Flerovium Facts – Element Number 114

Το Flerovium είναι ένα συνθετικό ραδιενεργό στοιχείο με ατομικό αριθμό 114 και σύμβολο στοιχείου Fl. Παρόλο που είναι ένα υπερβαρύ στοιχείο, η υψηλή πυρηνική του σταθερότητα του δίνει σχετικά μεγάλο χρόνο ημιζωής (δευτερόλεπτα αντί για χιλιοστά του δευτερολέπτου). Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του μπορεί να το κάνει ένα απίστευτα βαρύ μεταλλικό αέριο, παρά ένα στερεό ή υγρό. Εδώ είναι μια συλλογή από ενδιαφέροντα στοιχεία για το flerovium, συμπεριλαμβανομένων των ιδιοτήτων, της ανακάλυψης και των χρήσεών του.

Βασικά στοιχεία για το Flerovium

Όνομα: Flerovium

Ατομικός αριθμός: 114

Σύμβολο στοιχείου: Fl

Ομάδα: Ομάδα 14 (ομάδα άνθρακα)

Περίοδος: Περίοδος 7

Αποκλεισμός: μπλοκ p

Οικογένεια στοιχείων: Πιθανώς ένα μέταλλο μετά τη μετάβαση, αλλά πιθανώς ένα μεταλλοειδές

Ατομική μάζα: [289]

Διαμόρφωση ηλεκτρονίου: [Rn] 5f 6d 7s 7p (προβλεπόμενο)

Ηλεκτρόνια ανά κέλυφος: 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 (προβλεπόμενο)

Ανακάλυψη: Joint Institute for Nuclear Research (JINR, Ρωσία) και Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL, US) (1999)

Προέλευση ονόματος: Εργαστήριο Πυρηνικών Αντιδράσεων Flerov, με το όνομα Georgy Flyorov

Ιστορία της Ανακάλυψης

Μια ομάδα με επικεφαλής τον Yuri Oganessian στο Κοινό Ινστιτούτο Πυρηνικής Έρευνας (JINR) στη Ντούμπνα της Ρωσίας, συνέθεσε για πρώτη φορά φλερόβιο τον Δεκέμβριο του 1998. Οι ερευνητές βομβάρδισαν έναν στόχο πλουτωνίου-244 με πυρήνες ασβεστίου-48 για να δημιουργήσουν το φλερόβιο-292, το οποίο αποσυντέθηκε σε flerovium-290 και στη συνέχεια πιθανώς σε flerovium-289. Ανιχνεύτηκε μόνο ένα άτομο. Οι προσπάθειες αντιγραφής του πειράματος δεν απέδωσαν ακριβώς τα ίδια προϊόντα, επομένως το ισότοπο του φλεροβίου είναι αβέβαιο.

Το 1999, η ομάδα χρησιμοποίησε έναν στόχο πλουτωνίου-242 αντί για έναν στόχο πλουτωνίου-244. Αυτή η αντίδραση έδωσε δύο άτομα φλεροβίου, τα οποία ταυτοποιήθηκαν ως φλερόβιο-287. Αυτό το πείραμα επαλήθευσε την ανακάλυψη του νέου στοιχείου, αλλά η επανάληψη του πειράματος φάνηκε να παράγει διαφορετικά προϊόντα αποσύνθεσης.

Η ανακάλυψη του στοιχείου δεν έγινε επίσημα αποδεκτή μέχρι τον Μάιο του 2009, όταν η Κοινή Ομάδα Εργασίας (JWP) της IUPAC αναγνώρισε την ανακάλυψη του κοπερνίου. Το σχήμα διάσπασης για την παραγωγή του κοπερνίου βασίστηκε σε ένα ισότοπο φλεροβίου, υποστηρίζοντας έτσι την ανακάλυψη όχι ενός, αλλά δύο νέων στοιχείων. Αφού εξέτασε όλα τα δεδομένα, η IUPAC ανέθεσε την ανακάλυψη του στοιχείου 114 στη ρωσική ομάδα, η οποία εργαζόταν με επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Ονομασία στοιχείων

Πριν πάρει ένα επίσημο όνομα, το flerovium ονομαζόταν στοιχείο 114, eka-lead ή ununquadium. Η ομάδα της Dubna επέλεξε το όνομα στοιχείου flerovium με σύμβολο στοιχείου Fl. Επισήμως, το στοιχείο πήρε το όνομά του από το Εργαστήριο Πυρηνικών Αντιδράσεων Flerov του Κοινού Ινστιτούτου Πυρηνικής Έρευνας στη Ντούμπνα της Ρωσίας. Το εργαστήριο, με τη σειρά του, πήρε το όνομά του από τον Σοβιετικό φυσικό Georgy Flyorov (Flerov). Ο Flyorov ήταν συν-ανακαλύφτης της αυθόρμητης σχάσης και βασικό πρόσωπο στο πυρηνικό πρόγραμμα της ΕΣΣΔ. Το στοιχείο 114 ονομάστηκε επίσημα flerovium στις 30 Μαΐου 2012.

Ισότοπα

Τα κύρια ισότοπα φλεροβίου και οι χρόνοι ημιζωής τους είναι Fl-284 (2,5 ms), Fl-285 (0,10 s), Fl-286 (0,12 s), Fl-287 (0,48 s), Fl-288 (0,66 s), και Fl-289 (1,9 s). Το ισότοπο flerovium-290 έχει προβλεπόμενο χρόνο ημιζωής περίπου 19 δευτερόλεπτα, που είναι απίστευτα μεγάλος χρόνος για έναν τόσο βαρύ πυρήνα. Η υψηλότερη σταθερότητα θα πρέπει να προκύπτει από τον «διπλά μαγικό» αριθμό πρωτονίων και νετρονίων στον πυρήνα Fl-290. Εάν το Fl-290 αποδειχθεί ότι έχει τον αναμενόμενο χρόνο ημιζωής, μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν και να συνθέσουν βαρύτερα στοιχεία στο «νησί της σταθερότητας» με ατομικούς αριθμούς που υπερβαίνουν το 118.

