Tennessin - Tennessine

Tennessin,  117 Ts
Tennessine
Telaffuz / T ɛ N ɪ s Ben bir n / ( TEN -ə görülmemiş )
Dış görünüş yarı metalik (tahmin edilen)
Kütle Numarası [294]
Periyodik tablodaki Tennessin
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 Seaborgium Bohriyum hassiyum meitneryum Darmstadtium röntgen Kopernik nihonyum flerovyum Moskova karaciğer Tennessine Oganesson
At

Ts

(Usu)
karaciğer morutennessinoganesson
Atom numarası ( Z ) 117
Grup grup 17 (halojenler)
Dönem 7. dönem
Engellemek   p-blok
Elektron konfigürasyonu [ Rn ] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 5 (tahmin edilen)
Kabuk başına elektron 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 (tahmini)
Fiziki ozellikleri
Faz de  STP katı (tahmin edilen)
Erime noktası 623–823  K ​(350–550 °C, ​662–1022 °F) (tahmini)
Kaynama noktası 883 K ​(610 °C, ​1130 °F) (tahmini)
Yoğunluk ( rt yakın  ) 7.1-7.3 g / cm 3 (tahmini)
atomik özellikler
oksidasyon durumları (-1), ( +1 ), ( +3 ), (+5) (tahmin edilen)
iyonlaşma enerjileri
atom yarıçapı ampirik: 138  pm (tahmin edilen)
kovalent yarıçap 156–157 pm (ekstrapolasyonlu)
Diğer özellikler
Doğal oluşum sentetik
CAS numarası 54101-14-3
Tarih
adlandırma Tennessee bölgesinden sonra
keşif Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü , Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı , Vanderbilt Üniversitesi ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (2009)
Tennessine'in ana izotopları
İzotop Bolluk Yarı ömür ( t 1/2 ) çürüme modu Ürün
293 Ts 22 ms α 289 Mc
294 Ts 51 ms α 290 Mc
Kategori Kategori: Tennessin
| Referanslar

Tennessine a, sentetik kimyasal element ile sembolü Ts ve atom numarası  Bu ikinci ağır bilinen elemanı ve sondan bir önceki elemanıdır 117. 7. süre içinde periyodik tablonun .

Tennessine'in keşfi , Rusya'nın Dubna kentinde Nisan 2010'da bir Rus-Amerikan işbirliğiyle resmen duyuruldu ve bu da onu 2021 itibariyle en son keşfedilen element haline getirdi. Kız izotoplarından biri doğrudan 2011'de yaratıldı ve sonuçları kısmen doğruladı. deney. Kendisi Aralık 2015 Mayıs 2014 yılında 2012 yılında ortak bir Alman-Amerikan ekibi tarafından aynı işbirliği ile başarıyla tekrarlandı deney, Ortak Çalışma Grubu ve Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) ve Uluslararası Birliği Saf ve yeni elementlerin keşfi iddialarını değerlendiren Applied Physics , elementi tanıdı ve önceliği Rus-Amerikan ekibine verdi. Haziran 2016'da, IUPAC, kaşiflerin , Kasım 2016'da resmi olarak kabul edilen bir isim olan Tennessee , Amerika Birleşik Devletleri'nden sonra tennessine adını önerdiğini belirten bir bildiri yayınladı .

Tennessine, bazı süper ağır elementlerin , periyodik tablodaki bizmutun ötesindeki elementler için genel bir kararlılık azalması eğilimine kıyasla neden daha kararlı olduğunu açıklayan bir kavram olan " kararlılık adasında " yer alabilir . Sentezlenen tennessin atomları onlarca ve yüzlerce milisaniye sürmüştür . Periyodik tabloda, tennessine'in diğer tüm üyeleri halojen olan 17. grubun bir üyesi olması beklenir . Göreceli etkilerden dolayı bazı özellikleri halojenlerin özelliklerinden önemli ölçüde farklı olabilir . Sonuç olarak, tennessinin ne anyon oluşturan ne de yüksek oksidasyon durumları elde eden uçucu bir metal olması beklenir . Erime ve kaynama noktaları ve ilk iyonlaşma enerjisi gibi birkaç temel özelliğin halojenlerin periyodik eğilimlerini takip etmesi yine de beklenmektedir .

