Флеровий
|
|||||
Свойства атома | |||||
---|---|---|---|---|---|
Название, символ, номер |
Флеровий / Flerovium (Fl), 114 |
||||
Атомная масса (молярная масса) |
|||||
Электронная конфигурация |
предположительно [Rn] 5f14 6d10 7s2 7p2 |
114 |
Флеровий
|
Fl
(289)
|
|
5f146d107s27p2 |
Флеро́вий[1][2][3] (лат. Flerovium, Fl), ранее был известен как унунква́дий (лат. Ununquadium, Uuq), использовалось также неофициальное название эка-свинец — 114-й химический элемент 14-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы IV группы), 7-го периода периодической системы, атомный номер 114, из известных изотопов наиболее устойчив 289Fl. Элемент сильно радиоактивен.
Наиболее распространённые моды распада, по-видимому, альфа-распад (с превращением в изотопы коперниция) и спонтанное деление. Период полураспада составляет около 2,7 секунд для 289Fl и 0,8 секунды для 288Fl[4][5].
Содержание
Происхождение названия[править | править вики-текст]
Официальное название флеро́вий (flerovium) дано в честь Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований, где был синтезирован элемент[6]. Лаборатория носит имя её основателя, советского физика Г. Н. Флёрова, руководителя группы, синтезировавшей элементы с номерами от 102 до 110.[7][8] Хотя его фамилия по-английски обычно пишется как Flyorov, основой для названия элемента стал более удобочитаемый вариант Flerov, который сам Флёров использовал при публикациях в зарубежных изданиях.[9] До этого 114-й элемент носил вре́менное систематическое название, данное по порядковому номеру (искусственно образовано из корней латинских числительных: Ununquadium можно буквально перевести как «одно-одно-четыр(-ий)») до официального решения ИЮПАК про постоянное наименование и химический символ элемента. Ранее был также известен как эка-свинец.
Название флеровий было предложено учёными ОИЯИ и впервые официально озвучено вице-директором Объединённого института ядерных исследований Михаилом Иткисом[10], который также был одним из соавторов открытия. Однако американские партнёры ОИЯИ из Ливерморской национальной лаборатории предложили назвать 114-й или 116-й элемент в честь Леонардо да Винчи, Галилео Галилея или в честь Ливерморской национальной лаборатории[11]. После согласовательных процедур между российскими и американскими учёными 1 декабря 2011 года в комиссию по номенклатуре химических соединений ИЮПАК было направлено предложение назвать 114-й элемент флеровием[7][8]. Название утверждено 30 мая 2012 года[6].
Известные изотопы[править | править вики-текст]
Изотоп | Масса | Период полураспада | Тип распада | Число зарегистрированных событий |
---|---|---|---|---|
286Fl | 286 | 0,13+0,04−0,02 с | α-распад, спонтанное деление | 24[12] |
287Fl | 287 | 0,48+0,16−0,09 с | α-распад в 283Cn | 16[12] |
288Fl | 288 | 0,80+0,32−0,18 с | α-распад в 284Cn | 12[5] |
289Fl | 289 | 2,7+1,4−0,7 с | α-распад в 285Cn | 8[5] |
Флеровий-298[править | править вики-текст]
Согласно оболочечной теории, флеровий имеет магическое число протонов Z = 114, соответствующее заполненной протонной ядерной оболочке, и благодаря этому находится в зоне острова стабильности. Для изотопа 298Fl достигается также и магическое число нейтронов N = 184, что теоретически должно привести к формированию аномально устойчивого (дважды магического) ядра с периодом полураспада порядка 10 минут. Другие теории, учитывающие релятивистские эффекты, дают магические числа для протонов Z = 120, 122 и 126, в зависимости от исходных параметров.
Прямой синтез 298Fl затруднен из-за отсутствия подходящих материалов мишени и ядер для бомбардировки, которые дали бы необходимое число нейтронов, поскольку для стабильных ядер из центральной части периодической таблицы отношение числа нейтронов к числу протонов значительно меньше, чем для трансактиноидов; при слиянии таких ядер возникают нейтроно-дефицитные изотопы трансактиноидов, менее стабильные, чем изотопы, близкие к линии бета-стабильности. Возможной реакцией синтеза может быть:
Также теоретически возможны варианты синтеза более тяжёлых ядер с последующим альфа-распадом.
История[править | править вики-текст]
Впервые элемент был получен группой физиков под руководством Ю. Ц. Оганесяна в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна, Россия) с участием учёных из Ливерморской национальной лабораторией (Ливермор, США; коллаборацией Дубна-Ливермор) в декабре 1998 года путём синтеза изотопов через реакцию слияния ядер кальция с ядрами плутония[13][14]:
Получение элемента было подтверждено в 2004[5] и в 2006 годах[12] коллаборацией Дубна-Ливермор в Дубне, а также в 2009 году в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США)[15][16]. Согласно оболочечной теории, флеровий может иметь более долгоживущие изотопы, например, флеровий-298 с периодом полураспада, как ожидается, 11 минут, относящийся к центру острова стабильности сверхтяжёлых ядер (дважды магическое ядро). Однако такое ядро получить довольно сложно. Одной из реакций получения может быть следующая:
Позднее в том же Объединённом институте ядерных исследований синтез изотопов элемента был подтверждён его химическим идентифицированием по конечному продукту распада[17][18].
