Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Сиборгий - синтетический химический элемент с символом Sg и атомным номером 106. Он назван в честь американского химика-ядерщика Гленна Т. Сиборга . Как синтетический элемент он может быть создан в лаборатории, но не встречается в природе. Он также радиоактивен ; самый стабильный известный изотоп , 269 Sg, имеет период полураспада примерно 14 минут. [5]

В периодической таблице элементов это трансактинидный элемент d-блока . Он принадлежит к 7-му периоду и относится к элементам 6-й группы как четвертый член 6-го ряда переходных металлов . Химии эксперименты подтвердили , что сиборгия ведет себя как более тяжелый гомолог для вольфрама в группе 6. Химические свойства сиборгии характеризуются лишь частично, но они хорошо сопоставимы с химией других элементов группы 6.

В 1974 году несколько атомов сиборгия были произведены в лабораториях Советского Союза и США. Приоритет открытия и, следовательно, названия элемента оспаривался советскими и американскими учеными, и только в 1997 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) установил сиборгий в качестве официального названия элемента. Это один из двух элементов, названных в честь живого человека на момент присвоения имени, другой - оганессон , элемент 118.

Введение [ править ]

Графическое изображение реакции ядерного синтеза . Два ядра сливаются в одно, испуская нейтрон . Реакции, в результате которых к этому моменту были созданы новые элементы, были похожими, с той единственной возможной разницей, что иногда выделялось несколько единичных нейтронов или ни одного.

Самые тяжелые атомные ядра [a] образуются в ядерных реакциях, которые объединяют два других ядра разного размера [b] в одно; грубо говоря, чем более неравны два ядра по массе, тем больше вероятность их реакции. [12] Материал, состоящий из более тяжелых ядер, превращается в мишень, которая затем бомбардируется пучком более легких ядер. Два ядра могут слиться в одно, только если они достаточно близко подходят друг к другу; Обычно ядра (все положительно заряженные) отталкиваются друг от друга из-за электростатического отталкивания . Сильное взаимодействиеможет преодолеть это отталкивание, но только на очень коротком расстоянии от ядра; Таким образом, ядра пучка сильно ускоряются , чтобы сделать такое отталкивание незначительным по сравнению со скоростью ядра пучка. [13] сближаясь сама по себе не достаточно для двух ядер к предохранителя: когда два ядра приближаются друг к другу, они обычно остаются вместе в течение приблизительно 10 -20  секунд , а затем разделить пути (не обязательно в одной и той же композиции , как и до реакции) , а не образуют единое ядро. [13] [14] Если синтез действительно происходит, временное слияние, называемое составным ядром , представляет собой возбужденное состояние.. Чтобы потерять энергию возбуждения и достичь более стабильного состояния, составное ядро ​​либо делится, либо выбрасывает один или несколько нейтронов , [c] которые уносят энергию. Это происходит примерно через 10 -16  секунд после первоначального столкновения. [15] [d]

Луч проходит через цель и достигает следующей камеры - сепаратора; если новое ядро ​​произведено, оно переносится этим лучом. [18] В сепараторе вновь образованное ядро ​​отделяется от других нуклидов (от исходного пучка и любых других продуктов реакции) [e] и передается на детектор с поверхностным барьером , который останавливает ядро. Отмечается точное место предстоящего удара о детектор; также отмечена его энергия и время прибытия. [18] Передача занимает около 10 -6  секунд; Чтобы ядро ​​было обнаружено, оно должно выжить так долго. [21] Ядро записывается снова после регистрации его распада и определения местоположения, энергии, и время затухания. [18]

Устойчивость ядра обеспечивается сильным взаимодействием. Однако его диапазон очень мал; по мере того, как ядра становятся больше, его влияние на самые удаленные нуклоны ( протоны и нейтроны) ослабевает. В то же время ядро ​​разрывается электростатическим отталкиванием между протонами, так как оно имеет неограниченный радиус действия. [22] Ядра самых тяжелых элементов, таким образом, теоретически предсказаны [23] и до сих пор наблюдались [24], в основном распадаются через моды распада, которые вызваны таким отталкиванием: альфа-распад и спонтанное деление ; [f] эти режимы преобладают для ядер сверхтяжелых элементов.. Альфа-распад регистрируется испускаемыми альфа-частицами , и продукты распада легко определить до фактического распада; если в результате такого распада или серии последовательных распадов образуется известное ядро, исходный продукт реакции можно определить арифметически. [g] Самопроизвольное деление, однако, приводит к образованию различных ядер как продуктов, поэтому исходный нуклид не может быть определен по его дочерним элементам. [час]

