Ununenyum - Ununennium

Ununenyum,  ₁₁₉ Uue

Ununenyum
Telaffuz	/ ˌ uː n . Û n ɛ n i ə m / ( dinleme ) ( Oon -oon- TR -ee-əm )
alternatif isimler	eleman 119, eka-fransiyum
Periyodik tablodaki Ununenyum
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 lavrenyum Rutherfordyum dubniyum Seaborgium Bohriyum hassiyum meitneryum Darmstadtium röntgen Kopernik nihonyum flerovyum Moskova karaciğer Tennessin Oganesson Ununenyum unbinilyum dörtlü olmayan dörtlü olmayan dörtgen olmayan unquadhexium unquadseptium unquadoctium unquadenium unpentilyum unpentunyum Pentbiyum penttriyum pentquadium Penpentium unpentexium pentseptyum pentoktiyum Pentenyum altıgen olmayan altıgen olmayan unheksbiyum altıgen olmayan altı köşeli olmayan altıgen olmayan unhexhexium altıgen olmayan heksoktiyum olmayan altıgen olmayan unseptnilyum unseptunyum unseptbiyum unbiunyum unbibiyum unbitrium unbiquadyum unbipentium unbihexium unbiseptium biyolojik olmayan iki yıllık untrinilium untriunyum untribiyum tritriyum üç dörtlük olmayan untripentium untrihexium untriseptium untrioktiyum untrienyum unquadnilyum unquadunium unquadbium Fr ↑ Uue ↓ (Ust) oganesson ← ununenyum → unbinilium
Atom numarası ( Z )	119
Grup	grup 1: hidrojen ve alkali metaller
Dönem	dönem 8
Engellemek	s bloğu
Elektron konfigürasyonu	[ Og ] 8s 1 (tahmin edilen)
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 32, 32, 18, 8, 1 (tahmini)
Fiziki ozellikleri
Faz de  STP	bilinmiyor (katı veya sıvı olabilir)
Erime noktası	273–303  K ​(0–30 °C, ​32–86 °F) (tahmini)
Kaynama noktası	903 K ​(630 °C, ​1166 °F) (tahmini)
Yoğunluk ( rt yakın  )	G / cm3 3 (tahmin edilen)
Füzyon ısısı	2.01–2.05  kJ/mol (ekstrapolasyonlu)
atomik özellikler
oksidasyon durumları	( +1 ), (+3) (tahmin edilen)
elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 0.86 (öngörülen)
iyonlaşma enerjileri
atom yarıçapı	ampirik: 240  pm (tahmin edilen)
kovalent yarıçap	263–281 pm (ekstrapolasyonlu)
Diğer özellikler
Kristal yapı	hacim merkezli kübik (bcc) (ekstrapolasyon)
CAS numarası	54846-86-5
Tarih
adlandırma	IUPAC sistematik öğe adı
görüş konuşmak Düzenle | Referanslar

Ununennium , eka-fransiyum veya element 119 olarak da bilinir, Uue sembolü ve atom numarası 119 olan varsayımsal kimyasal elementtir. Ununennium ve Uue , element keşfedilene, onaylanana ve onaylanana kadar kullanılan geçici sistematik IUPAC adı ve sembolüdür. kalıcı isim belirlenir. Olarak periyodik tablonun elemanları, bir olması beklenmektedir s blok elemanı, bir alkali metali , ve sekizinci ilk eleman bir süre . Henüz sentezlenmemiş en hafif elementtir.

Elementi sentezlemeye yönelik başarısız girişimler RIKEN'de (Japonya) ve Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'nde ( Dubna , Rusya) devam etmektedir. Teorik ve deneysel kanıtlar, ununenyum sentezinin muhtemelen önceki elementlerden çok daha zor olacağını ve hatta mevcut teknoloji ile sentezlenebilen sondan bir önceki element olabileceğini göstermiştir.

