Мајтнеријум

Мајтнеријум (, лат. ), претходно унниленијум (), вероватно је прелазни метал.^[8][9] Он је екстремно радиоактивни синтетички елемент (елемент који се не налази у природи већ је направљен у лабораторији). Најстабилнији изотоп му је мајтнеријум-278, са временом полураспада од 7,6 секунди. Овај елемент је први пут направљен у Хелмхолц центру за истраживање тешких јона у близини Дармштата, Немачка, 1982. године. Име је добио по аустријско-шведској физичарки Лизи Мајтнер.

Мајтнеријум

Општа својства
Име, симбол	мајтнеријум, Mt
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 ↑ Mt ↓ () хасијум ← мајтнеријум → дармштатијум ‍
Атомски број (Z)	109
Група, периода	група 9, периода 7
Блок	d-блок
Категорија	непознато, иако није експериментално потврђена[1][2]
Рел. ат. маса (Ar)	276,15159[3]
Масени број	278 (најстабилнији изотоп)
Ел. конфигурација
по љускама	2, 8, 18, 32, 32, 15, 2 (предвиђено)
Физичка својства
Агрегатно стање	чврсто (предвиђено)[2]
Густина при с.т.	37,4 g/cm3 (предвиђено)[1]
Атомска својства
Енергије јонизације	1: 800 kJ/mol 2: 1820 kJ/mol 3: 2900 kJ/mol (остале) (све је процењено)[1]
Атомски радијус	128 pm (предвиђено)[1][4]
Ковалентни радијус	129 pm (процењено)[5]
Остало
Кристална структура	​постраничноцентр. кубична (FCC) (предвиђено)[2]
Магнетни распоред	парамагнетичан (предвиђено)[6]
CAS број	54038-01-6
Историја
Именовање	по Лизи Мајтнер
Откриће	Друштво за истраживање тешких јона (1982)
Главни изотопи
изотоп расп. пж. (1/2) ТР ПР 274 0,4  α 270 276 0,6  α 272 278 4  α 274 282t[7] syn 67 ? α 278
референце • Википодаци

Нуклеарна реакција

У периодном систему елемената, мајтнеријум је сврстан у -блок трансактиноидних елемената. Члан је 7. периоде и стављен је у 9. групу елемената, иако нису извршени хемијски експерименти који би доказали да се мајтнеријум понаша као тежи хомолог иридијума који се налази изнад њега у групи 9. Прорачуни показују да би мајтнернијум могао имати сличне особине попут својих лакших хомолога, кобалта, родијума и иридијума.

Историја

Мајтнеријум је добио име по аустријској физичарки Лизи Мајтнер, једној од откривача нуклеарне фисије.

Мајтнеријум су први пут синтетисао 29. аугуста 1982. године немачки истраживачки тим превођен Питером Армбрустером и Готфридом Минценбергом на Институту за истраживање тешких јона () у Дармштату.^[10]

Тим научника је бомбардовао мету сачињену од бизмута-209 са убрзаним језгрима изотопа жељеза-58 те су успели да идентификују један атом изотопа мајтнеријума-266:

+ неутрон

Етимологија

Име елемента 109 било је предмет одређених контроверзи (трансфермијских ратова) који су се у научним круговима јавиле у вези имена елемената од 104 до 109, међутим име за мајтнеријум био је једини предлог те никад није био упитан.^[11][12] Име мајтнеријум () предложено је у част аустријској физичарки Лизи Мајтнер, једној од проналазача протактинијума (заједно са Отом Ханом),^{[13][14][15][16][17]} и једној од откривача нуклеарне фисије.^[18] Године 1994. име је препоручио ,^[11] а званично је усвојено 1997. године.^[11] Ово је једини елемент који је добио име по немитолошкој жени (киријум је добио име по супружницима Кири).^[19]

Особине

Хемијске

Мајтнеријум је седми члан 6 серије прелазних метала. Пошто се показало да елемент 112 (коперницијум) показује особине прелазних метала, очекују се да би сви елементи од 104 (радерфордијум) до 112 могли фомирати четврту серију прелазних метала, са мајтнеријумом као делом платинске групе метала.^[16] Прорачуни његовог потенцијала јонизације те атомских и јонских радијуса показују да су слични онима од његовог лакшег хомолога иридијума, што имплицира да основне особине мајтнерија одговарају онима других елемената из 9. групе: кобалта, родијума и иридијума.^[1]