Таким образом, информация, доступная физикам, стремящимся синтезировать один из самых тяжелых элементов, - это информация, собираемая детекторами: местоположение, энергия и время прибытия частицы к детектору, а также данные о ее распаде. Физики анализируют эти данные и пытаются сделать вывод, что это действительно было вызвано новым элементом и не могло быть вызвано другим нуклидом, чем заявленный. Часто предоставленных данных недостаточно для вывода о том, что новый элемент определенно был создан, и нет другого объяснения наблюдаемых эффектов; были допущены ошибки в интерпретации данных. [я]

История [ править ]

После заявлений о наблюдении элементов 104 и 105 в 1970 году Альбертом Гиорсо и др. в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса был проведен поиск элемента 106 с использованием снарядов с кислородом-18 и ранее использовавшейся мишени из калифорния-249. [36] Сообщалось о нескольких альфа-распадах с энергией 9,1 МэВ, и теперь считается, что они происходят от элемента 106, хотя в то время это не было подтверждено. В 1972 году ускоритель HILAC был модернизирован, что не позволило команде повторить эксперимент, а анализ данных не проводился во время останова. [36]Эту реакцию повторили несколько лет спустя, в 1974 году, и команда Беркли к удивлению Гиорсо поняла, что их новые данные согласуются с данными 1971 года. Следовательно, элемент 106 действительно мог быть обнаружен в 1971 году, если исходные данные были проанализированы более тщательно. [36]

Две группы заявили об открытии элемента . Однозначные доказательства наличия элемента 106 были впервые представлены в 1974 году российской исследовательской группой в Дубне под руководством Юрия Оганесяна , в ходе которой цели из свинца-208 и свинца-207 были бомбардируются ускоренными ионами хрома-54 . В общей сложности наблюдалось 51 событие спонтанного деления с периодом полураспада от четырех до десяти миллисекунд . После исключения реакций передачи нуклонаВ качестве причины для этих действий команда пришла к выводу, что наиболее вероятной причиной активности было спонтанное деление изотопов элемента 106. Первоначально предполагалось, что рассматриваемый изотоп является сиборгием-259, но позже был исправлен на сиборгий-260. [37]

208 82Pb + 54 24Cr260 106Sg + 2 п
207 82Pb + 54
24
Cr
260
106
Sg
+
п

Несколькими месяцами позже, в 1974 году, исследователи, включая Гленна Т. Сиборга, Кэрол Алонсо и Альберта Гиорсо из Калифорнийского университета в Беркли , и Э. Кеннета Хьюлета из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, также синтезировали элемент [38] , бомбардируя калифорний. -249 с ионами кислорода-18 , используя оборудование, подобное тому, которое использовалось для синтеза элемента 104 пятью годами ранее, наблюдая по крайней мере семьдесят альфа-распадов , по-видимому, из изотопа сиборгий-263m с периодом полураспада0,9 ± 0,2 секунды. Альфа-дочерний резерфордий-259 и внучка нобелий-255 были синтезированы ранее, и наблюдаемые здесь свойства совпадают с ранее известными, как и интенсивность их производства. Сечение реакции наблюдается, 0,3  нанобарнов , также хорошо согласован с теоретическими прогнозами. Это подтвердило отнесение событий альфа-распада к сиборгию-263m. [37]