Yedinci alkali metal Ununennium konumu onun hafif benzer özelliklere sahip olacağını göstermektedir kongenerleri . Bununla birlikte, göreceli etkiler , bazı özelliklerinin periyodik eğilimlerin düz bir uygulamasından beklenenlerden farklı olmasına neden olabilir . Örneğin, ununenniumun sezyum ve fransiyumdan daha az reaktif olması ve davranış olarak potasyum veya rubidyuma daha yakın olması beklenir ve alkali metallerin karakteristik +1 oksidasyon durumunu göstermesi gerekirken , +3 göstermesi de öngörülmektedir. başka herhangi bir alkali metalde bilinmeyen oksidasyon durumu.

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.

Harici video
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

Süper ağır elementler nükleer füzyonla üretilir . Bu füzyon reaksiyonları, üretilen bileşik çekirdeğin uyarma enerjisine bağlı olarak "sıcak" ve "soğuk" füzyona ayrılabilir. Sıcak füzyon reaksiyonlarında, çok hafif, yüksek enerjili mermiler çok ağır hedeflere ( aktinitler ) doğru hızlandırılır , bu da yüksek uyarma enerjisinde (~40-50 MeV ) bileşik çekirdeklere yol açar  , bu da bölünebilir veya alternatif olarak birkaçını (3 ila 5) buharlaştırabilir. ) nötronlar. Soğuk füzyon reaksiyonlarında (tipik olarak dördüncü periyottan daha ağır mermiler ve genellikle kurşun ve bizmut gibi daha hafif hedefler kullanır ), üretilen kaynaşmış çekirdekler nispeten düşük bir uyarma enerjisine (~10–20 MeV) sahiptir, bu da bunların olma olasılığını azaltır. ürünler fisyon reaksiyonlarına girecek. Kaynaşmış çekirdekler temel duruma soğudukça , sadece bir veya iki nötron emisyonu gerektirirler. Bununla birlikte, sıcak füzyon reaksiyonları, daha nötronca zengin ürünler üretme eğilimindedir, çünkü aktinitler, şu anda makroskopik miktarlarda yapılabilen herhangi bir elementin en yüksek nötron-proton oranlarına sahiptir.

Ununennium ve unbinilium (119 ve 120 elementleri) henüz sentezlenmemiş en düşük atom numarasına sahip elementlerdir. Bunları sentezleme girişimleri , üretim reaksiyonlarının azalan kesitleri ve muhtemelen kısa yarı ömürleri nedeniyle mevcut teknolojinin sınırlarını zorlayacaktır . Unbiunium'un (element 121) ötesindeki elementler muhtemelen mevcut teknoloji ile tespit edilemeyecek kadar kısa ömürlü olacaktır: dedektörlere ulaşmadan önce bir mikrosaniye içinde bozulurlar . 121'den 124'e kadar olan elemanların saptanma olasılığı, yarı ömürlerinin bir mikrosaniye sınırına çok yakın olduğu tahmin edildiğinden, büyük ölçüde kullanılan teorik modele bağlıdır. Önceden, süper ağır elementlerin sentezinde önemli yardım ("gümüş mermiler" olarak nitelendirilen) hassium -270 etrafındaki deforme olmuş nükleer kabuklardan geliyordu, bu da çevreleyen çekirdeklerin kararlılığını ve yarı kararlı nötronca zengin izotop kalsiyumun varlığını artırıyordu. 48 , süper ağır elementlerin daha nötron açısından zengin izotoplarını üretmek için bir mermi olarak kullanılabilir. Bir süper ağır nüklid ne kadar nötron bakımından zenginse , aranan kararlılık adasına o kadar yakın olması beklenir . Buna rağmen, sentezlenen izotoplar, kararlılık adasında olması beklenenden daha az nötrona sahiptir. Ayrıca, ununenniumu sentezlemek için kalsiyum-48 kullanmak , yeterince büyük miktarlarda üretilmesi çok zor olan bir einsteinium -253 veya -254 hedefini gerektirecektir (şu anda yalnızca mikrogramlar mevcuttur; karşılaştırıldığında, miligram berkelyum ve kaliforniyum mevcuttur). Daha fazla süper ağır elementlerin daha pratik üretimi, ⁴⁸ Ca'dan daha ağır mermiler gerektirecektir.

sentez denemeleri

Geçmiş

Ununenyum sentezi ilk olarak 1985 yılında Berkeley, California'daki superHILAC hızlandırıcısında einsteinium-254 hedefini kalsiyum-48 iyonlarıyla bombalayarak denendi:

²⁵⁴
₉₉Es
+ ⁴⁸
₂₀CA
→ ³⁰²
₁₁₉Uue
* → atom yok

300 nb'lik bir sınırlayıcı kesite yol açan hiçbir atom tanımlanmadı . Daha sonraki hesaplamalar, 3n reaksiyonunun ( ²⁹⁹ Uue ve ürün olarak üç nötron ile sonuçlanacak olan) kesitinin aslında 0,5 pb'de bu üst sınırdan altı yüz bin kat daha düşük olacağını göstermektedir.