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 bozunması 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

Ön keşif

Aralık 2004'te, Dubna , Moskova Oblastı , Rusya'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü (JINR) ekibi , Oak Ridge , Tennessee , Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL) ile 117. elementi sentezlemek için ortak bir deney önerdi. 117 çağrısında  protonlar kendi içinde çekirdeği . Önerileri, bir berkelyum (element 97) hedefini ve bir kalsiyum (element 20) ışınını, berkelium hedefinin kalsiyum çekirdekleri ile bombardımanı yoluyla füzyonla birleştirmeyi içeriyordu : bu, JINR'de aktinit hedeflerinin bir Şimdiye kadar yeni elementler 113116 ve 118 üreten kalsiyum-48 ışını . O zamanlar dünyanın tek berkelyum üreticisi olan ORNL, üretimi geçici olarak durdurdukları için elementi sağlayamadı ve yeniden başlatmak çok maliyetli olacaktı. Element 117'yi sentezleme planları, 2002'de daha önce bir kaliforniyum hedefini kalsiyum ile bombardıman ederek üretilmiş olan element 118'in teyidi lehine askıya alındı . Gerekli berkelium-249, kaliforniyum-252 üretiminde bir yan üründür ve gerekli miktarda berkelyum elde etmek, kaliforniyum elde etmekten çok daha zor ve maliyetli bir işti: Yaklaşık 3.5 milyon dolara mal olacak ve taraflar, berkelyumun çıkarılabileceği ticari bir kaliforniyum üretim emrini beklemeyi kabul etti.

JINR ekibi berkelyumu kullanmaya çalıştı çünkü ışında kullanılan kalsiyumun izotopu olan kalsiyum-48 , 20 protona ve 28 nötrona sahiptir ve nötron-proton oranı 1.4'tür; ve bu kadar büyük bir nötron fazlalığına sahip en hafif kararlı veya kararlıya yakın çekirdektir. Bu tür ikinci en hafif çekirdek olan paladyum-110 (46 proton, 64 nötron, nötron-proton oranı 1.391), çok daha ağırdır. Nötron fazlalığı sayesinde, ortaya çıkan çekirdeklerin daha ağır olması ve aranan kararlılık adasına daha yakın olması bekleniyordu . Hedeflenen 117 protondan kalsiyum 20'ye sahiptir ve bu nedenle çekirdeğinde 97 proton bulunan berkelyumu kullanmaları gerekiyordu.

Şubat 2005'te JINR ekibinin lideri - Yuri Oganessian - ORNL'de bir kolokyum sundu. Ayrıca, daha önce JINR ile 113-116 ve 118 numaralı elementlerin keşfi üzerinde çalışmış olan Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı temsilcileri ve Oganessian'ın bir işbirlikçisi olan Vanderbilt Üniversitesi'nden Joseph Hamilton da katıldı.

Hamilton, ORNL yüksek akışlı reaktörün ticari bir sipariş için kaliforniyum üretip üretmediğini kontrol etti: Gerekli berkelyum bir yan ürün olarak elde edilebilir. Öyle olmadığını ve yakın gelecekte böyle bir emir için bir beklenti olmadığını öğrendi. Hamilton durumu izlemeye devam etti ve arada bir kontroller yaptı. (Daha sonra, Oganessian bu işi yaptığı için Hamilton'dan "117'nin babası" olarak bahsetti.)

keşif

ORNL, 2008 baharında kaliforniyum üretimine yeniden başladı. Hamilton, yaz boyunca yeniden başladığını kaydetti ve müteakip berkelyum ekstraksiyonu için bir anlaşma yaptı (fiyat yaklaşık 600.000 $ idi). Eylül 2008'de Tennessee , Nashville'deki Vanderbilt Üniversitesi'nde Fizik fakültesindeki 50. yılını kutlayan bir sempozyum sırasında , Oganessian'ı James Roberto (daha sonra ORNL'de bilim ve teknolojiden sorumlu müdür yardımcısı) ile tanıştırdı. JINR, ORNL ve Vanderbilt arasında bir işbirliği kurdular; Livermore , California , ABD'deki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki (LLNL) ekip kısa süre sonra katılmaya davet edildi.

Ağır koruma ekipmanı takan bir el tarafından tutulan plastik bir pipet içinde çok küçük bir mavi sıvı örneği
Sentez için kullanılan berkelyum hedefi (çözelti içinde)

Kasım 2008'de, Oak Ridge'deki reaktörü denetleyen ABD Enerji Bakanlığı , çıkarılan berkelyumun bilimsel kullanımına izin verdi. Üretim 250 gün sürdü ve Aralık 2008'in sonlarında sona erdi ve deneyi gerçekleştirmek için yeterli olan 22 miligram berkelyum ile sonuçlandı. Ocak 2009'da, berkelyum ORNL'nin Yüksek Akı İzotop Reaktöründen çıkarıldı; daha sonra 90 gün boyunca soğutuldu ve daha sonra 90 gün daha süren berkelyum malzemesini ayırmak ve saflaştırmak için ORNL'nin Radyokimyasal Mühendislik ve Geliştirme Merkezinde işlendi. Onun yarılanma ömrü sadece 330 gündür: bu saatten sonra, üretilen yarı berkelyum- olurdu çürümüş . Bu nedenle, berkelyum hedefinin hızla Rusya'ya taşınması gerekiyordu; deneyin uygulanabilir olması için, Amerika Birleşik Devletleri'nden ayrıldıktan sonraki altı ay içinde tamamlanması gerekiyordu. Hedef, New York'tan Moskova'ya uçmak üzere beş kurşun konteynere yerleştirildi.