249 98Cf + 18 8О263м 106Sg + 4 1 0п → 259 104Rf + α → 255 102Нет + α

Таким образом, спор возник из-за первоначальных конкурирующих заявлений об открытии, хотя, в отличие от случая с синтетическими элементами до элемента 105 , ни одна из команд исследователей не решила объявить предлагаемые названия для новых элементов, тем самым временно предотвратив спор об именах элементов . Однако спор об открытии затянулся до 1992 года, когда была сформирована рабочая группа IUPAC / IUPAP Transfermium (TWG), чтобы положить конец спорам, сделав выводы относительно заявлений об обнаружении элементов с 101 по 112., пришел к выводу, что советский синтез сиборгия-260 был недостаточно убедителен, «поскольку он отсутствует в кривых выхода и результатов углового отбора», тогда как американский синтез сиборгия-263 был убедительным из-за его прочной привязки к известным дочерним ядрам. Таким образом, TWG признала команду Беркли официальными первооткрывателями в своем отчете за 1993 год. [37]

Элемент 106 был назван в честь Гленна Т. Сиборга , пионера в открытии синтетических элементов , под названием сиборгий (Sg).
Престарелый Сиборг указывает на элемент, названный в его честь в периодической таблице

Сиборг ранее предлагал TWG, что, если Беркли будет признан официальным первооткрывателем элементов 104 и 105, они могут предложить название kurchatovium (символ Kt) для элемента 106 в честь дубненской команды, которая предложила это имя для элемента 104 после Игорь Курчатов , бывший руководитель советской программы ядерных исследований . Однако из-за ухудшения отношений между конкурирующими командами после публикации отчета TWG (поскольку команда Беркли категорически не согласилась с выводами TWG, особенно в отношении элемента 104), это предложение было исключено из рассмотрения командой Беркли. [39] После того, как команда Беркли была признана официальными первооткрывателями, она всерьез взялась за название:

... нам дали право на открытие и сопутствующее право назвать новый элемент. Восемь членов группы Гиорсо предложили широкий спектр имен в честь Исаака Ньютона, Томаса Эдисона, Леонардо да Винчи, Фердинанда Магеллана, мифического Улисса, Джорджа Вашингтона и Финляндии, родины члена команды. Долгое время не было ни фокуса, ни лидера.
Однажды Ал [Гиорсо] вошел в мой офис и спросил, что я думаю о названии 106-го элемента «сиборгий». Я был поражен. [40]

-  Гленн Сиборг

Сын Сиборга Эрик запомнил процесс именования следующим образом: [41]

Когда восемь ученых участвовали в открытии, предполагающем так много хороших возможностей, Гиорсо отчаялся достичь консенсуса, пока однажды ночью не проснулся с идеей. Он подходил к членам команды по одному, пока семеро из них не согласились. Затем он сказал своему другу и коллеге с 50-летним стажем: «У нас есть семь голосов за то, чтобы назвать элемент 106 сиборгий. Вы дадите свое согласие?» Отец был ошеломлен и, посоветовавшись с мамой, согласился. [41]

-  Эрик Сиборг

Название сиборгий и символ Sg были объявлены на 207-м национальном собрании Американского химического общества в марте 1994 года Кеннетом Хьюлетом, одним из соавторов. [40] Однако в августе 1994 года ИЮПАК постановил, что элемент не может быть назван в честь живого человека, и Сиборг в то время был еще жив. Таким образом, в сентябре 1994 года ИЮПАК рекомендовал набор названий, в которых названия, предложенные тремя лабораториями (третья - GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research в Дармштадте , Германия ), с конкурирующими заявками на открытие элементов 104-109были перенесены на различные другие элементы, в которых резерфорд (Rf), предложение Беркли для элемента 104, был перенесен на элемент 106, а сиборгий полностью исключен из названия. [39]

Это решение вызвало бурю всемирного протеста против игнорирования права исторического первооткрывателя называть новые элементы и против нового правила обратной силы, запрещающего называть элементы именами живых людей; Американское химическое общество твердо стояло за названием « сиборгий» для элемента 106 вместе со всеми другими американскими и немецкими предложениями по присвоению названий элементам с 104 по 109, одобряя эти названия для своих журналов вопреки ИЮПАК. [39] Сначала ИЮПАК защищал себя, и один из американских членов комитета написал: «Первооткрыватели не имеют права называть элемент. Они имеют право предлагать имя. И, конечно же, мы не сделали этого. нарушать это вообще ". Однако Сиборг ответил:

