlı meitneryum izotopu, ²⁷⁸ Mt, aynı zamanda bilinen en ağırdır; 4,5 saniyelik bir yarı ömre sahiptir. Teyit edilmemiş ²⁸² Mt daha da ağır ve 67 saniyelik daha uzun bir yarı ömre sahip görünüyor. ²⁷⁶ Mt ve ²⁷⁴ Mt izotoplarının yarı ömürleri sırasıyla 0.45 ve 0.44 saniyedir. Kalan beş izotopun yarılanma ömrü 1 ile 20 milisaniye arasındadır.

2012 yılında ilk kez ²⁹³ Ts'nin son bozunma ürünü olarak oluşturulan ²⁷⁷ Mt izotopunun 5 milisaniyelik yarılanma ömrü ile kendiliğinden fisyona uğradığı gözlemlendi . Ön veri analizi, bu fisyon olayının bunun yerine ²⁷⁷ Hs'den kaynaklanma olasılığını göz önünde bulundurdu, çünkü aynı zamanda birkaç milisaniyelik bir yarı ömre sahiptir ve bozunma zinciri boyunca bir yerde tespit edilmemiş elektron yakalamasının ardından doldurulabilir . Bu olasılık daha sonra gözlenen dayalı çok olası görüldü çürüme enerjileri arasında ²⁸¹ Ds ve ²⁸¹ Rg ve kısa yarılanma ömrü ²⁷⁷ atama bazı belirsizlikler hala var olmasına rağmen, Mt. Ne olursa olsun, ²⁷⁷ Mt ve ²⁷⁷ Hs'nin hızlı fisyonu, N = 168-170 ile süper ağır çekirdekler için bir kararsızlık bölgesini kuvvetle düşündürür . Bir azalma ile karakterize edilir, bu bölgenin varlığı, fizyon engel deforme arasındaki yükseklik kabuk kapağın en N en = 162 ve küresel bir kabuk kapak N = 184, teorik model ile tutarlıdır.

meitneryum izotoplarının listesi
İzotop	Yarım hayat		çürüme modu	keşif yılı	Keşif reaksiyonu
İzotop	Değer	Referans	çürüme modu	keşif yılı	Keşif reaksiyonu
²⁶⁶ Mt	1,2 ms		a, SF	1982	²⁰⁹ Bi( ⁵⁸ Fe,n)
²⁶⁸ Mt	27 ms		α	1994	²⁷² Rg(—,α)
²⁷⁰ Mt	6,3 ms		α	2004	²⁷⁸ Nh(—,2α)
²⁷⁴ Mt	440 ms		α	2006	²⁸² Nh(—,2α)
²⁷⁵ Mt	20 ms		α	2003	²⁸⁷ Mc(—,3α)
²⁷⁶ Mt	450 ms		α	2003	²⁸⁸ Mc(—,3α)
²⁷⁷ Mt	5 ms		bilimkurgu	2012	²⁹³ Ts(—,4α)
²⁷⁸ Mt	4,5 sn		α	2010	²⁹⁴ Ts(—,4α)
²⁸² Mt	1,1 dk		α	1998	²⁹⁰ Fl(e ⁻ ,ν _e 2α)

Öngörülen özellikler

Nükleer özellikler dışında, meitneryum veya bileşiklerinin hiçbir özelliği ölçülmemiştir; bunun nedeni, son derece sınırlı ve pahalı üretimi ve meitnerium ve ebeveynlerinin çok hızlı çürümesidir. Meitneryum metalinin özellikleri bilinmemektedir ve sadece tahminler mevcuttur.

Kimyasal

Meitnerium, 6d serisi geçiş metallerinin yedinci üyesidir ve platin grubu metallere çok benzemelidir . İyonlaşma potansiyelleri ve atomik ve iyonik yarıçapları üzerindeki hesaplamalar , daha hafif olan homolog iridyumunkine benzerdir , bu nedenle meitneryumun temel özelliklerinin diğer grup 9 elementleri , kobalt , rodyum ve iridyumunkine benzeyeceği anlamına gelir .