Ununenyum keşfedilmemiş en hafif element olduğu için son yıllarda Alman, Rus ve Japon ekiplerinin sentez deneylerinin hedefi olmuştur. Rusya , Dubna'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'ndeki Rus ekibi, 2012'den önce bir deney yapmayı planladı ve hiçbir sonuç açıklanmadı, bu da deneyin yapılmadığını veya hiçbir ununenyum atomunun tanımlanmadığını kuvvetle ima etti. Nisan-Eylül 2012 arasında, Darmstadt , Almanya'daki GSI Helmholtz Ağır İyon Araştırma Merkezi'nde berkelyum -249 hedefini titanyum -50 ile bombalayarak ²⁹⁵ Uue ve ²⁹⁶ Uue izotoplarını sentezleme girişimi yapıldı . Teorik olarak tahmin edilen enine kesite dayanarak, deneyin başlamasından sonraki beş ay içinde bir ununenyum atomunun sentezlenmesi bekleniyordu.

²⁴⁹
₉₇bk
+ ⁵⁰
₂₂Ti
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁶
₁₁₉Uue
+ 3 ¹
₀
n

²⁴⁹
₉₇bk
+ ⁵⁰
₂₂Ti
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁵
₁₁₉Uue
+ 4 ¹
₀
n

Deneyin başlangıçta Kasım 2012'ye kadar devam etmesi planlandı, ancak tennessin sentezini doğrulamak için ²⁴⁹ Bk hedefini kullanmak için erken durduruldu (böylece mermiler ⁴⁸ Ca'ya değiştirildi ). ²⁴⁹ Bk ve ⁵⁰ Ti arasındaki bu reaksiyonun ununenyum oluşumu için en uygun pratik reaksiyon olduğu tahmin edilmiştir, çünkü oldukça asimetriktir, ancak aynı zamanda biraz soğuktur. (Arasındaki reaksiyon ²⁵⁴ Es ve ⁴⁸ Ca üstün olduğu, ancak miligram miktarları hazırlanması olur ²⁵⁴ bir hedef Es zordur.) Bununla birlikte, "gümüş mermi" gerekli değişim ⁴⁸ Ca için ⁵⁰ Ti ununennium beklenen verim böler yaklaşık yirmi, çünkü verim, füzyon reaksiyonunun asimetrisine güçlü bir şekilde bağlıdır.

Öngörülen kısa yarı ömürler nedeniyle, GSI ekibi, bozunma olaylarını mikrosaniyeler içinde kaydedebilen yeni "hızlı" elektronikler kullandı. 65 fb'lik bir sınırlayıcı kesit anlamına gelen hiçbir ununenyum atomu tanımlanmadı. Öngörülen gerçek kesit, mevcut teknolojinin sınırlarında olan 40 fb civarındadır. (Deneysel olarak başarılı bir reaksiyonun rekor en düşük kesiti, ²⁰⁹ Bi ve ⁷⁰ Zn üreten nihonyum arasındaki reaksiyon için 30 fb'dir .)

