Флеровијум

Флеровијум (), раније унунквадијум (), супертешки је вештачки радиоактивни хемијски елемент, постпрелазни метал са атомским бројем 114. Не јавља се у природи. То је екстремно радиоактивни синтетички елемент. Добио је име по Флеровој лабораторији за нуклеарне реакције која се налази у руском граду Дубна, у склопу Здруженог института за нуклеарна истраживања, где овај елемент и откривен 1998. године. Посредно, елемент и лабораторија вуку назив у част руског физичара Георгија Флерова. Назив елемента 114 званично је усвојила Међународна унија за чисту и примијењену хемију 30. маја 2012. године.

Флеровијум

Општа својства
Име, симбол	флеровијум,
У периодноме систему
Водоник Хелијум Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон ↑ ↓ () нихонијум ← флеровијум → московијум ‍
Атомски број (Z)	114
Група, периода	група 14 (угљеникова група), периода 7
Блок	p-блок
Категорија	непознато
Рел. ат. маса (Ar)	289,19042[1]
Масени број	289 (најстабилнији изотоп)
Ел. конфигурација
по љускама	2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 (предвиђено)
Физичка својства
Агрегатно стање	гас (предвиђено)[2]
Тачка кључања	~ 210 K ​(~ −60 °‍C, ​~ −80 °F) [3][4]
Густина течно ст., на т.т.	14 g/cm3 (предвиђено)[5]
Топлота испаравања	38 kJ/mol (предвиђено)[5]
Атомска својства
Енергије јонизације	1: 832,2 kJ/mol (предвиђено)[6] 2: 1600 kJ/mol (предвиђено)[5] 3: 3370 kJ/mol (предвиђено)[5] (остале)
Атомски радијус	180 pm (предвиђено)[2][5]
Ковалентни радијус	171–177 pm (екстраполирано)[7]
Остало
Кристална структура	​постраничноцентр. кубична (FCC) (предвиђено)[8]
CAS број	54085-16-4
Историја
Именовање	по Флеровљевој лабораторији за нуклеарне реакције (која је добила име по Георгију Флерову)[9]
Откриће	Заједнички институт за нуклеарна истраживања () и Национална лабораторија Лоренс Ливермор () (1999)
Главни изотопи
изотоп расп. пж. (1/2) ТР ПР 284[10][11] 2,5  СФ 285[12] 0,10  α 281 286 0,12  40% α 282 60% СФ 287[13] 0,48  α 283 EC? 287 288 0,66  α 284 289 1,9  α 285 290[14][15] 19 ? ЕЦ 290 α 286
референце • Википодаци

Нуклеарна реакција

У периодном систему елемената, налази се међу трансактинидним елементима у -блоку. Члан је 7. периоде и најтежи је познати члан групе угљеника, такође је и најтежи елемент чија хемија је бар донекле истражена. Прве хемијске анализе елемента извршене су током 2007. и 2008. а показале су да је флеровијум неочекивано волатилан за елемент из 14. групе;^[16] а неки прелиминарни резултати показали су да он чак показује неке особине сличне онима код племенитих гасова.^[17] Недавни резултати показали су да је реакција флеровијума са златом доста слична реакцији коперницијума са златом, показујући да је он изузетно волатилан елемент који би чак могао бити и гас при стандардним условима температуре и притиска, као и да би могао имати металне особине које су у складу са трендом да се може сматрати тежим хомологом олова, те да би могао бити најмање реактиван метал из 14. групе. До данас још није дефинитивно доказано да ли се овај елемент понаша као метал или као племенити гас.

До данас је произведено око 90 атома флеровијума, од чега је 58 атома синтетисано директно, а остали су настали током ланца радиоактивног распада неких тежих елемената. Сви до сад добијени атоми флеровијума имали су масене бројеве у распону од 284 до 290. Најтежи познати изотоп је флеровијум-289, чије време полураспада износи око 2,6 секунде, мада је могуће да би, до сад непотврђени, изотоп флеровијум-290 са једним вишком неутрона могао имати чак и дуже време полураспада од око 19 секунди. Ако се тај изотоп докаже, то би био један од најдуже живућих изотопа од супертешких елемената, који се налазе на самом дну периодног система. Предвиђа се да би флеровијум могао бити у непосредној близини теоретског „острва стабилности”, а очекује се да би тежи изотопи флеровијума, нарочито изотоп са могућим двоструким магичним бројем, флеровијум-298, могао имати чак и дуже време полураспада.