Это будет первый раз в истории, когда признанным и неоспоримым первооткрывателям элемента отказывают в привилегии дать ему имя. [40]

-  Гленн Сиборг

Поддавшись давлению общественности, ИЮПАК предложил другой компромисс в августе 1995 года, в котором название сиборгий было восстановлено для элемента 106 в обмен на удаление всех, кроме одного, других американских предложений, которые встретили еще худший отклик. Наконец, ИЮПАК отменил эти предыдущие компромиссы и в августе 1997 года сделал окончательную новую рекомендацию, в которой были приняты все предложения США и Германии по элементам с 104 по 109, включая сиборгий для элемента 106, за единственным исключением элемента 105, названного дубний. отметить вклад команды Дубны в экспериментальные процедуры синтеза трансактинидов. В конце концов, этот список был принят Американским химическим обществом, которое написало: [39]

В интересах международной гармонии Комитет неохотно принял название «дубний» для элемента 105 вместо «ханиум» [американское предложение], которое уже давно используется в литературе. Мы рады отметить, что «сиборгий» теперь международно признанное название элемента 106. [39]

-  Американское химическое общество

Сиборг прокомментировал название:

Излишне говорить, что я горжусь тем, что химики США рекомендовали называть элемент 106, помещенный под вольфрам (74), «сиборгием». Я с нетерпением ждал того дня, когда исследователи-химики будут ссылаться на такие соединения, как хлорид морского происхождения, нитрат морского происхождения и, возможно, сиборгат натрия.
Это величайшая честь, которую когда-либо оказывали мне - я думаю, даже лучше, чем получение Нобелевской премии. [j] У будущих студентов-химиков, изучающих периодическую таблицу Менделеева, может появиться причина спросить, почему элемент был назван в честь меня, и таким образом узнать больше о моей работе. [40]

-  Гленн Сиборг

Сиборг умер полтора года спустя, 25 февраля 1999 года, в возрасте 86 лет. [40]

Изотопы [ править ]

Сверхтяжелые элементы, такие как сиборгий, производятся путем бомбардировки более легких элементов в ускорителях частиц, что вызывает реакции синтеза . В то время как большинство изотопов сиборгия можно синтезировать напрямую таким способом, некоторые более тяжелые изотопы наблюдались только как продукты распада элементов с более высокими атомными номерами . [45]

В зависимости от задействованных энергий реакции синтеза, в которых образуются сверхтяжелые элементы, разделяются на «горячие» и «холодные». В реакциях горячего синтеза очень легкие высокоэнергетические снаряды ускоряются в сторону очень тяжелых целей ( актинидов ), в результате чего возникают составные ядра с высокой энергией возбуждения (~ 40–50  МэВ ), которые могут либо делиться, либо испаряться несколько (3-5) нейтроны. [45] В реакциях холодного синтеза образовавшиеся конденсированные ядра имеют относительно низкую энергию возбуждения (~ 10–20 МэВ), что снижает вероятность того, что эти продукты будут подвергаться реакциям деления. Когда слитые ядра охлаждаются до основного состояния , им требуется испускание только одного или двух нейтронов, что позволяет производить больше продуктов с высоким содержанием нейтронов.[46] Последняя концепция отличается от концепции, в которой ядерный синтез, как утверждалось, достигается при условиях комнатной температуры (см. Холодный синтез ). [47]

Сиборгий не содержит стабильных или встречающихся в природе изотопов. Несколько радиоактивных изотопов были синтезированы в лаборатории либо путем слияния двух атомов, либо путем наблюдения за распадом более тяжелых элементов. Сообщалось о двенадцати различных изотопах сиборгия с атомными массами 258–267, 269 и 271, три из которых, сиборгий-261, 263 и 265, имеют метастабильные состояния . Все они распадаются только через альфа-распад и спонтанное деление, за единственным исключением сиборгия-261, который также может подвергаться захвату электронов в дубний-261. [43]