Sunmak

Ekibi RIKEN de Wako , Japonya bombalamaya başladı curium bir ile -248 hedefleri vanadyum elemanı 119. Curium ziyade ağır berkelyum veya yerine bir hedef olarak seçildi aramak için Haziran 2018 yılında -51 kiriş kaliforniyumun bu ağır hedefler zordur olarak, Hazırlamak. Reaksiyonun azaltılmış asimetrisinin, "en az 30 fb düzeyinde" bir hassasiyet gerektiren, kesiti yaklaşık olarak yarıya indirmesi beklenir. ²⁴⁸ Cm hedefler tarafından sağlandı , Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda gerekli verdiğini, ²⁴⁹ sentezinden Bk hedef tennessine Dubna'da de (eleman 117). RIKEN deneyi, lineer hızlandırıcılarını yükseltirken bir siklotronda yürütülerek başladı; yükseltme 2020'de tamamlandı. İlk olay gözlemlenene kadar her iki makineyle de bombardımana devam edilebilir; deneme şu anda yılda en az 100 gün aralıklı olarak çalışıyor. RIKEN Nishina Merkezi müdürü Hideto En'yo , 119 ve 120 numaralı elementlerin muhtemelen 2022 yılına kadar keşfedileceğini öngördü. RIKEN ekibinin çabaları Japonya İmparatoru tarafından finanse ediliyor .

²⁴⁸
₉₆Santimetre
+ ⁵¹
₂₃V
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁶
₁₁₉Uue
+ 3 ¹
₀
n

²⁴⁸
₉₆Santimetre
+ ⁵¹
₂₃V
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁵
₁₁₉Uue
+ 4 ¹
₀
n

Üretilen ununenyum izotoplarının, bilinen moskova izotoplarına ( sırasıyla ²⁸⁸ Mc ve ²⁸⁷ Mc) iki alfa bozunmasına uğraması beklenir , bu da onları bilinen beş başka alfa bozunumu dizisine demirleyecek ve üretimlerini doğrulayacaktır. Bu reaksiyonlar için tahmin edilen kesit yaklaşık 10 fb'dir.

planlı

Talep edilen sentezi izleyerek, ²⁹³ , 1999 yılında Og Lawrence Berkeley National Laboratory den ²⁰⁸ Pb ve ⁸⁶ Kr, analog reaksiyonlar ²⁰⁹ Bi + ⁸⁶ Kr ²⁰⁸ Pb + ⁸⁷ Rb elemanının 119 sentezi ve sonra bilinmeyen alfa için önerilmiştir bozunma kızları , elementler 117 , 115 ve 113 . 2001'de bu sonuçların geri çekilmesi ve "soğuk" füzyon reaksiyonları için enine kesitler üzerindeki daha yakın tarihli hesaplamalar, bu olasılık hakkında şüphe uyandırdı; örneğin, önceki reaksiyonda ²⁹⁴ Uue üretimi için maksimum 2 fb verim tahmin edilmektedir . Radyoaktif iyon ışınları, kurşun veya bizmut hedef kullanan alternatif bir yöntem sağlayabilir ve gerekli yoğunluklarda kullanılabilir hale gelmeleri durumunda daha fazla nötron açısından zengin izotopların üretilmesini sağlayabilir.

Rusya , Dubna'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'ndeki ekip, yeni bir deneysel kompleks kullanarak ²⁴⁹ Bk + ⁵⁰ Ti reaksiyonunu kullanarak ununenyum sentezi üzerinde yeni deneylere başlamayı planladı . Kasım 2019 itibariyle, sonuçların en erken 2021 ortalarında olması bekleniyordu.

Japonya'daki RIKEN'deki ve Rusya'daki JINR'deki laboratuvarlar, bu deneyler için en uygun olanlardır, çünkü bunlar, düşük tahminli kesitlere sahip reaksiyonlar için uzun huzme sürelerinin erişilebilir olduğu dünyadaki tek laboratuvardır.

adlandırma

Kullanılması isimsiz ve keşfedilmemiş elementler için Mendeleev adlandırma , ununennium olarak bilinen edilmelidir eka- francium . 1979 IUPAC tavsiyelerini kullanarak, element keşfedilene, keşif onaylanana ve kalıcı bir isim seçilene kadar geçici olarak ununennium (sembol Uue ) olarak adlandırılmalıdır . Kimya camiasında kimya dersliklerinden ileri düzey ders kitaplarına kadar tüm seviyelerde yaygın olarak kullanılmasına rağmen, E119 sembolü ile "element 119" olarak adlandırılan süper ağır elementler üzerinde teorik veya deneysel olarak çalışan bilim adamları tarafından tavsiyeler çoğunlukla göz ardı edilmektedir , (119) veya 119 .