Историја

Флеровијум су први пут синтетисали руски научници, највероватније 1999. године у Здруженом институту за нуклеарна истраживања у близини руског града Дубна, у сарадњи са америчким научницима из Националне лабораторије Ловренс Ливермор. Откриће новог елемента потврдио је у јуну 2011, када је овај елемент и званично уврштен у периодни систем елемената.^[18][19] Дана 1. децембра 2011. предложено је име флеровијум за нови елемент, што је званично прихватио 30. маја 2012. године.^[20] До тог дана овај елемент се звао унунквадијум (хемијски симбол ). Ново име дано је у част руског физичара Георгија Николајевича Флерова.

Особине

Најстабилнији до данас познати изотоп флеровијума јесте ²⁸⁵, са временом полураспада од око 5 секунди, што је релативно дуговечно у поређењу са суседним елементима из периодног система. Узрок томе је да се код атомског броја 114 ради о такозваном магичном броју. Из разлога затворених подљуски по моделу језгрених љуски, језгра са 114 протона су релативно стабилна. За, до данас још несинтетизирани, изотоп ²⁹⁸ очекује се да би могао имати језгро са двоструким магичним бројем, тј. такође би и број неутрона био магични. Због тога се очекује да би време полураспада овог изотопа било још дуже него код ²⁸⁵.

Експериментална хемија

Према подацима из априла 2018, флеровијум је најтежи елемент чије су хемијске особине донекле експериментално испитиване, мада та хемијска истраживања нису довела до потпуних и недвосмислених резултата. Два експеримента изведена су током априла и маја 2007. године заједничком сарадњом Флоровљеве лабораторије за нуклеарне реакције и Института Пол Шерер, чији циљ је било проучавање хемије елемента коперницијума. Први експеримент је била реакција ²⁴²(⁴⁸)²⁸⁷ док је други била реакција : овим реакцијама добијени су краткоживећи изотопи флеровијума, чије „ћерке” изотопи коперницијума су проучавани.^[21] Адсорпцијске особине добијених атома на површини злата упоређене су са атомима радона, јер се очекивало да ће електронска конфигурација потпуних љуски коперницијума могла показивати одређене особине племенитих гасова.^[21] Племенити гасови имају врло слабу интеракцију са металним површинама, што није карактеристично за метале.^[21]

Током првог експеримента дошло је до детекције три атома ²⁸³ али је такође вероватно опажен и један атом ²⁸⁷. Овај резултат био је прилично изненађујући, јер је време транспорта произведених атома износило око две секунде, те се сматрало да ће се синтетисани атоми флеровијума распасти до коперницијума пре адсорпције. Током друге реакције, опажена су два атома ²⁸⁸ и вероватно један атом ²⁸⁹. Два од три атома показивали су адсорпцијске особине које су повезане са волатилним елементом сличног племенитим гасовима, што се у неким претходним радовима разматрало као могућност али се није предвиђало према новијим израчунима. Овим експериментима добијени су независни докази за открића елемената коперницијума, флеровијума и ливерморијума поређењем са раније објављеним подацима о њиховом распаду. Даљњи експерименти у 2008. потврдили су овај врло важан резултат детектирајући један атом изотопа ²⁸⁹, те пружио доказ за претходно добијене податке о томе да флеровијум показује интеракцију са златом карактеристичну за племените гасове.^[21]