В сентябре 2009 года американские учёные из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли синтезировали 114-й элемент таблицы Менделеева, подтвердив таким образом открытие элемента, сделанное в 1998 году. В результате бомбардировки мишени 242Pu пучком ионов 48Ca были получены два нуклида 114-го элемента с массовыми числами 286 и 287[15]:
В октябре 2010 года группа физиков из Беркли заявила о получении ещё одного изотопа флеровия с массовым числом 285[19].
1 июня 2011 года ИЮПАК официально признал открытие флеровия и приоритет в этом коллаборации учёных из ОИЯИ и Ливерморской национальной лаборатории.[20][21] Официальное утверждение названия произошло через год, 30 мая 2012 года[6].
Физические свойства[править | править вики-текст]
Предполагается, что, если бы флеровий удалось получить в весовых количествах, то он был бы похож по плотности и внешнему виду на свинец (плотность его будет около 14 г/см3, что больше, чем у свинца, но существенно меньше, чем потенциальные плотности многих других сверхтяжёлых элементов). Флеровий будет плавиться всего при 67 °C и будет одним из самых легкоплавких металлов, уступая только ртути, коперницию, цезию, францию, галлию, рубидию и калию. Но его температура кипения составит всего 140 °C, и это будет самый легкокипящий металл в периодической системе (возможно, уступая лишь коперницию). Аномальные свойства флеровия объясняет низкое межмолекулярное взаимодействие его атомов[22][23].
Химические свойства[править | править вики-текст]
В некоторых исследованиях[24] были получены указания[25] на то, что флеровий по химическим свойствам похож не на свинец (под которым он формально находится в таблице Менделеева), а на благородные газы. Это поведение объясняется заполнением стабилизирующей 7p21/2-подоболочки валентных электронов, предсказанной расчётами[26] с учётом релятивистских эффектов в электронной оболочке сверхтяжёлых атомов.
Флеровий предположительно способен проявлять в соединениях степень окисления +2 и +4, подобно его гомологу — свинцу, хотя поскольку в 14-й (IVA) группе периодической таблицы устойчивость степени окисления +4 с ростом порядкового номера снижается от углерода к свинцу, некоторые учёные[27] предполагают, что флеровий не сможет проявлять её или сможет её проявлять только в жёстких условиях. Так, предполагается, что диоксид флеровия FlO2 будет высоко нестабильным, распадаясь в обычных условиях на моноксид флеровия и кислород[28]. Флерован FlH4, имеющий расчётную длину связи Fl—H, равную 1,787 Å[29], будет значительно менее стабильным, чем плюмбан PbH4, и, по-видимому, должен спонтанно распадаться на гидрид флеровия(II) и водород. Единственным устойчивым соединением флеровия(IV) будет, вероятно, тетрафторид флеровия FlF4, хотя его образование обусловлено не sp3-, а sd-гибридизацией[30], и его распад на дифторид флеровия и фтор предположительно должен быть экзотермическим[29]. Однако существуют предсказания относительной устойчивости и более высокой степени окисления, Fl(VI), обусловленной приблизительным энергетическим вырождением 7s и 6d-электронов и sd-гибридизацией[22].
Получение[править | править вики-текст]
В настоящее время элемент может быть получен только путём ядерного синтеза, так же, как и другие сверхтяжёлые элементы.
Примечания[править | править вики-текст]
- ↑ Два элемента таблицы Менделеева получили официальные наименования (рус.), Lenta.ru (1 июня 2012). Проверено 2 июня 2012.
- ↑ Предполагалось также произношение «флёровий» (через «ё»). Правильное произношение (через «е», с ударением на втором слоге) см. в реплике вице-директора ОИЯИ М. Иткиса в видеосюжете НТВ, 2:44 от начала ролика.
- ↑ ПКК ОИЯИ по ядерной физике. Объединённый институт ядерных исследований (23 марта 2012). Проверено 30 июня 2012. Архивировано из первоисточника 5 августа 2012.
- ↑ Nudat 2.3
- ↑ 1 2 3 4 Yu. Ts. Oganessian et al. Measurements of cross sections and decay properties of the isotopes of elements 112, 114, and 116 produced in the fusion reactions 233,238U, 242Pu, and 248Cm+48Ca // Physical Review C. — 2004. — Т. 70. — С. 064609.;
свободно доступный препринт ОИЯИ, несколько отличающийся от статьи в Phys. Rev. C;
Yury Ts. Oganessian Superheavy elements // Pure Appl. Chem.. — 2004. — Т. 76, № 9. — С. 1715–1734. - ↑ 1 2 3 Element 114 is Named Flerovium and Element 116 is Named Livermorium (англ.). ИЮПАК (30 May 2012). Проверено 23 июня 2012. Архивировано из первоисточника 24 июня 2012.