Rus gümrük yetkilileri, evrakların eksik veya eksik olması nedeniyle hedefin ülkeye girmesine iki kez izin vermedi. Hedef, birkaç gün içinde Atlantik Okyanusu'nu beş kez geçti. Haziran 2009'da Rusya'ya vardığında, berkelyum derhal Dimitrovgrad , Ulyanovsk Oblast'taki Atomik Reaktörler Araştırma Enstitüsü'ne (RIAR) transfer edildi ve burada bir titanyum film üzerine 300 nanometre inceliğinde bir tabaka halinde bırakıldı . Temmuz 2009'da, JINR'deki parçacık hızlandırıcıya yerleştirildiği Dubna'ya taşındı. Kalsiyum 48 kiriş tarafından oluşturulan kimyasal açılan 500 kat zenginleştirici, doğal olarak meydana gelen kalsiyum kalsiyum-48 mevcut olan az miktarlarda. Bu çalışma yapıldı kapalı kasaba arasında Lesnoy , Sverdlovsk Oblast , Rusya.

Deney Ocak 2010'da geç Temmuz 2009'da başladı bilim adamları Nükleer Reaksiyonları Flerov Laboratuarı bunlar tespit ettiğini içten açıkladı çürümeyi bir birini: İki çürüme zincirleri aracılığıyla atom numarasına 117 ile yeni bir elemanın tek küsur 6 geçiren izotop  alfa kendiliğinden fisyondan önce bozunur ve fisyondan önce 3 alfa bozunumuna uğrayan tek-çift izotoplardan biri . Deneyden elde edilen veriler, daha fazla analiz için LLNL'ye gönderildi. Nisan 2010'da 9 günü, resmi bir rapor dergide yayınlandı Physical Review Letters olarak izotopları belirleme 294 117 ve 293 üzerinde yarılanma ömrüne sahip olduğu gösterildi 117, sırayla onlarca veya yüzlerce milisaniye . Çalışma, deneyde yer alan tüm taraflar tarafından bir dereceye kadar imzalandı: JINR, ORNL, LLNL, RIAR, Vanderbilt, Tennessee Üniversitesi ( Knoxville , Tennessee , ABD) ve Nevada Üniversitesi ( Las Vegas , Nevada , ABD) , bu da veri analizi desteği sağladı. İzotoplar aşağıdaki gibi oluşturulmuştur:

249
97
bk
+ 48
20
CA
297 117* → 294 117 + 31
0

n
(1 etkinlik)
249
97
bk
+ 48
20
CA
297 117* → 293 117 + 41
0

n
(5 etkinlik)

Onayla

Orijinal deneyde üretilen atomların bozunma zinciri. Okların yanındaki rakamlar , her bozunmanın ömrü ve enerjisi için deneysel (siyah) ve teorik (mavi) değerleri tanımlar . Ömürler, ln 2 ile çarpılarak yarı ömürlere dönüştürülebilir .

Element 117'nin tüm yavru izotopları (çürüme ürünleri) önceden bilinmiyordu; bu nedenle, özellikleri keşif iddiasını doğrulamak için kullanılamaz. 2011 yılında, bozunma ürünlerinden biri ( 289 115) doğrudan sentezlendiğinde, özellikleri, 117 numaralı elementin bozunmasından elde edilen dolaylı sentezde ölçülenlerle eşleşti. Ortak Çalışma Grubu , yeni unsurların keşfedildiği iddialarını gözden geçiriyordu.

Dubna ekibi elemanı 117 yedi atom oluşturma ve (önemli miktarda bir süre sonra üretilen elemanının 118 daha önceki sentezini teyit 2012 yılında deneyi tekrarladı berkelyum- -249 hedefe vardı beta çürümüş için Kaliforniyum -249). Deneyin sonuçları önceki sonuçla eşleşti; Bilim adamları daha sonra elementi kaydetmek için bir başvuruda bulundular. Mayıs 2014 yılında ORNL ve bilim adamlarından oluşan ortak bir Alman-Amerikan işbirliği Ağır İyon Araştırma GSI Helmholtz Centre içinde Darmstadt , Hessen'de , Almanya, elemanın keşfini doğruladı iddia etti. Ekip, Dubna deneyini Darmstadt hızlandırıcısını kullanarak tekrarladı ve 117 numaralı elementin iki atomunu yarattı.

Aralık 2015'te JWP , kızı 289 115'in özelliklerinin onaylanması nedeniyle 293 117'nin keşfini resmen tanıdı ve böylece listelenen keşfedicilere - JINR, LLNL ve ORNL - resmi bir isim önerme hakkı verildi. öğe. (Vanderbilt, daha sonra düzeltilen bir hatayla ilk keşfedenler listesinden çıkarıldı.)