Öngörülen özellikler

Nükleer kararlılık ve izotoplar

2010 yılında Dubna ekibi tarafından kullanılan bir nüklid kararlılık çizelgesi. Karakterize edilmiş izotoplar sınırlarla gösterilmiştir. Element 118'in ötesinde (oganesson, bilinen son element), bilinen nüklidler hattının, element 121'den sonra bir mikrosaniyeden fazla yarılanma ömrü olmaksızın, hızla bir kararsızlık bölgesine girmesi beklenir. istikrar.

Yüksek azimut kuantum sayısına sahip orbitallerin enerjileri yükseltilir, aksi takdirde bu etkiyi hesaba katmayan sol diyagramda gösterildiği gibi , element 114'te kapalı bir proton kabuğuna karşılık gelen yörünge enerjisindeki bir boşluk ortadan kaldırılır . Bu, bir sonraki proton kabuğunu , sağdaki diyagramda gösterildiği gibi, element 120'nin etrafındaki bölgeye yükseltir ve potansiyel olarak element 119 ve 120 izotoplarının yarı ömürlerini arttırır.

Çekirdeklerin kararlılığı , yarı ömrü şu anda bilinen herhangi bir yüksek numaralı elementinkinden dört kat daha uzun olan curium , element 96'dan sonra atom numarasındaki artışla büyük ölçüde 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. Bununla birlikte, henüz tam olarak anlaşılmayan nedenlerden dolayı , nükleer fizikte " istikrar adası " olarak bilinen şeyin ortaya çıkmasına yol açan 110 – 114 atom numaraları etrafında nükleer kararlılıkta hafif bir artış vardır . California Üniversitesi profesörü Glenn Seaborg tarafından önerilen bu kavram, süper ağır elementlerin neden tahmin edilenden daha uzun sürdüğünü açıklıyor.

^291-307 Uue için tahmin edilen alfa bozunma yarı ömürleri mikrosaniye mertebesindedir. Tahmin edilen en uzun alfa bozunma yarı ömrü, ²⁹⁴ Uue izotopu için ~485 mikrosaniyedir . Tüm bozunma modlarında faktoring yapıldığında, tahmin edilen yarı ömürler yalnızca onlarca mikrosaniyeye düşer. Bazı ağır izotoplar daha kararlı olabilir; Fricke ve Waber , 1971'de ³¹⁵ Uue'nin en kararlı ununenyum izotopu olduğunu tahmin etti. Bunun, ununenyum sentezi için sonuçları vardır, çünkü yarı ömürleri bir mikrosaniyenin altında olan izotoplar, dedektöre ulaşmadan önce bozunur ve daha ağır izotoplar, dedektör tarafından sentezlenemez. bilinen herhangi bir kullanılabilir hedef ve mermi çekirdeğinin çarpışması. Bununla birlikte, yeni teorik modeller, 2f _7/2 (element 114'te doldurulmuş) ve 2f _5/2 (element 120'de doldurulmuş ) proton orbitalleri arasındaki beklenen enerji boşluğunun beklenenden daha küçük olduğunu, dolayısıyla element 114'ün artık kararlı bir küresel kapalı nükleer kabuk olabilir ve bu enerji boşluğu 119 ve 120 numaralı elementlerin kararlılığını artırabilir. Bir sonraki çift ​​sihirli çekirdeğin şimdi küresel ³⁰⁶ Ubb ( element 122 ) etrafında olması bekleniyor, ancak beklenen düşük yarı ömür ve bu nüklidin düşük üretim kesiti , sentezini zorlaştırır.

atomik ve fiziksel

İlk periyot 8 elementi olan ununenyumun bir alkali metal olduğu tahmin edilmektedir ve periyodik tabloda lityum , sodyum , potasyum , rubidyum , sezyum ve fransiyumun altında yer almaktadır . Bu elementlerin her biri , en dıştaki s-orbitalinde (değerlik elektron konfigürasyonu n s ¹ ) bir değerlik elektronuna sahiptir ve bu elektron , +1 oksidasyon durumunu oluşturmak üzere kimyasal reaksiyonlarda kolayca kaybolur : bu nedenle alkali metaller çok reaktif elementlerdir. Ununennium'un trendi sürdüreceği ve 8s ¹ değerlik elektron konfigürasyonuna sahip olacağı tahmin edilmektedir . Bu nedenle, daha hafif türdeşleri gibi davranması beklenir ; ancak bazı özelliklerde daha hafif alkali metallerden farklı olacağı da tahmin edilmektedir.