- ↑ 1 2 Start of the Name Approval Process for the Elements of Atomic Number 114 and 116 (англ.). ИЮПАК (2 December 2011). Проверено 2 декабря 2011. Архивировано из первоисточника 4 февраля 2012.
- ↑ 1 2 Химическим элементам 114 и 116 предложили названия (рус.), Lenta.ru (2 декабря 2011). Проверено 2 декабря 2011.
- ↑ см. напр. G. N. Flerov et al. Acceleration of 48Ca ions and new possibilities of synthesizing superheavy elements (англ.) // Nuclear Physics A. — 1976. — Vol. 267. — P. 359–364.
- ↑ Российские физики предложат назвать 116 химический элемент московием, РИА Новости (26 марта 2011). Проверено 26 марта 2011.
- ↑ Новые химические элементы могут назвать в честь да Винчи и Галилея, РИА Новости (14 октября 2011). Проверено 2 декабря 2011.
- ↑ 1 2 3 Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions // Physical Review C. — 2006. — Т. 74. — С. 044602.
- ↑ Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of Superheavy Nuclei in the 48Ca + 244Pu Reaction // Physical Review Letters. — 1999. — Т. 83, № 16. — С. 3154 - 3157.
- ↑ P. Weiss New element leaves lightweights behind // Science News. — 1999. — Т. 155, № 6. — С. 85.
- ↑ 1 2 L. Stavsetra, K. E. Gregorich, J. Dvorak, P. A. Ellison, I. Dragojević, M. A. Garcia, and H. Nitsche. Independent Verification of Element 114 Production in the 48Ca + 242Pu Reaction Phys. Rev. Lett. 103, 132502 (2009)
- ↑ Иван Панин Американцы подтвердили существование 114-го элемента (рус.) // Infox.ru : статья. — 2009.
- ↑ R. Eichler et al. Confirmation of the Decay of 283112 and First Indication for Hg-like Behavior of Element 112 // Nuclear Physics A. — 2007. — Т. 787, № 1-4. — С. 373-380.
- ↑ Михаил Молчанов Открытие подтверждено // В мире науки. — 2006. — № 7 (июль). Архивировано из первоисточника 28 сентября 2007.
- ↑ Six New Isotopes of the Superheavy Elements Discovered " Berkeley Lab News Center
- ↑ Discovery of the Elements with Atomic Number 114 and 116 (англ.). ИЮПАК (1 June 2011). Проверено 4 июня 2011. Архивировано из первоисточника 26 августа 2011.
- ↑ Два синтезированных в России химических элемента признаны официально (рус.), РИА Новости (3 июня 2011). Проверено 4 июня 2011.
- ↑ 1 2 Burkhard Fricke (1975). «Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties». Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry 21: 89–144. DOI:10.1007/BFb0116498.
- ↑ (1981) «Predicting the Properties of the 113–120 Transactinide Elements». Journal of Physical Chemistry (American Chemical Society) 85 (9): 1177–1186. DOI:10.1021/j150609a021.
- ↑ Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements, lecture by Heinz W. Gäggeler, Nov. 2007. Last accessed on Jun. 15, 2009.
- ↑ Отчёт за 2008 г. Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова. ОИЯИ, Дубна. С. 93-94.
- ↑ K. S. Pitzer. Are elements 112, 114, and 118 relatively inert gases? J.Chem. Phys. 1975, Vol. 63, P. 1032.
- ↑ R. G. Haire. Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements / L. R. Morss et al.. — 3rd. — Springer, 2006. — ISBN 978-1-4020-3555-5.
- ↑ V. Pershina. Electronic structure and chemistry of the heaviest elements. — 2010. — P. 450.
- ↑ 1 2 Peter Schwerdtfeger, Michael Seth (2002). «Relativistic Quantum Chemistry of the Superheavy Elements. Closed-Shell Element 114 as a Case Study.». Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences 3 (1): 133–136.
- ↑ B. Fricke, W. Greiner, J. T. Waber (1971). «The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements». Theoretica chimica acta (Springer-Verlag) 21 (3): 235–260. DOI:10.1007/BF01172015.
Ссылки[править | править вики-текст]
Флеровий на Викискладе? |
Викиновости по теме: | |
- Флеровий на Webelements
- [1], [2] — Флеровий на сайте «Атомная и космическая отрасли России»
- О синтезе элемента на сайте ОИЯИ
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||||||||||||||||||
1 | H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||||||||||||||
6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||||||||
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Fl | Uup | Lv | Uus | Uuo | ||||||||||||
8 | Uue | Ubn | Ubu | Ubb | Ubt | Ubq | Ubp | Ubh | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|