Mayıs 2016'da, Lund Üniversitesi ( Lund , Scania , İsveç) ve GSI, 115 ve 117 elementlerinin sentezleri hakkında bazı şüpheler uyandırdı.  289 115'e atanan bozunma zincirleri , 115 ve 117 elementlerinin sentezlerinin doğrulanmasında aracı olan izotop, oldukça yüksek bir olasılıkla aynı nüklide ait olamayacak kadar farklı yeni bir istatistiksel yönteme dayalı olarak bulundu. JWP tarafından olduğu gibi onaylanan rapor edilen 293 117 bozunma zincirinin, 117 elementinin farklı izotoplarına atanan bireysel veri setlerine bölünmeyi gerektirdiği bulundu. Ayrıca, 293 117 ve 289 115'ten itibaren rapor edilen bozunma zincirleri arasındaki iddia edilen bağlantının muhtemelen Var olmadı. (Öte yandan, onaylanmamış 294 117 izotopundan gelen zincirlerin uyumlu olduğu bulundu .) Eşit olmayan hatta alfa bozunmasına uğramayan nüklidler olduğunda bulunan durumların çokluğu beklenmedik değildir ve çapraz reaksiyonlar. Bu çalışma, JWP raporunu bu konuyla ilgili incelikleri gözden kaçırmakla eleştirdi ve 115 ve 117 numaralı elementlerin keşiflerinin kabulü için tek argümanın şüpheli buldukları bir bağlantı olduğunu "sorunlu" olarak değerlendirdi.

8 Haziran 2017'de Dubna ekibinin iki üyesi, bu eleştirilere yanıt veren bir dergi makalesi yayınlayarak, 293 117 ve 289 115 nüklidleri hakkındaki verilerini yaygın olarak kabul edilen istatistiksel yöntemlerle analiz ederek , 2016 çalışmalarının uyumsuzluğu gösteren çalışmaların uygulandığında sorunlu sonuçlar ürettiğini kaydetti. radyoaktif bozunmaya: hem ortalama hem de aşırı bozunma sürelerini %90 güven aralığından çıkardılar ve seçtikleri %90 güven aralığından çıkarılacak bozunma zincirlerinin gözlemlenmesi, dahil edileceklerden daha olasıydı. 2017 yeniden analizi, 293 117 ve 289 115'in gözlenen bozunma zincirlerinin , zincirin her adımında yalnızca bir nüklidin mevcut olduğu varsayımıyla tutarlı olduğu sonucuna varmıştır , ancak, kaynağın kütle numarasının doğrudan ölçülebilmesi arzu edilebilir olsa da. 243 Am + 48 Ca reaksiyonunun uyarma fonksiyonunun yanı sıra her zincirin çekirdeği .

adlandırma

Hamilton'un işyerinin ana kampüsü, Tennessine'in ortak kaşifleri olarak adlandırılan kurumlardan biri olan Vanderbilt Üniversitesi

Kullanılması isimsiz ve keşfedilmemiş elementler için Mendeleev adlandırma , eleman 117 olarak bilinen edilmelidir eka- astatine . 1979 Kullanarak öneriler tarafından Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC), eleman edildi geçici olarak adlandırılan ununseptiyum (sembol Uus onun keşif doğrulandı ve kalıcı bir isim seçilmiş kadar); Geçici isim, elementin atom numarası 117'ye atıfta bulunarak Latince "bir", "bir" ve "yedi" köklerinden oluşturuldu. Alandaki birçok bilim adamı, E117 sembolü ile "element 117" olarak adlandırdı , (117) veya 117 . Keşif onayı anında geçerli olan IUPAC yönergelerine göre, yeni elementlerin kalıcı adları "-ium" ile bitmeliydi; bu, element 117'yi içeriyordu , element bir halojen olsa bile , adları geleneksel olarak "-ine" ile biter; ancak, 2016'da yayınlanan yeni öneriler, tüm yeni grup 17 öğeleri için "-ine" sonunun kullanılmasını önerdi.

2010'daki orijinal sentezden sonra, LLNL ve Oganessian'dan Dawn Shaughnessy , isimlendirmenin hassas bir soru olduğunu ve mümkün olduğunca kaçınıldığını açıkladı. Ancak Hamilton o yıl, "Grubu bir araya getirmede ve keşif için gerekli olan 249 Bk hedefini elde etmede çok önemliydim. Bunun sonucunda, öğeye isim vereceğim. Söyleyemem. adı size, ancak bölgeye farklılık getirecektir." (Hamilton , Nashville, Tennessee , ABD'deki Vanderbilt Üniversitesi'nde ders veriyor ) 2015 tarihli bir röportajda, Oganessian, deneyin hikayesini anlattıktan sonra, "ve Amerikalılar bunu bir güç gösterisi olarak adlandırdılar, [bunu] yapabileceklerini göstermişlerdi. hata payı yok. Pekala, yakında 117. elementi adlandıracaklar."