Референце

1. Meija, J.; . (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305.
2. Haire, R. G. (2006). „Transactinides and the future elements”. Ур.: Morss, L. R.; Edelstein, N. M.; Fuger, J. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3 изд.). Springer. ISBN 978-1-4020-3555-5.
3. Oganessian, Yu. Ts. (27. 1. 2017). „Discovering Superheavy Elements”. Oak Ridge National Laboratory. Приступљено 21. 4. 2017.CS1 одржавање: Формат датума (веза)
4. Seaborg, G. T. „Transuranium element”. Encyclopædia Britannica. Приступљено 2010-03-16.
5. Fricke, Burkhard (1975). „Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties”. Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry. Structure and Bonding. 21: 89—144. ISBN 978-3-540-07109-9. doi:10.1007/BFb0116498. Приступљено 4. 10. 2013.CS1 одржавање: Формат датума (веза)
6. Pershina, Valeria. „Theoretical Chemistry of the Heaviest Elements”. Ур.: Schädel, Matthias; Shaughnessy, Dawn. The Chemistry of Superheavy Elements (2nd изд.). Springer Science & Business Media. стр. 154. ISBN 9783642374661.
7. Bonchev, Danail; Kamenska, Verginia (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.
8. Maiz Hadj Ahmed, H.; Zaoui, A.; Ferhat, M. (2017). „Revisiting the ground state phase stability of super-heavy element Flerovium”. Cogent Physics. 4 (1). doi:10.1080/23311940.2017.1380454. Приступљено 26. 11. 2018.CS1 одржавање: Формат датума (веза)
9. „Element 114 is Named Flerovium and Element 116 is Named Livermorium” (Саопштење). IUPAC. 30. 5. 2012. Архивирано из оригинала 02. 06. 2012. г. Приступљено 31. 01. 2021.CS1 одржавање: Формат датума (веза)
10. Utyonkov, V.K. et al. (2015) Synthesis of superheavy nuclei at limits of stability: ^239,240Pu + ⁴⁸Ca and ^249–251Cf + ⁴⁸Ca reactions. Super Heavy Nuclei International Symposium, Texas A & M University, College Station TX, USA, March 31 – April 02, 2015
11. Utyonkov, V. K.; Brewer, N. T.; Oganessian, Yu. Ts.; Rykaczewski, K. P.; Abdullin, F. Sh.; Dmitriev, S. N.; Grzywacz, R. K.; Itkis, M. G.; Miernik, K.; Polyakov, A. N.; Roberto, J. B.; Sagaidak, R. N.; Shirokovsky, I. V.; Shumeiko, M. V.; Tsyganov, Yu. S.; Voinov, A. A.; Subbotin, V. G.; Sukhov, A. M.; Sabel'nikov, A. V.; Vostokin, G. K.; Hamilton, J. H.; Stoyer, M. A.; Strauss, S. Y. (15. 9. 2015). „Experiments on the synthesis of superheavy nuclei ²⁸⁴Fl and ²⁸⁵Fl in the ^239,240Pu + ⁴⁸Ca reactions”. Physical Review C. 92 (3): 034609—1—034609—10. Bibcode:2015PhRvC..92c4609U. doi:10.1103/PhysRevC.92.034609.CS1 одржавање: Формат датума (веза)
12. Utyonkov, V. K.; Brewer, N. T.; Oganessian, Yu. Ts.; Rykaczewski, K. P.; Abdullin, F. Sh.; Dimitriev, S. N.; Grzywacz, R. K.; Itkis, M. G.; Miernik, K.; Polyakov, A. N.; Roberto, J. B.; Sagaidak, R. N.; Shirokovsky, I. V.; Shumeiko, M. V.; Tsyganov, Yu. S.; Voinov, A. A.; Subbotin, V. G.; Sukhov, A. M.; Karpov, A. V.; Popeko, A. G.; Sabel'nikov, A. V.; Svirikhin, A. I.; Vostokin, G. K.; Hamilton, J. H.; Kovrinzhykh, N. D.; Schlattauer, L.; Stoyer, M. A.; Gan, Z.; Huang, W. X.; Ma, L. (30. 1. 2018). „Neutron-deficient superheavy nuclei obtained in the ²⁴⁰Pu+⁴⁸Ca reaction”. Physical Review C. 97 (1): 014320—1—014320—10. Bibcode:2018PhRvC..97a4320U. doi:10.1103/PhysRevC.97.014320.CS1 одржавање: Формат датума (веза)
13. Hofmann, S.; Heinz, S.; Mann, R.; Maurer, J.; Münzenberg, G.; Antalic, S.; Barth, W.; Burkhard, H. G.; Dahl, L.; Eberhardt, K.; Grzywacz, R.; Hamilton, J. H.; Henderson, R. A.; Kenneally, J. M.; Kindler, B.; Kojouharov, I.; Lang, R.; Lommel, B.; Miernik, K.; Miller, D.; Moody, K. J.; Morita, K.; Nishio, K.; Popeko, A. G.; Roberto, J. B.; Runke, J.; Rykaczewski, K. P.; Saro, S.; Schneidenberger, C.; Schött, H. J.; Shaughnessy, D. A.; Stoyer, M. A.; Thörle-Pospiech, P.; Tinschert, K.; Trautmann, N.; Uusitalo, J.; Yeremin, A. V. (2016). „Remarks on the Fission Barriers of SHN and Search for Element 120”. Ур.: Peninozhkevich, Yu. E.; Sobolev, Yu. G. Exotic Nuclei: EXON-2016 Proceedings of the International Symposium on Exotic Nuclei. Exotic Nuclei. стр. 155—164. ISBN 9789813226555.
14. Hofmann, S.; Heinz, S.; Mann, R.; Maurer, J.; Münzenberg, G.; Antalic, S.; Barth, W.; Burkhard, H. G.; Dahl, L.; Eberhardt, K.; Grzywacz, R.; Hamilton, J. H.; Henderson, R. A.; Kenneally, J. M.; Kindler, B.; Kojouharov, I.; Lang, R.; Lommel, B.; Miernik, K.; Miller, D.; Moody, K. J.; Morita, K.; Nishio, K.; Popeko, A. G.; Roberto, J. B.; Runke, J.; Rykaczewski, K. P.; Saro, S.; Scheidenberger, C.; Schött, H. J.; Shaughnessy, D. A.; Stoyer, M. A.; Thörle-Popiesch, P.; Tinschert, K.; Trautmann, N.; Uusitalo, J.; Yeremin, A. V. (2016). „Review of even element super-heavy nuclei and search for element 120”. The European Physics Journal A. 2016 (52): 180. Bibcode:2016EPJA...52..180H. doi:10.1140/epja/i2016-16180-4.
15. Kaji, Daiya; Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; Haba, Hiromitsu; Asai, Masato; Fujita, Kunihiro; Gan, Zaiguo; Geissel, Hans; Hasebe, Hiroo; Hofmann, Sigurd; Huang, MingHui; Komori, Yukiko; Ma, Long; Maurer, Joachim; Murakami, Masashi; Takeyama, Mirei; Tokanai, Fuyuki; Tanaka, Taiki; Wakabayashi, Yasuo; Yamaguchi, Takayuki; Yamaki, Sayaka; Yoshida, Atsushi (2017). „Study of the Reaction ⁴⁸Ca + ²⁴⁸Cm → ²⁹⁶Lv* at RIKEN-GARIS”. Journal of the Physical Society of Japan. 86 (3): 034201—1—7. Bibcode:2017JPSJ...86c4201K. doi:10.7566/JPSJ.86.034201.
16. Eichler R.; . (2010). „Indication for a volatile element 114”. Radiochimica Acta. 98 (3): 133—139. doi:10.1524/ract.2010.1705.
17. Gäggeler H. W. (2007-11-05). „Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements” (PDF). Paul Scherrer Institute. Архивирано из оригинала (PDF) 20. 5. 2012. г. Приступљено 10. 8. 2013.
18. Robert C. Barber; . (2011). „Discovery of the elements with atomic numbers greater than or equal to 113 (IUPAC Technical Report)”. Pure Appl. Chem. 83 (7): 1485—1498. doi:10.1351/PAC-REP-10-05-01. Архивирано из оригинала 23. 12. 2015. г. Приступљено 31. 01. 2021.
19. Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
20. iupac.org: „Element 114 is Named Flerovium and Element 116 is Named Livermorium“ Архивирано на сајту (2. јун 2012) (30. maj 2012; pristupljeno 31. maja 2012)
21. „Flerov Laboratory of Nuclear Reactions” (PDF). 2009. стр. 86—96. Приступљено 1. 6. 2012.