Ununenyum ve diğer alkali metaller arasındaki tahmin edilen farklılıkların ana nedeni, spin-yörünge (SO) etkileşimidir - elektronların hareketi ile spin arasındaki karşılıklı etkileşim . SO etkileşimi özellikle süper ağır elementler için güçlüdür, çünkü elektronları daha hafif atomlardakinden daha hızlı - ışık hızıyla karşılaştırılabilir hızlarda - hareket eder . Ununenyum atomlarında, 7p ve 8s elektron enerji seviyelerini düşürür, karşılık gelen elektronları stabilize eder, ancak 7p elektron enerji seviyelerinin ikisi diğer dördünden daha kararlıdır. Etki, 7p alt kabuğunu daha dengeli ve daha az kararlı parçalara böldüğü için alt kabuk bölünmesi olarak adlandırılır. 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 . Böylece, ununenyumun dış 8s elektronu stabilize edilir ve çıkarılması beklenenden daha zor hale gelirken, 7p _3/2 elektronları buna uygun olarak dengesizleşir ve belki de kimyasal reaksiyonlara katılmalarına izin verir. En dıştaki s-orbitalinin (fransiyumda zaten önemli olan) bu stabilizasyonu, ununenyum kimyasını etkileyen anahtar faktördür ve alkali metallerin atomik ve moleküler özellikleri için tüm eğilimlerin sezyumdan sonra yönü tersine çevirmesine neden olur.

Ampirik (Na-Ca, Mg-Ra) ve tahmin edilen (Cu-UHP UBN-Ahh) alkali ve toprak alkali metallerin atom yarıçapları üçüncü için dokuzuncu süre ölçülür, angstrom

Elektron volt olarak ölçülen , alkali metallerin üçüncü periyottan sekizinci periyoda kadar ampirik (Na–Cs), yarı ampirik (Fr) ve tahmin edilen (Uue) elektron afiniteleri . Li'den Cs'ye düşerler, ancak Fr değeri,492 ± 10 meV , Cs'ninkinden 20 meV daha yüksektir ve Uue'ninki hala 662 meV'de çok daha yüksektir.

Alkali ve toprak alkali metallerin üçüncü periyottan dokuzuncu periyoda kadar ampirik (Na–Fr, Mg–Ra) ve tahmin edilen (Uue–Uhp, Ubn–Uhh) iyonlaşma enerjisi, elektron volt olarak ölçülür

Dış 8s elektronunun stabilizasyonu nedeniyle, ununenyumun ilk iyonlaşma enerjisinin - nötr bir atomdan bir elektronu uzaklaştırmak için gereken enerjinin - potasyumdan sonraki bilinen alkali metallerinkinden daha yüksek olan 4.53 eV olduğu tahmin edilmektedir. Bu etki o kadar büyüktür ki, unbiunium'un (element 121) 4.45 eV'lik daha düşük bir iyonlaşma enerjisine sahip olduğu tahmin edilmektedir, böylece 8. periyottaki alkali metal, önceki tüm periyotlar için geçerli olduğu gibi, periyotta en düşük iyonizasyon enerjisine sahip olmayacaktır. Ununennium'un elektron afinitesinin sezyum ve fransiyumdan çok daha büyük olması bekleniyor; aslında, ununenyumun, kobalt (0,662 eV) ve kromun ( 0,766 eV)kine yakın, yaklaşık 0,662 eV'de kendisinden daha hafif olan tüm alkali metallerden daha yüksek bir elektron afinitesine sahip olması beklenir . Göreli etkileri de çok büyük bir düşüş neden polarize 169.7 için ununennium arasında  au Gerçekten de, (α, statik dipol polarisability _D ununennium arasında), görelilik etkiler elementinin atom sayısının karesi ile orantılıdır olan bir miktar olmuştur küçük ve sodyuma benzer olarak hesaplanmıştır.