Meitneryumun olası kimyasal özelliklerinin tahmini son zamanlarda fazla ilgi görmemiştir. Meitnerium'un asil bir metal olması bekleniyor . Standart elektrot potansiyeli MT ³⁺ / Mt çift + 6, +3 olduğu tahmin edilmektedir hafif grup 9 eleman, meitnerium en istikrarlı oksidasyon durumları en kararlı ise, oksitlenme koşullarına 0.8 V Tabanlı olması beklenmektedir ve +1 durumları, +3 durumu sulu çözeltilerde en kararlı olanıdır . Karşılaştırıldığında, rodyum ve iridyum maksimum +6 oksidasyon durumunu gösterirken, en kararlı durumlar iridyum için +4 ve +3 ve rodyum için +3'tür. Oksidasyon hali + 9, iridyum ile de temsil [spiro ₄ ] ⁺ , kendi türdeş nonafluoride içinde meitnerium (MTF için mümkün olabilir ₉ ) ve [MTO ₄ ] ⁺ [spiro rağmen, katyon ₄ ] ⁺ beklenen olduğu bu meitneryum bileşiklerinden daha kararlıdır. Meitneryumun tetrahalidlerinin de iridyumunkilere benzer stabilitelere sahip olduğu ve böylece stabil bir +4 durumuna izin verdiği tahmin edilmiştir. Ayrıca, bohriyumdan (element 107) darmstadtium'a (element 110) kadar olan elementlerin maksimum oksidasyon durumlarının gaz fazında stabil olabilmesi ancak sulu solüsyonda olmaması beklenmektedir .

Fiziksel ve atomik

Meitnerium'un normal koşullar altında katı olması ve daha hafif türdeş iridyumuna benzer şekilde yüz merkezli kübik kristal bir yapıya sahip olması beklenir . Bu bir çok ağır metal olmalıdır yoğunluğu yaklaşık 27-28 g / cm ³ 118 bilinen elementlerin herhangi birindeki en yüksek arasında olacaktır. Meitnerium'un da paramanyetik olduğu tahmin ediliyor .

Teorisyenler meitneryumun kovalent yarıçapının iridyumdan 6 ila 10 pm daha büyük olduğunu tahmin ettiler. Meitneryumun atom yarıçapının 128 pm civarında olması bekleniyor.

deneysel kimya

Meitnerium, kimyası henüz araştırılmamış olan periyodik tablodaki ilk elementtir. Meitneryum izotoplarının yarı ömürlerinin kısa olması ve çok küçük ölçekte çalışılabilecek sınırlı sayıda olası uçucu bileşik nedeniyle meitneryumun kimyasal özelliklerinin kesin olarak belirlenmesi henüz kurulmamıştır . Yeterince uçucu olması muhtemel birkaç meitneryum bileşiğinden biri meitneryum heksaflorürdür ( MtF
₆), daha hafif homologu iridyum heksaflorür ( IrF
₆) 60 °C'nin üzerinde uçucudur ve bu nedenle meitneryumun benzer bileşiği de yeterince uçucu olabilir; uçucu bir oktaflorür ( MtF
₈) da mümkün olabilir. Bir transaktinid üzerinde yapılacak kimyasal çalışmalar için en az dört atom üretilmeli, kullanılan izotopun yarılanma ömrü en az 1 saniye olmalı ve üretim hızı haftada en az bir atom olmalıdır. En kararlı onaylanmış meitneryum izotopu olan ²⁷⁸ Mt'nin yarılanma ömrü 4.5 saniye olmasına ve kimyasal çalışmalar yapmak için yeterince uzun olmasına rağmen, meitneryum izotoplarının üretim hızının artırılması ve deneylerin haftalarca devam etmesine izin verilmesi bir başka engeldir. veya aylar, böylece istatistiksel olarak anlamlı sonuçlar elde edilebilir. Meitneryum izotoplarını ayırmak ve meitneryumun gaz fazı ve çözelti kimyası üzerinde otomatik sistemler deneyi yapmak için ayırma ve algılama sürekli olarak yapılmalıdır, çünkü daha ağır elementlerin verimlerinin daha hafif elementlerin verimlerinden daha küçük olacağı tahmin edilmektedir; bohrium ve hassium için kullanılan ayırma tekniklerinden bazıları yeniden kullanılabilir. Ancak, meitnerium deneysel kimya dan daha ağır elementlerin o kadar ilgi olarak almamış Copernicium için livermoryum .

Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuarı izotop sentezlemek girişiminde ²⁷¹ o etrafında izotoplar daha istikrarlı olabileceğini bekleniyordu çünkü meitnerium olası bir kimyasal araştırma için 2002-2003 yılları arasında Mt o 162 olduğu gibi nötronları , bir sihirli sayı deforme çekirdekler için ; yarı ömrünün, kimyasal bir araştırma için yeterince uzun, birkaç saniye olduğu tahmin edildi. Bununla birlikte, ²⁷¹ Mt'lik hiçbir atom tespit edilmedi ve meitneryumun bu izotopu şu anda bilinmiyor.

Bir transaktinidin kimyasal özelliklerini belirleyen bir deney, o transaktinidin bir bileşiğini, onun daha hafif homologlarından bazılarının benzer bileşikleri ile karşılaştırmaya ihtiyaç duyacaktır: örneğin, hassiyumun kimyasal karakterizasyonunda, hassiyum tetroksit (HsO ₄ ) analog osmiyum ile karşılaştırılmıştır. bileşik, osmiyum tetroksit (OsO ₄ ). Meitnerium kimyasal özelliklerini belirlemeye yönelik bir ön adım olarak, RCİ teşebbüs süblimasyon rodyum bileşikleri, rodyum (III) oksit (Rh ₂ O ₃ ) ve rodyum (III) klorid (RhCl ₃ ). Bununla birlikte, oksidin makroskopik miktarları 1000 °C'ye kadar süblime olmaz ve klorür 780 °C'ye kadar süblime olmaz ve o zaman sadece karbon aerosol partiküllerinin varlığında : bu sıcaklıklar meitneryumda bu tür prosedürlerin kullanılması için çok yüksektir, çünkü süper ağır elementlerin kimyasının araştırılması için kullanılan mevcut yöntemlerin çoğu 500 °C'nin üzerinde çalışmaz.

Seaborgiyum heksakarbonil, Sg(CO) _6'nın 2014 yılındaki başarılı sentezini takiben, 7 ila 9 arasındaki grupların kararlı geçiş metalleri ile çalışmalar yürütülmüştür; bu, karbonil oluşumunun, rutherfordium'dan erken 6d geçiş metallerinin kimyalarını daha fazla araştırmak için genişletilebileceğini düşündürmektedir. meitneryum dahil. Bununla birlikte, ²⁷⁸ Mt ve ²⁷⁶ Mt izotopları kimyasal araştırmalar için yeterince uzun ömürlü olmasına ve ²⁹⁴Ts ve ²⁸⁸ bozunma zincirlerinde üretilebilmesine rağmen, düşük yarı ömürlerin ve zor üretim reaksiyonlarının zorlukları, radyokimyacılar için meitneryuma erişimi zorlaştırır. sırasıyla Mc . ²⁷⁶ tennessine üreten nadir ve oldukça kısa ömürlü gerektirdiğinden Mt, muhtemelen daha uygundur berkelyum hedef. 0.69 saniyelik bir yarı ömür ile ²⁷⁸ Nh bozunma zincirinde gözlemlenen izotop ²⁷⁰ Mt, bu izotopa yol açan doğrudan bir sentez yolu ve bozunma özelliklerinin daha kesin ölçümleri olmasına rağmen, kimyasal araştırmalar için yeterince uzun ömürlü olabilir. gerekecekti.

Notlar

Referanslar

bibliyografya

Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; ve diğerleri (2017). "Nükleer özelliklerin NUBASE2016 değerlendirmesi". Çinli Fizik C . 41 (3): 030001. 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, V.; Karpov, A.; Greiner, W. (2013). "Süper ağır element araştırmasının geleceği: Önümüzdeki birkaç yıl içinde hangi çekirdekler sentezlenebilir?". Fizik Dergisi: Konferans Serisi . 420 (1): 01001. arXiv : 1207.5700 . Bibcode : 2013JPhCS.420a2001Z . doi : 10.1088/1742-6596/420/1/012001 . ISSN 1742-6588 . S2CID 55434734 .

Dış bağlantılar

İlgili Medya meitnerium Wikimedia Commons
Meitneriyum de video Periyodik Tablo (Nottingham Üniversitesi)

Languages

In other projects