Mart 2016'da, keşif ekibi, 117. element için "tennessine" ismiyle ilgili tarafların temsilcilerini içeren bir konferans görüşmesi üzerinde anlaşmaya vardı. Haziran 2016'da, IUPAC, keşifçilerin yeni elementleri adlandırmak için önerilerini sunduklarını belirten bir bildiri yayınladı 115, IUPAC'a 117 ve 118; 117 elementi için öneri , "Tennessee bölgesi" nden sonra Ts sembolü ile tennessine idi . Önerilen isimler, IUPAC Anorganik Kimya Bölümü tarafından kabul edilmek üzere önerildi; resmi kabul, beyannamenin yayımlanmasının sona ermesini müteakip beş aylık bir sürenin ardından gerçekleşecek şekilde belirlendi. Kasım 2016'da Tennessine dahil isimler resmen kabul edildi. Önerilen sembol Ts'nin organik kimyada kullanılan tosil grubu için bir notasyonla çatışabileceği endişeleri, bu tür ikili anlamlar taşıyan mevcut semboller takip edilerek reddedildi: Ac ( aktinyum ve asetil ) ve Pr ( praseodimyum ve propil ). Moscovium, tennessine ve oganesson için adlandırma töreni 2 Mart 2017 tarihinde yapılmıştır Rus Bilim Akademisi içinde Moskova ; Ocak 2017'de ORNL'de yalnızca Tennessine için ayrı bir tören düzenlendi.

Öngörülen özellikler

Nükleer özellikler dışında, tennessine veya bileşiklerinin hiçbir özelliği ölçülmemiştir; bunun nedeni, son derece sınırlı ve pahalı üretimi ve çok çabuk çürümesidir. Tennessine'in özellikleri bilinmiyor ve sadece tahminler mevcut.

Nükleer kararlılık ve izotoplar

Çekirdeklerin kararlılığı , yarı ömrü sonraki herhangi bir elementinkinden dört kat daha uzun olan curium element 96'dan sonra atom numarasındaki artışla hızla azalır . Atom numarası 101'in üzerinde olan tüm izotoplar, yarı ömürleri 30 saatten az olan radyoaktif bozunmaya uğrar. Atom numarası 82'nin üzerinde ( kurşundan sonra ) hiçbir elementin kararlı izotopları yoktur. Bunun nedeni, protonların sürekli artan Coulomb itmesidir, bu nedenle güçlü nükleer kuvvet , çekirdeği kendiliğinden fisyona karşı uzun süre bir arada tutamaz . Hesaplamalar, diğer stabilize edici faktörlerin yokluğunda, 104'ten fazla protona sahip elementlerin bulunmaması gerektiğini göstermektedir. Bununla birlikte, 1960'lardaki araştırmacılar, 114 proton ve 184 nötron civarındaki kapalı nükleer kabukların bu kararsızlığa karşı koyması gerektiğini ve nüklidlerin binlerce veya milyonlarca yıla ulaşan yarı ömre sahip olabileceği bir " kararlılık adası " yaratması gerektiğini öne sürdüler . Bilim adamları henüz adaya ulaşmamış olsa da, süper ağır elementlerin (tennessine dahil) sadece varlığı, bu dengeleyici etkinin gerçek olduğunu doğrular ve genel olarak bilinen süper ağır nüklidler, adanın öngörülen konumuna yaklaştıkça katlanarak daha uzun ömürlü hale gelir. Tennessine, şimdiye kadar yaratılmış en ağır ikinci elementtir ve bilinen tüm izotoplarının yarılanma ömrü bir saniyeden azdır. Bununla birlikte, bu, keşiflerinden önce tahmin edilen değerlerden daha uzundur: keşif belgesinde kullanılan 293 Ts ve 294 Ts için öngörülen ömürler sırasıyla 10 ms ve 45 ms iken, gözlemlenen ömürler sırasıyla 21 ms ve 112 ms idi. Dubna ekibi, elementin sentezinin, kararlılık adasının varlığının doğrudan deneysel kanıtı olduğuna inanıyor.

llc'den urc'ye uzanan, siyah-beyaz renklerle renklendirilmiş dikdörtgen hücrelere sahip bir 2B grafik, hücreler çoğunlukla ikinciye daha yakın hale gelir
2010 yılında Dubna ekibi tarafından kullanılan bir nüklid kararlılık çizelgesi. Karakterize edilmiş izotoplar sınırlarla gösterilmiştir. Kaşiflere göre, 117. elementin sentezi, "kararlılık adasının" (daire içine alınmış) varlığının kesin kanıtı olarak hizmet ediyor.