Существует тенденция к увеличению периода полураспада более тяжелых изотопов; таким образом, три самых тяжелых известных изотопа, 267 Sg, 269 Sg и 271 Sg, также являются самыми долгоживущими, их период полураспада измеряется минутами. У некоторых других изотопов в этой области прогнозируется сопоставимый или даже более длительный период полураспада. Кроме того, 263 Sg, 265 Sg и 265m Sg имеют период полураспада, измеряемый в секундах. Все оставшиеся изотопы имеют период полураспада, измеряемый в миллисекундах, за исключением самого короткоживущего изотопа, 261m Sg, с периодом полураспада всего 92 микросекунды. [43]

Богатые протонами изотопы от 258 до 261 Sg были получены непосредственно методом холодного синтеза; все более тяжелые изотопы были произведены в результате повторного альфа-распада более тяжелых элементов хассия , дармштадция и флеровия , за исключением изотопов 263m Sg, 264 Sg, 265 Sg и 265m Sg, которые были получены непосредственно горячим синтезом путем облучения актинидные мишени. Двенадцать изотопов сиборгия имеют период полураспада от 92 микросекунд для 261 м Sg до 14 минут для 269 Sg. [5] [43]

Свойства [ править ]

Очень мало свойств сиборгия или его соединений было измерено; это связано с его чрезвычайно ограниченным и дорогим производством [12] и тем фактом, что сиборгий (и его родители) очень быстро разлагаются. Было измерено несколько особых свойств, связанных с химией, но свойства металла сиборгия остаются неизвестными, и доступны только прогнозы.

Физический [ править ]

Ожидается, что сиборгий будет твердым телом при нормальных условиях и примет объемно-центрированную кубическую кристаллическую структуру, подобную его более легкому родственному вольфраму. [2] Это должен быть очень тяжелый металл с плотностью около 35,0 г / см 3 , что будет четвертым по величине среди всех 118 известных элементов, ниже только бория (37,1 г / см 3 ), мейтнерия ( 37,4 г / см 3 ) и хассий (41 г / см 3 ), три следующих элемента в периодической таблице. [1] Для сравнения, самый плотный из известных элементов, плотность которого была измерена, осмий, имеет плотность всего 22,61 г / см 3 . Это является результатом высокого атомного веса сиборгия, сокращений лантаноидов и актинидов и релятивистских эффектов , хотя производство достаточного количества сиборгия для измерения этого количества было бы непрактичным, и образец быстро распадался бы. [1]

Химическая [ править ]

Сиборгий - четвертый член группы переходных металлов 6d и самый тяжелый член группы 6 в периодической таблице, ниже хрома , молибдена и вольфрама . Все члены группы образуют разнообразные оксоанионы. Они легко отображают степень своего группового окисления +6, хотя в случае хрома это сильно окисляет, и это состояние становится все более и более устойчивым к восстановлению по мере перехода группы: действительно, вольфрам является последним из 5d переходных металлов, где все четыре 5d-электрона участвуют в металлической связи . [48]Таким образом, сиборгий должен иметь +6 в качестве наиболее стабильной степени окисления как в газовой фазе, так и в водном растворе, и это единственное состояние окисления, которое для него экспериментально известно; состояния +5 и +4 должны быть менее стабильными, а состояние +3, наиболее распространенное для хрома, будет наименее стабильным для сиборгия. [1]

Эта стабилизация наивысшего состояния окисления происходит в ранних элементах 6d из-за сходства между энергиями орбиталей 6d и 7s, поскольку орбитали 7s релятивистски стабилизированы, а орбитали 6d релятивистски дестабилизированы. Этот эффект настолько велик в седьмом периоде, что сиборгий, как ожидается, потеряет свои 6d-электроны раньше своих 7s-электронов (Sg, [Rn] 5f 14 6d 4 7s 2 ; Sg + , [Rn] 5f 14 6d 3 7s 2 ; Sg 2 + , [Rn] 5f 14 6d 3 7s 1 ; Sg 4+ , [Rn] 5f 14 6d 2 ; Sg6+ , [Rn] 5f 14 ). Из-за большой дестабилизации орбитали 7s, Sg IV должен быть даже более нестабильным, чем W IV, и должен очень легко окисляться до Sg VI . Прогнозируемый ионный радиус гексакоординированного иона Sg 6+ составляет 65 пм, а предсказанный атомный радиус сиборгия - 128 пм. Тем не менее, ожидается, что стабильность наивысшей степени окисления по-прежнему будет снижаться, поскольку Lr III > Rf IV > Db V > Sg VI . Некоторые прогнозируемые стандартные потенциалы восстановления ионов сиборгия в водно-кислотном растворе следующие: [1]