Elektron , hidrojen gibi ununennium sadece bir elektronu vardır, böylece atomu oksitlenmiş, UUE ¹¹⁸⁺ çok hızlı bir şekilde kütlesi bir hareketsiz elektron 1.99 katı, gelen bir özelliği olduğunu hareket tahmin -etkili relativistik etkiler . Karşılaştırma için, hidrojen benzeri fransiyum rakamı 1.29'dur ve hidrojen benzeri sezyum rakamı 1.091'dir. Görelilik yasalarının basit ekstrapolasyonlarına göre, bu dolaylı olarak atom yarıçapının yaklaşık 240  pm'ye , rubidyumunkine (247 pm) çok yakın bir daralmasını gösterir ; Metalik yarıçap da buna uygun olarak 260 pm düşürülür. Yarıçapa UUE arasında ⁺ 180 pm olması beklenmektedir.

Ununenyumun 0 °C ile 30 °C arasında bir erime noktasına sahip olduğu tahmin edilmektedir: bu nedenle oda sıcaklığında sıvı olabilir . Sezyumun erime noktası 28.5 °C ve fransiyumun 8.0 °C civarında olduğu tahmin edildiğinden, bu durumun gruptaki erime noktalarını düşürme eğilimini sürdürüp sürdürmediği bilinmiyor. Ununenyumun kaynama noktasının 630 °C civarında olması beklenir, fransiyumunkine benzer, yaklaşık 620 °C olduğu tahmin edilir; bu, sezyumun kaynama noktası olan 671 °C'den daha düşüktür. Ununennium yoğunluğu çeşitli / cm g 3 ve 4 arasında olduğu tahmin edilmiştir ³ / cm g fransiyum yoğunluğu 2.48 tahmin edilmektedir: grup aşağı yoğunluğunu arttırma eğilimi devam ³ ve sezyum bilinmektedir olmak 1.93 g / cc ^3. .

Kimyasal

Ununenyumun kimyasının alkali metallerinkine benzer olduğu tahmin edilmektedir, ancak muhtemelen sezyum veya fransiyumdan çok potasyum veya rubidyum gibi davranacaktır. Bu, göreceli etkilerden kaynaklanmaktadır, çünkü onların yokluğunda periyodik eğilimler , ununenyumun sezyum ve fransiyumdan bile daha reaktif olacağını öngörecektir. Bu düşük reaktivite , ununenyumun değerlik elektronunun göreli stabilizasyonundan, ununenyumun ilk iyonlaşma enerjisini arttırmasından ve metalik ve iyonik yarıçapları azaltmasından kaynaklanır ; bu etki francium için zaten görülüyor.

+1 oksidasyon durumundaki ununenyum kimyası, fransiyumdan çok rubidyum kimyasına benzer olmalıdır. Öte yandan, Uue ⁺ iyonunun iyon yarıçapının Rb ^{+ '} nınkinden daha büyük olduğu tahmin edilmektedir , çünkü 7p orbitalleri kararsızdır ve bu nedenle alt kabukların p-orbitallerinden daha büyüktür. Ununennium , diğer alkali metallerin özelliği olan ve aynı zamanda bilinen tüm alkali metallerin ana oksidasyon durumu olan +1 oksidasyon durumuna ek olarak, başka hiçbir alkali metalde görülmeyen +3 oksidasyon durumunu da gösterebilir : bunun nedeni 7p _3/2 spinorun kararsızlaşması ve genişlemesi, bunun en dıştaki elektronlarının aksi takdirde beklenenden daha düşük bir iyonlaşma enerjisine sahip olmasına neden olmasıdır. Birçok ununenyum bileşiğinin , 7p _3/2 elektronlarının bağa dahil olması nedeniyle büyük bir kovalent karaktere sahip olması beklenir : bu etki, bağlanmaya bir miktar 6p _3/2 katkı gösteren fransiyumda daha az oranda görülür. fransiyum süperoksit içinde (FrO ₂ ). Böylelikle, sistem en olmak ununennium ait elektropozitif basit bir ekstrapolasyon belirtmek için göründüğü gibi, eleman, sezyum yerine ununennium en ile, bu pozisyonu muhafaza elektronegatiflik muhtemelen yakın olan sodyum sitesindeki (0.93 Pauling'in ölçeğinde). Standart indirgeme potansiyeli UUE arasında ⁺ / UUE çift olması -2.9 V, Cu ile aynı tahmin edilmektedir ⁺ / Cu çift ve biraz üzerinde olduğu K ⁺ -2,931 V de / K çift

MAu'nun bağ uzunlukları ve bağ ayrışma enerjileri (M = bir alkali metal). KAu, RbAu ve CsAu'nun bağ ayrışma enerjileri dışında tüm veriler tahmin edilir.