Претпоставке могућих хемијских особина мајтнеријума још увек нису привукле пажњу. Очекује се да би мајнтеријум могао бити и племенити метал. На основу најстабилнијег оксидацијског стања лакших елемената 9. групе, предвиђа се да би најстабилнија оксидациона стања мајтнеријума могла бити +6, +3 и +1, међу којима би стање +3 могло бити најстабилније у воденим растворима. Поређења ради, родијум и иридијум исказују највише оксидационо стање +6, док су најстабилнија стања +4 и +3 за иридијум и +3 за родијум.^[1] Група 9. хемијских елемената је прва група прелазних метала која исказује нижа оксидациона стања од броја групе, мада стање +9 није познато ни за један познати елемент. Оксидационо стање +9 би се могло јавити код мајтнеријум нонафлуориду (₉) и катјону [₄]⁺, мада се очекује да је [₄]⁺ стабилнији.^[20] За тетрахалиде мајтнеријума се такође предвиђа да би могли имати сличну стабилност као и иридијумови, дакле у стабилном стању +4.^[21] Даље се очекује да би максимална оксидацијска стања елемената од бора (елемент 107) до дармштатијума (елемент 110) могла бити стабилна у гасној фази, али не и у воденим растворима.^[1]

Физичке

Очекује се да мајтнеријум буде у чврстом стању под нормалним условима, те се претпоставља да има површинско-центричну кубну кристалну структуру, слично као и његов лакши сродник из групе, иридијум.^[2] Мајтнеријум би могао бити веома тешки метал са густином од око 37,4 ³, што би било друга највећа од свих познатих 118 елемената, мања само од претпостављене густине свог комшије из периодног система, елемента хасијума (41 ³).

У поређењу с тим, најгушћи познати елемент чија је густоћа научно утврђена, осмијум има густину од само 22,61 ³. Густина мајтнеријума је резултат велике атомске тежине његових атома, контракције лантаноида и актиноида и релативистичких ефеката, мада би производња довољних количина мајтнеријума ради мерења ових количина била непрактична, а узорак би се врло брзо распао.^[1] Такође, претпоставља се да би мајтнеријум могао бити парамагнетичан.^[22]

Теоретичари предвиђају да би ковалентни радијус мајтнеријума могао бити од 6 до 10 већи од оног код иридијума.^[23] На пример, дужина везе се очекује да буде око 1,9 Å.^[24] Атомски радијус мајтнеријума се предвиђа да би могао бити око 128 .^[25]

Изотопи

Мајтнеријум нема ни стабилних, ни природних изотопа. У лабораторијама је синтетисано неколико радиоактивних изотопа, било фузијом два атома било распадом изотопа неких тежих елемената. До 2014. откривено је осам различитих изотопа мајтнеријума, са атомским масама од 266, 268, 270 и 274–278, од којих два, ²⁶⁸ и ²⁷⁰, имају позната али непотврђена метастабилна стања. Већина ових изотопа распада се путем алфа распада, мада неки од њих исказују и спонтану фисију.^[26]

Стабилност

Сви изотопи мајтнеријума су екстремно нестабилни и радиоактивни, генерално, тежи изотопи су стабилнијих од лакших. Најстабилнији познати изотоп мајтнеријума, ²⁷⁸, је такође и његов најтежи познати изотоп. Његово време полураспада износи 7,6 секунди. Постоји и метастабилни нуклеарни изомер, , чије време полураспада износи преко једне секунде. Изотопи ²⁷⁶ и ²⁷⁴ имају времена полураспада од 0,72 и 0,44 секунде. Остала четири изотопа имају времена полураспада између 1 и 20 милисекунди.^[26]

За још увек неоткривени изотоп ²⁸¹ предвиђа се да би могао бити најстабилнији у односу на бета-распад;^[27] међутим ниједан до сада познати изотоп мајтнеријума не распада се путем овог распада.^[26] За неке од још непознатих изотопа, као што би могли бити , и ²⁷⁹, претпоставља се да би имали времена полураспада дужа од познатих изотопа.^[26][28] Пре него што су откривени, за изотопе ²⁷⁴ и ²⁷⁷ се такође предвиђало да би могли имати дуга времена полураспада од 20 секунди и 1 минуте, међутим касније је откривено да имају много краћа времена полураспада од само 0,44 секунде и 5 милисекунди.^[26]