295 Ts izotopunun yaklaşık 18 milisaniyelik bir yarı ömre sahip olacağı  hesaplanmıştır ve bu izotopun, bilinen 293 Ts ve 294 Ts izotoplarının keşiflerinde kullanılan aynı berkelyum-kalsiyum reaksiyonu yoluyla üretilmesi mümkün olabilir. . Bu reaksiyonun 295 T üretme şansının, 294 T üretme şansının en fazla yedide biri olduğu tahmin edilmektedir . Kuantum tünelleme modeli kullanan hesaplamalar , 303 Ts'ye kadar birkaç tennessin izotopunun varlığını tahmin eder . Bunların en kararlısının, 40 milisaniyelik alfa bozunma yarı ömrü ile 296 Ts olması bekleniyor . Elementin izotopları üzerinde yapılan bir sıvı damla modeli çalışması da benzer sonuçlar gösteriyor; beta bozunumu dikkate alınmadığında, 335 Ts gibi en ağır izotoplar için evrenin yaşını aşan kısmi yarı ömürlerle, 301 Ts'den daha ağır izotoplar için genel bir kararlılık artışı eğilimi gösterir . Daha hafif tennessin izotopları , Dubna ekibi tarafından 2008'de 249 Bk'nin mevcut olmadığı kanıtlanırsa bir acil durum planı olarak kabul edilen ve nükleer özelliklerini araştırmak için 2017-2018'de tekrar düşünülen 243 Am + 50 Ti reaksiyonunda üretilebilir. oganessonun ötesinde elementleri sentezlemek için gerekli hale gelen titanyum-50 ışını ile reaksiyonlar.

atomik ve fiziksel

Tennessine'in periyodik tablodaki beş halojenin altındaki grup 17'nin bir üyesi olması bekleniyor; flor , klor , brom , iyot gibi bir konfigürasyona sahip yedi valans elektronuna her biri, ve astatin, n s 2 , n , p 5 . Tennessine için, periyodik tablonun yedinci periyodunda (sırasında) olmak, trendin devam etmesi, 7s 2 7p 5 değerinde bir değerlik elektron konfigürasyonunu öngörecektir ve bu nedenle, bununla ilgili birçok açıdan halojenlere benzer şekilde davranması beklenecektir. elektronik durum. Ancak 17. gruptan aşağı inildiğinde elementlerin metalikliği artar; örneğin, iyot katı halde zaten metalik bir parlaklık sergiler ve astatin, özellikleri önceki dört halojenden oldukça uzak olduğu için genellikle bir metaloid olarak sınıflandırılır . Bu nedenle, periyodik eğilimlere dayanan bir ekstrapolasyon, tennessinin geçiş sonrası metalin oldukça uçucu olacağını tahmin edecektir .

Grafiğin ana kısmı kısa yatay çizgilerle doldurulmuş, şeffaf grafik üzerine siyah, genişlik yükseklikten büyük
Klorun (d orbitalleri uygulanamaz), bromin, iyodin, astatin ve tennessinin en dıştaki s , p ve d elektronlarının atomik enerji seviyeleri

Bilinen tennessin izotoplarının yarı ömürleri çok kısa olduğundan, bunun deneysel olarak doğrulanması şu anda imkansız olsa da, hesaplamalar bu basit ekstrapolasyonun doğruluğunu teyit etmiştir. Tennessin ve önceki halojenler arasında, büyük ölçüde spin-yörünge etkileşimi , yani elektronların hareketi ve dönüşü arasındaki karşılıklı etkileşim nedeniyle önemli farklılıkların ortaya çıkması muhtemeldir . Dönme-yörünge etkileşimi özellikle süper ağır elementler için güçlüdür, çünkü elektronları daha hafif atomlardakinden daha hızlı - ışık hızıyla karşılaştırılabilir hızlarda - hareket eder . Tennessin atomlarında bu, 7p elektron enerji seviyelerinin ikisi diğer dördünden daha kararlı olmasına rağmen, 7s ve 7p elektron enerji seviyelerini düşürür ve karşılık gelen elektronları stabilize eder. 7s elektronlarının stabilizasyonuna inert çift etkisi denir ; 7p alt kabuğunu daha kararlı ve daha az kararlı parçalara ayıran etkiye alt kabuk bölünmesi denir. Hesaplamalı kimyagerler, bölünmeyi , 7p alt kabuğunun daha kararlı ve daha az kararlı kısımları için, ikinci ( azimut ) kuantum sayısı l'nin 1'den 1/2'ye ve 3/ 2'ye değişmesi olarak anlarlar . Birçok teorik amaç için, değerlik elektron konfigürasyonu, 7p alt kabuk bölünmesini 7s olarak yansıtacak şekilde temsil edilebilir.2
7p2
1/2
7p3
3/2
.

Diğer elektron seviyeleri için farklılıklar da mevcuttur. Örneğin, 6d elektron seviyeleri (dört adet 6d olmak üzere ikiye bölünmüş 3/2 6d olan ve altı 5/2 bunlar yakın 7s olanlar enerjide hiçbir 6d elektron kimya olmasına rağmen, her iki yetiştirilir) tennessine için tahmin edilmiştir. 7p 1/2 ve 7p 3/2 seviyeleri arasındaki fark anormal derecede yüksek; 9.8  eV . Astatine'nin 6p alt kabuk bölünmesi sadece 3,8 eV'dir ve 6p 1/2 kimyası zaten "sınırlı" olarak adlandırılmıştır. Bu etkiler, tennessine kimyasının üst komşularından farklı olmasına neden olur (aşağıya bakınız ).