Birleştirmek	Bağ uzunluğu (Å)	Bağ-ayrışma enerjisi (kJ/mol)
KAu	2.856	2.75
RbAu	2.967	2.48
CsAu	3.050	2.53
FrAu	3.097	2.75
UueAu	3.074	2.44

Gaz fazında ve yoğun fazda çok düşük sıcaklıklarda alkali metaller kovalent olarak bağlı iki atomlu moleküller oluşturur. Metal-metal bağ uzunlukları , bu M'de ₂ moleküllerden grubu aşağı artış Li ₂ Cs için ₂ , ancak daha sonra UUE için bundan sonra azaltmak ₂ bağlı 8s yörünge stabilize yukarıda belirtilen göreli etkileri. Metal-metal bağ-ayrışma enerjileri için ters eğilim gösterilmiştir . Uue-Uue bağı, K-K bağından biraz daha güçlü olmalıdır. Bu M kaynaktan ₂ ayrışma enerjilerinin, süblimasyon entalpisi (Δ * H _alt ununennium arasında) 94 kJ / mol kadar olduğu tahmin edilmektedir (fransiyum değeri olması gereken yaklaşık 77 kJ / mol kadar).

UueF molekülünün, ununenyumun yüksek elektron afinitesi nedeniyle önemli bir kovalent karaktere sahip olması beklenir. UueF'deki bağlanma, ağırlıklı olarak ununenyum üzerindeki 7p orbitali ile flor üzerindeki 2p orbitali arasındadır ve florun 2s orbitalinden ve 8s, 6d _{z ²} ve ununenyumun diğer iki 7p orbitalinden daha az katkı sağlanır. Bu, s-blok elemanlarının yanı sıra altın ve cıvanın davranışından çok farklıdır, burada s-orbitalleri (bazen d-orbitalleri ile karıştırılır) bağlanmaya katılırlar. Uue-F bağı, 7p orbitalinin 7p _1/2 ve 7p _3/2 spinörlere bölünmesinden dolayı göreceli olarak genişler ve bağ elektronlarını radyal genişlikle ölçülen en büyük orbitale girmeye zorlar: bağ uzunluğunda benzer bir genişleme hidridler de H ve TSH. Uue-Au bağı, altın ve bir alkali metal arasındaki tüm bağların en zayıfı olmalı, ancak yine de kararlı olmalıdır. Bu ekstrapolasyon orta büyüklükte adsorbsiyon entalpisi (-Δ verir H _adet altın 106 kJ / mol) (fransiyum değeri 136 kJ / mol olmalıdır), 76 kJ açma / mol platin ile, 63 kJ / mol kadar gümüş , küçük Asil metallerden yapılmış yüzeyler üzerinde ununenyumun kromatografik adsorpsiyonunun incelenmesinin mümkün olacağını gösteren tüm alkali metallerin arasında . Entalpi ait adsorpsiyon bir ilgili ununennium arasında teflon yüzeyi alkali metallerin arasında en düşük olacaktır 17.6 kJ / mol olduğu tahmin edilmektedir: Bu bilgi ununennium gelecek kimya deneyleri için çok yararlı olacaktır. Atom numarası arttıkça zıt yönlerde değiştiklerinden, alkali metaller için Δ H _alt ve −Δ H _ads değerleri orantılı olarak ilişkili değildir.

Ayrıca bakınız

• Genişletilmiş periyodik tablo

Notlar

Referanslar

bibliyografya

• Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "Nükleer özelliklerin NUBASE2016 değerlendirmesi" (PDF) . 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

• ununenyum kelimesinin Vikisözlük'teki sözlük tanımı