Сиборгий должен образовывать очень летучий гексафторид (SgF 6 ), а также умеренно летучий гексахлорид (SgCl 6 ), пентахлорид (SgCl 5 ) и оксихлориды SgO 2 Cl 2 и SgOCl 4 . [3] Ожидается, что SgO 2 Cl 2 будет наиболее стабильным из оксихлоридов сиборгия и наименее летучим из оксихлоридов группы 6 с последовательностью MoO 2 Cl 2 > WO 2 Cl 2 > SgO 2 Cl 2 . [1] Летучие соединения сиборгия (VI) SgCl6 и SgOCl 4, как ожидается, будут неустойчивы к разложению до соединений сиборгия (V) при высоких температурах, аналогично MoCl 6 и MoOCl 4 ; этого не должно происходить для SgO 2 Cl 2 из-за гораздо более высокой энергетической щели между наиболее занятыми и низшими незанятыми молекулярными орбиталями , несмотря на схожую прочность связи Sg – Cl (аналогично молибдену и вольфраму). [49]

Молибден и вольфрам очень похожи друг на друга и демонстрируют важные отличия от более мелкого хрома, и ожидается, что сиборгий будет довольно точно следовать химическому составу вольфрама и молибдена, образуя еще большее разнообразие оксоанионов, самым простым из которых является сиборгат SgO2-
4
, который образовался бы в результате быстрого гидролиза Sg (H
2
O)6+
6
, хотя это будет происходить с меньшей готовностью, чем с молибденом и вольфрамом, как и следовало ожидать от большего размера сиборгия. Сиборгий должен гидролизоваться менее легко, чем вольфрам в плавиковой кислоте при низких концентрациях, но легче при высоких концентрациях, также образуя комплексы, такие как SgO 3 F - и SgOF.-
5
: образование комплекса конкурирует с гидролизом плавиковой кислоты. [1]

Экспериментальная химия [ править ]

Экспериментальное химическое исследование сиборгия было затруднено из-за необходимости производить его по одному атому за раз, его короткого периода полураспада и, как следствие, необходимой жесткости условий эксперимента. [50] Изотоп 265 Sg и его изомер 265m Sg полезны для радиохимии: они образуются в реакции 248 Cm ( 22 Ne, 5n). [51]

В первых экспериментальных химических исследованиях сиборгия в 1995 и 1996 годах атомы сиборгия были получены в результате реакции 248 Cm ( 22 Ne, 4n) 266 Sg, термически обработаны и прореагировали со смесью O 2 / HCl. Адсорбционные свойства полученного оксихлорида были измерены и сопоставлены со свойствами соединений молибдена и вольфрама. Результаты показали, что сиборгий образует летучий оксихлорид, аналогичный оксихлориду других элементов группы 6, и подтвердили тенденцию к снижению летучести оксихлорида в группе 6:

Sg + O
2
+ 2 HCl → SgO
2
Cl
2
+ H
2

В 2001 году группа исследователей продолжила изучение химического состава сиборгия в газовой фазе, реагируя на этот элемент с O 2 в среде H 2 O. Подобно образованию оксихлорида, результаты эксперимента показали образование гидроксида окиси сиборгия, реакцию, хорошо известную среди более легких гомологов группы 6, а также псевдогомолога урана . [52]

2 Sg + 3 O
2
→ 2 SgO
3
SgO
3
+ H
2
O
SgO
2
(ОЙ)
2

Прогнозы по водно-химическому составу сиборгия в основном подтвердились. В экспериментах, проведенных в 1997 и 1998 годах, сиборгий был элюирован из катионообменной смолы с использованием раствора HNO 3 / HF, скорее всего, в виде нейтрального SgO 2 F 2 или анионного комплексного иона [SgO 2 F 3 ] - а не SgO.2-
4
. Напротив, в 0,1 М азотной кислоте сиборгий не элюируется, в отличие от молибдена и вольфрама, что указывает на то, что гидролиз [Sg (H 2 O) 6 ] 6+ протекает только до катионного комплекса [Sg (OH) 4 ( H 2 O)] 2+ или [Sg (OH) 3 (H 2 O) 2 ] + , тогда как у молибдена и вольфрама происходит нейтральный [MO 2 (OH) 2 )]. [1]