Референце

1. Haire Richard G. (2006). „Transactinides and the future elements”. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3 изд.). Dordrecht, Holandija: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1.
2. Östlin, A.; Vitos, L. (2011). „First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals”. Physical Review B. 84 (11). Bibcode:2011PhRvB..84k3104O. doi:10.1103/PhysRevB.84.113104.
3. 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.
4. Fricke, Burkhard (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. Приступљено 4. 10. 2013.CS1 одржавање: Формат датума (веза)
5. Chemical Data. Meitnerium - Mt, Royal Chemical Society
6. Saito, Shiro L. (2009). „Hartree–Fock–Roothaan energies and expectation values for the neutral atoms He to Uuo: The B-spline expansion method”. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 95 (6): 836. Bibcode:2009ADNDT..95..836S. doi:10.1016/j.adt.2009.06.001.
7. 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). Bibcode:2016EPJA...52..180H. doi:10.1140/epja/i2016-16180-4.
8. Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
9. Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga.
10. G. Münzenberg; P. Armbruster; . (1982). „Observation of one correlated α-decay in the reaction ⁵⁸Fe on ²⁰⁹Bi → ²⁶⁷109”. Zeitschrift für Physik A Atoms and Nuclei. 309 (1): 89—90. doi:10.1007/BF01420157.
11. „Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1994)”. Pure and Applied Chemistry. 66 (12): 2419. 1994. doi:10.1351/pac199466122419.
12. Rayner-Canham Geoff; Zheng, Zheng (2007). „Naming elements after scientists: An account of a controversy”. Foundations of Chemistry. 10: 13. doi:10.1007/s10698-007-9042-1.
13. Bentzen SM. (2000). „Lise Meitner and Niels Bohr--a historical note”. Acta Oncol. 39 (8): 1002—3. PMID 11206992.
14. Kyle RA, Shampo MA (22. 5. 1981). „Lise Meitner”. JAMA. 245 (20): 2021. PMID 7014939.
15. Frisch OR (1. 6. 1973). „Distinguished Nuclear Pioneer--1973. Lise Meitner”. J Nucl Med. 14 (6): 365—71. PMID 4573793.
16. Griffith W. P. (2008). „The Periodic Table and the Platinum Group Metals”. Platinum Metals Review. 52 (2): 114. doi:10.1595/147106708X297486.
17. Rife Patricia (2003). „Meitnerium”. Chemical & Engineering News. 81 (36): 186. doi:10.1021/cen-v081n036.p186.
18. Wiesner Emilie; Settle, Frank A. (2001). „Politics, Chemistry, and the Discovery of Nuclear Fission”. Journal of Chemical Education. 78 (7): 889. doi:10.1021/ed078p889.
19. „Royal Society of Chemistry – Visual Element Periodic Table”. Приступљено 24. 10. 2017.
20. Himmel, Daniel; Knapp, Carsten; Patzschke, Michael; Riedel, Sebastian (2010). „How Far Can We Go? Quantum-Chemical Investigations of Oxidation State +IX”. ChemPhysChem. 11 (4): 865—9. PMID 20127784. doi:10.1002/cphc.200900910.
21. Ionova, G. V.; Ionova, I. S.; Mikhalko, V. K.; Gerasimova, G. A.; Kostrubov, Yu. N.; Suraeva, N. I. (2004). „Halides of Tetravalent Transactinides (Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, 110th Element): Physicochemical Properties”. Russian Journal of Coordination Chemistry. 30 (5): 352. doi:10.1023/B:RUCO.0000026006.39497.82.
22. Saito Shiro L. (2009). „Hartree–Fock–Roothaan energies and expectation values for the neutral atoms He to Uuo: The B-spline expansion method”. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 95 (6): 836. doi:10.1016/j.adt.2009.06.001.
23. Pyykkö Pekka; Atsumi, Michiko (2009). „Molecular Double-Bond Covalent Radii for Elements Li—E112”. Chemistry – A European Journal. 15 (46): 12770. doi:10.1002/chem.200901472.
24. Van Lenthe E.; Baerends, E. J. (2003). „Optimized Slater-type basis sets for the elements 1–118”. Journal of Computational Chemistry. 24 (9): 1142—56. PMID 12759913. doi:10.1002/jcc.10255.
25. Fricke, Burkhard (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.
26. Sonzogni, Alejandro. „Interactive Chart of Nuclides”. Brookhaven National Laboratory. Архивирано из оригинала 07. 03. 2018. г. Приступљено 6. 6. 2008.
27. Nie G. K. (2005). „Charge radii of β-stable nuclei”. Modern Physics Letters A. 21 (24): 1889. doi:10.1142/S0217732306020226.
28. Gray, Theodore (2002—2010). „The Photographic Periodic Table of the Elements”. Приступљено 16. 11. 2012.

Литература

• 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. arXiv:1207.5700 . doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001.

Спољашње везе