Tennessine'in ilk iyonlaşma enerjisinin -bir elektronu nötr bir atomdan çıkarmak için gereken enerjinin- yine trendi takip ederek halojenlerinkinden daha düşük olan 7.7 eV olduğu tahmin ediliyor. Periyodik tablodaki komşuları gibi, tennessinin kendi grubunda en düşük elektron ilgisine -atoma bir elektron eklendiğinde açığa çıkan enerjiye- sahip olması beklenir ; 2.6 veya 1.8 eV. Hipotetik hidrojen-benzeri tennessin atomunun elektronunun ( oksidize edilerek yalnızca bir elektronu olan Ts 116+) o kadar hızlı hareket ettiği tahmin edilmektedir ki, kütlesinin hareket etmeyen bir elektronun kütlesinin 1.90 katı olduğu tahmin edilmektedir, bu özellik rölativistik etkilere atfedilebilir . Karşılaştırma için, hidrojen benzeri astatin rakamı 1.27'dir ve hidrojen benzeri iyodin rakamı 1.08'dir. Görelilik yasalarının basit ekstrapolasyonları, atom yarıçapının daralmasını gösterir . Gelişmiş hesaplamalar, bir kovalent bağ oluşturan bir tennessin atomunun yarıçapının 165  pm olacağını, astatininkinin ise 147 pm olacağını göstermektedir. En dıştaki yedi elektron çıkarıldığında, tennessine nihayet küçülür; Tennessine için 57 pm ve astatin için 61 pm.

Tennessinin erime ve kaynama noktaları bilinmemektedir; daha önceki makaleler sırasıyla yaklaşık 350–500 °C ve 550 °C veya sırasıyla 350–550 °C ve 610 °C tahmin ediyordu. Bu değerler, periyodik eğilimleri takip ederek astatin ve daha hafif halojenlerin değerlerini aşmaktadır . Daha sonraki bir makale, tennessinin kaynama noktasının 345 °C olduğunu tahmin eder (astatininki 309 °C, 337 °C veya 370 °C olarak tahmin edilir, ancak 230 °C ve 411 °C'lik deneysel değerler rapor edilmiştir). Tennessine yoğunluğu 7.1 ve 7.3 arasında olduğu tahmin edilmektedir g / cm 3 , halojen arasında yoğunluğunu arttırma eğilimi devam edilmesi; astatine bu 6.2 ile 6.5 g / cc arasında olduğu tahmin edilmektedir 3 .

Kimyasal

Büyük bir dik açılı T oluşturmak için simetrik olarak üç (flor) atoma bağlı bir merkezi atom (iyot) içeren düzlemsel bir molekülün iskelet modeli
EĞER
3
T şeklinde bir konfigürasyona sahiptir.
Üç periferik (flor) atoma simetrik olarak bağlı bir merkezi atom (tennessine) ile bir trigonal molekülün iskelet modeli
TsF
3
trigonal bir konfigürasyona sahip olduğu tahmin edilmektedir.

Tennessine'nin bilinen izotopları, 293 Ts ve 294 Ts, şu anda kimyasal deneylere izin veremeyecek kadar kısa ömürlüdür. Bununla birlikte, tennessinin birçok kimyasal özelliği hesaplanmıştır. Daha hafif grup 17 elementlerinin aksine, tennessin, halojenlerde ortak olan kimyasal davranışı sergilemeyebilir. Örneğin, flor, klor, brom için ve iyodin rutin daha stabil elde etmek için bir elektron kabul elektronik konfigürasyonu a soy gaz sekiz elektron (elde, oktet yedi yerine kendi valans kabukları). Grupta aşağı doğru gidildikçe atom ağırlığı arttıkça bu yetenek zayıflar; tennessine, bir elektronu kabul etmeye en az istekli grup 17 elementi olacaktır. Oluşması öngörülen oksidasyon durumlarından -1'in en az yaygın olması beklenir. Standart indirgeme potansiyeli Ts / Ts - çift -0.25 V olduğu tahmin edilmektedir; tüm hafif halojenlerin aksine bu değer negatiftir.