Единственная другая известная степень окисления сиборгия, отличная от степени группового окисления +6, - это нулевая степень окисления. Аналогично тремя легких соединений, образуя Гексакарбонил хром , молибден Гексакарбонил и гексакарбонилвольфрам , сиборгия была показана в 2014 году , чтобы также образовывать сиборгию Гексакарбонила , Sg (CO) 6 . Как и его гомологи молибдена и вольфрама, гексакарбонил сиборгия является летучим соединением, легко вступающим в реакцию с диоксидом кремния . [50]

Примечания [ править ]

  1. ^ В ядерной физике элемент называется тяжелым, если его атомный номер высокий; свинец (элемент 82) является одним из примеров такого тяжелого элемента. Термин «сверхтяжелые элементы» обычно относится к элементам с атомным номером больше 103 (хотя есть и другие определения, например, атомный номер больше 100 [7] или 112 ; [8] иногда этот термин представлен как эквивалент термина «трансактинид», который ставит верхний предел перед началом гипотетического суперактинидного ряда). [9] Термины «тяжелые изотопы» (данного элемента) и «тяжелые ядра» означают то, что можно понять на обычном языке - изотопы большой массы (для данного элемента) и ядра большой массы соответственно.
  2. В 2009 году группа ученых ОИЯИ под руководством Оганесяна опубликовала результаты своей попытки создать хассий в симметричнойреакции 136 Xe +  136 Xe. Они не смогли наблюдать ни одного атома в такой реакции, установив верхний предел поперечного сечения, меру вероятности ядерной реакции, равным 2,5  пбн . [10] Для сравнения, реакция, которая привела к открытию хассия, 208 Pb + 58 Fe, имела поперечное сечение ~ 20 pb (более конкретно, 19+19
    −11
     пб), по оценке первооткрывателей. [11]
  3. ^ Чем больше энергия возбуждения, тем больше нейтронов выбрасывается. Если энергия возбуждения ниже, чем энергия, связывающая каждый нейтрон с остальной частью ядра, нейтроны не испускаются; вместо этого составное ядро ​​снимает возбуждение, испуская гамма-лучи . [15]
  4. ^ Определение совместной рабочей группы IUPAC / IUPAP гласит, что химический элемент может быть признан обнаруженным, только если его ядро ​​не распалось в течение 10-14 секунд. Это значение было выбрано для оценки того, сколько времени требуется ядру, чтобы получить свои внешние электроны и, таким образом, проявить свои химические свойства. [16] Эта цифра также обозначает общепринятый верхний предел времени жизни составного ядра. [17]
  5. ^ Это разделение основано на том, что образовавшиеся ядра движутся мимо мишени медленнее, чем непрореагировавшие ядра пучка. Сепаратор содержит электрическое и магнитное поля, влияние которых на движущуюся частицу компенсируется при определенной скорости частицы. [19] Такому разделению также может способствовать измерение времени пролета и измерение энергии отдачи; комбинация этих двух может позволить оценить массу ядра. [20]
  6. ^ Не все моды распада вызваны электростатическим отталкиванием. Например, бета-распад вызван слабым взаимодействием . [25]
  7. ^ Так как масса ядра не измеряется напрямую, а скорее рассчитывается на основе массы другого ядра, такое измерение называется косвенным. Возможны и прямые измерения, но для наиболее тяжелых ядер они по большей части недоступны. [26] Первое прямое измерение массы сверхтяжелого ядра было сообщено в 2018 году на LBNL. [27] Масса была определена по местоположению ядра после переноса (местоположение помогает определить его траекторию, которая связана с отношением массы к заряду ядра, поскольку перенос был произведен в присутствии магнита). [28]