Литература

• Schwerdtfeger, Peter; Seth, Michael (2002). „Relativistic Quantum Chemistry of the Superheavy Elements. Closed-Shell Element 114 as a Case Study” (PDF). Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences. 3 (1): 133–136. doi:10.14494/jnrs2000.3.133.
• Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; . (2017). „The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties”. Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
• Beiser, A. (2003). Concepts of modern physics (6th изд.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC 48965418.
• Hoffman, D. C.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. T. (2000). The Transuranium People: The Inside Story. World Scientific. ISBN 978-1-78-326244-1.
• Kragh, H. (2018). From Transuranic to Superheavy Elements: A Story of Dispute and Creation. Springer. ISBN 978-3-319-75813-8.
• Zagrebaev, V.; Karpov, A.; Greiner, W. (2013). „Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years?”. Journal of Physics: Conference Series. 420 (1): 012001. Bibcode:2013JPhCS.420a2001Z. ISSN 1742-6588. S2CID 55434734. arXiv:1207.5700 . doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001.
• Barysz, M.; Ishikawa, Y., ур. (2010). Relativisic Methods for Chemists. Springer. ISBN 978-1-4020-9974-8.
• Thayer, J. S. (2010). „Relativistic Effects and the Chemistry of the Heavier Main Group Elements”. Relativistic Methods for Chemists. Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics. 10. стр. 63—97. ISBN 978-1-4020-9974-8. doi:10.1007/978-1-4020-9975-5_2.
• Stysziński, J. (2010). Why do we need relativistic computational methods?. стр. 99.
• Pershina, V. (2010). Electronic structure and chemistry of the heaviest elements. стр. 450.

Спољашње везе

• Медији везани за чланак Флеровијум на Викимедијиној остави