Tennessinin oktetini tamamlaması için başka bir fırsat daha var - kovalent bir bağ oluşturarak . Halojenler gibi, iki tennessin atomu karşılaştığında, iki atomlu bir molekül vermek üzere bir Ts-Ts bağı oluşturmaları beklenir . Bu tür moleküller genellikle atomlar arasındaki tek sigma bağları yoluyla bağlanır ; bunlar, bağladıkları atomlar arasında doğrudan yer almak yerine, her biri atomlar arasındaki çizgiye dik ve birbirine zıt bir yönde kaydırılan iki parçaya ayrılan pi bağlarından farklıdır . Sigma bağının, At 2 molekülünde büyük bir anti- bağ karakteri gösterdiği hesaplanmıştır ve enerjik olarak o kadar uygun değildir. Tennessine'in trendi sürdüreceği tahmin ediliyor; Ts 2'nin bağlanmasında güçlü bir pi karakteri görülmelidir . Tennessin klorür (TsCl) molekülünün, tek bir pi bağı ile bağlanarak daha da ileri gideceği tahmin edilmektedir.

Kararsız -1 durumunun yanı sıra, üç oksidasyon durumu daha tahmin edilmektedir; +5, +3 ve +1. +1 durumu, en dıştaki üç 7p 3/2 elektronun kararlı, yarı dolu bir alt kabuk konfigürasyonu oluşturan kararsızlaşması nedeniyle özellikle kararlı olmalıdır ; astatin benzer etkiler gösterir. +3 durumu, destabilize edilmiş 7p 3/2 elektronları nedeniyle yine önemli olmalıdır . +5 durumunun yaygın olmadığı tahmin edilmektedir çünkü 7p 1/2 elektronları zıt yönde kararlıdır. +7 durumunun -hesaplamalı olarak bile- ulaşılabilir olduğu gösterilmemiştir. 7s elektronları büyük ölçüde stabilize olduğundan, tennessinin etkin bir şekilde sadece beş değerlik elektronuna sahip olduğu varsayılmıştır.

Mümkün olan en basit tennessin bileşiği monohidrit, TsH olacaktır. Bağlanmanın 7p 3/2 tennessin elektronu ve 1s hidrojen elektronu tarafından sağlanması beklenir . 7p olmayan bağlama yapısı 1/2 spinor tennessine tamamen sigma ya da pi bağı meydana getirmek üzere değil, beklenen çünkü. Bu nedenle, dengesizleştirilmiş (böylece genişletilmiş) 7p 3/2 spinor, bağlanmadan sorumludur. Bu etki, TsH molekülünü toplam 195 pm uzunluğa kıyasla 17 pikometre uzatır. Tennessin p elektron bağları üçte iki sigma olduğundan, bağ, tennessine spin-yörünge etkileşimi olmaması durumunda olacağından yalnızca üçte ikisi kadar güçlüdür. Molekül böylece halojen hidrürler eğilimini takip eder ve AtH'ye kıyasla bağ uzunluğunda bir artış ve ayrışma enerjisinde bir azalma gösterir. Tl Ts ve Nh Ts molekülleri , elementin p 1/2 elektronlarının stabilize olması gerçeğiyle gösterilen zıt bir etki hesaba katılarak benzer şekilde görülebilir . Bu iki özellik , TlT'ler için nispeten küçük bir dipol momenti (atomların elektrik yükleri ile atomların yer değiştirmesi arasındaki farkın ürünü ) ile sonuçlanır; sadece 1,67  D , negatif yükün tennessin atomu üzerinde olduğunu ima eden pozitif değer. NhT'ler için, etkilerin gücünün, elektronun tennessin atomundan nihonium atomuna transferine neden olduğu ve dipol moment değeri -1,80 D olduğu tahmin edilmektedir. Spin-yörünge etkileşimi, TsF molekülünün ayrışma enerjisini arttırır çünkü tennessinin elektronegatifliğini düşürür ve aşırı elektronegatif flor atomuyla bağın daha iyonik bir karaktere sahip olmasına neden olur . Tennessine monoflorür, tüm grup 17 monoflorürlerin en güçlü bağına sahip olmalıdır.

VSEPR teorisi , grup 17 triflorürler için bükülmüş T-şekilli bir moleküler geometri öngörür . Bilinen tüm halojen trifluorides bu moleküler bir geometriye sahip ve AX bir yapıya sahip 3 e 2 -a merkezi atom, üç çevrili A olarak adlandırılmaktadır ligandlar , X, ve iki ortak olmayan elektron çifti göreli etkileri ihmal edilirse, E., ve TSF 3 izlemelidir daha hafif türdeşleri , bükülmüş T-şekilli bir moleküler geometriye sahiptir. Daha karmaşık tahminler, bu moleküler geometri enerjik TSF için tercih olmaz göstermektedir 3 yerine tahmin etmek, bir köşeli düzlemsel bir moleküler geometri (AX 3 e 0 ). Bu, VSEPR teorisinin süper ağır elementler için tutarlı olmayabileceğini göstermektedir. TsF 3 molekülünün dönüş-yörünge etkileşimleri ile önemli ölçüde stabilize olduğu tahmin edilmektedir; olası bir mantık, bağa kısmen iyonik bir karakter veren tennessin ve flor arasındaki büyük elektronegatiflik farkı olabilir.

Notlar

Referanslar

bibliyografya