Χρησιμοποιήσεις

Το Flerovium χρησιμοποιείται για την έρευνα των ιδιοτήτων των υπερβαρέων στοιχείων. Είναι κατάλληλο για την εργασία, καθώς ορισμένα ισότοπα διασπώνται πιο αργά από άλλα στοιχεία κοντά του στον περιοδικό πίνακα.

Βιολογικός ρόλος και τοξικότητα

Το Flerovium δεν εμφανίζεται φυσικά, επομένως δεν έχει βιολογικό ρόλο σε κανέναν οργανισμό. Το στοιχείο 114 δεν αναμένεται να είναι πολύ αντιδραστικό, επομένως μπορεί να μην είναι ιδιαίτερα τοξικό. Ωστόσο, είναι επικίνδυνο επειδή είναι εξαιρετικά ραδιενεργό και δυνητικά αρκετά πτητικό για να εισπνεύσει.

Πηγές Flerovium

Το Flerovium μπορεί να κατασκευαστεί σε πυρηνική ερευνητική εγκατάσταση, είτε απευθείας είτε ως προϊόν διάσπασης ενός στοιχείου με μεγαλύτερο ατομικό αριθμό. Δεν εμφανίζεται φυσικά.

Φυσικά δεδομένα

Επειδή το flerovium έχει μεγαλύτερο χρόνο ημιζωής από τα περισσότερα από τα υπερβαρέα στοιχεία, ορισμένα εμπειρικά δεδομένα σχετικά με το στοιχείο είναι διαθέσιμα. Ωστόσο, οι περισσότερες από τις ιδιότητές του προβλέπονται.

Κατάσταση στο STP: Αέριο (προβλεπόμενο)

Πυκνότητα (υγρό, σε m.p.): 14 g/cm (προβλεπόμενο)

Σημείο βρασμού: ~ 210 K ​(~ −60 °C, ​~ −80 °F) (προβλεπόμενο)

Θερμότητα εξάτμισης: 38 kJ/mol (προβλεπόμενο)

Ατομικά δεδομένα

Ατομική ακτίνα: 180 μ.μ.

Ομοιοπολική ακτίνα: 171–177 μ.μ. (προβλεπόμενη)

1η Ενέργεια Ιονισμού: 832,2 kJ/mol

2η Ενέργεια Ιονισμού: 1600 kJ/mol

3η Ενέργεια Ιονισμού: 3370 kJ/mol

Κατάσταση οξείδωσης: (0), (+1), (+2 ), (+4), (+6) (προβλεπόμενο)

Κρυσταλλική δομή: προσωποκεντρικό κυβικό (fcc) (προβλεπόμενο)

Ενδιαφέροντα στοιχεία για το Flerovium

• Το στοιχείο στον περιοδικό πίνακα που μοιάζει περισσότερο με το φλερόβιο είναι πιθανώς ο μόλυβδος, που είναι το ομόλογό του (στοιχείο στην ίδια ομάδα ή στήλη). Η προβλεπόμενη κατάσταση οξείδωσης +2 του φλεροβίου βασίζεται σε αυτή την ομοιότητα με τον μόλυβδο. Ωστόσο, πολλές από τις ιδιότητες του φλεροβίου μπορεί να είναι τόσο διαφορετικές από άλλα μέλη της ομάδας άνθρακα που οι επιστήμονες μπορεί να βάλουν το φλερόβιο και το νιχόνιο στη δική τους ειδική υποπερίοδο.
• Το φλερόβιο είναι το λιγότερο αντιδραστικό στοιχείο στην ομάδα του, αλλά θα πρέπει να σχηματίζει εύκολα ενώσεις.
• Πρώιμα πειράματα έδειξαν ότι το flerovium μπορεί να συμπεριφέρεται κάπως σαν ευγενές αέριο, αλλά πιο πρόσφατα δεδομένα δείχνουν ότι είναι ένα πτητικό μέταλλο. Μπορεί να είναι το πρώτο μέταλλο στον περιοδικό πίνακα που είναι αέριο σε τυπικές συνθήκες (ανάλογα με τον τρόπο ταξινόμησης του υδρογόνου).

Αναφορές

• Emsley, John (2011). Τα δομικά στοιχεία της φύσης:Οδηγός Α-Ζ για τα στοιχεία (Νέα έκδοση). Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη:Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
• Ogannessian, Yu. Τσ.; et al. (1999). «Σύνθεση Υπερβαρέων Πυρήνων στην Αντίδραση Ca + Pu». Επιστολές φυσικής ανασκόπησης . 83 (16):3154. doi:10.1103/PhysRevLett.83.3154
• Pershina, Valeria. «Θεωρητική Χημεία των Βαρύτερων Στοιχείων». Στο Schädel, Matthias. Shaughnessy, Dawn (επιμ.). Η Χημεία των Υπερβαρέων Στοιχείων (2η έκδ.). Springer Science &Business Media. ISBN 9783642374661.
• Schwerdtfeger, Peter; Seth, Michael (2002). «Σχετικιστική Κβαντική Χημεία των Υπερβαρέων Στοιχείων. Closed-Shell Element 114 ως Case Study». Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences . 3 (1):133–136. doi:10.14494/jnrs2000.3.133