  8. ^ Спонтанное деление было открыто советский физик Георгий Флерова , [29] , ведущий ученый в ОИЯИ, итаким образомэто был «конек» для объекта. [30] Напротив, ученые LBL полагали, что информации о делении недостаточно для утверждения о синтезе элемента. Они считали, что спонтанное деление недостаточно изучено, чтобы использовать его для идентификации нового элемента, поскольку было трудно установить, что составное ядро ​​испускает только нейтроны, а не заряженные частицы, такие как протоны или альфа-частицы. [17] Таким образом, они предпочли связывать новые изотопы с уже известными посредством последовательных альфа-распадов. [29]
  9. ^ Например, элемент 102 был ошибочно идентифицирован в 1957 году в Нобелевском институте физики в Стокгольме , графство Стокгольм , Швеция . [31] Ранее не было однозначных заявлений о создании этого элемента, и шведские, американские и британские первооткрыватели присвоили этому элементу название - нобелиум . Позже выяснилось, что идентификация была неправильной. [32] В следующем году LBNL не смогла воспроизвести шведские результаты и вместо этого объявила о своем синтезе элемента; это утверждение также было позже опровергнуто. [32] ОИЯИ настаивал на том, что они были первыми, кто создал элемент, и предложил собственное имя для нового элемента,йолиотий ; [33] советское название также не было принято (позже ОИЯИ назвал элемент 102 «поспешным»). [34] Название «нобелиум» осталось неизменным из-за его широкого использования. [35]
  10. ^ Фактически, Сиборг ранее получил Нобелевскую премию по химии 1951 годавместе с Эдвином Макмилланом за «их открытия в химии первых трансурановых элементов». [42]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l Hoffman, Darleane C .; Ли, Диана М .; Першина, Валерия (2006). «Трансактиниды и элементы будущего». In Morss; Эдельштейн, Норман М .; Фугер, Жан (ред.). Химия элементов актинидов и трансактинидов (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer Science + Business Media . ISBN 1-4020-3555-1.
  2. ^ a b c Östlin, A .; Витос, Л. (2011). «Расчет из первых принципов структурной устойчивости 6d переходных металлов». Physical Review B . 84 (11). Bibcode : 2011PhRvB..84k3104O . DOI : 10.1103 / PhysRevB.84.113104 .
  3. ^ a b c Фрике, Буркхард (1975). «Сверхтяжелые элементы: прогноз их химических и физических свойств» . Недавнее влияние физики на неорганическую химию . 21 : 89–144. DOI : 10.1007 / BFb0116498 . Проверено 4 октября 2013 года .
  4. ^ "Периодическая таблица, сиборгий" . Королевское химическое общество . Проверено 20 февраля 2017 года .
  5. ^ a b c Утёнков В.К .; Брюэр, NT; Оганесян, Ю. Ц .; Рыкачевский, КП; Абдуллин, Ф. Ш .; Димитриев, С.Н. Гживач, РК; Иткис, MG; Miernik, K .; Поляков, АН; Роберто, JB; Сагайдак, РН; Широковский, И.В. Шумейко, М.В. Цыганов, Ю. S .; Воинов, АА; Субботин В.Г .; Сухов AM; Карпов А.В.; Попеко, АГ; Сабельников А.В. Свирихин А.И.; Востокин, ГК; Гамильтон, JH; Ковринжих Н.Д .; Schlattauer, L .; Стойер, Массачусетс; Gan, Z .; Хуанг, WX; Ма, Л. (30 января 2018 г.). «Нейтронодефицитные сверхтяжелые ядра, полученные в реакции 240 Pu + 48 Ca» . Physical Review C . 97 (14320): 1–10. Bibcode :2018PhRvC..97a4320U . DOI : 10.1103 / PhysRevC.97.014320 .
  6. ^ Wakhle, A .; Simenel, C .; Hinde, DJ; и другие. (2015). Simenel, C .; Гомеш, сбн; Hinde, DJ; и другие. (ред.). «Сравнение экспериментальных и теоретических распределений масс квазиделения по углам» . Европейский физический журнал. Сеть конференций . 86 : 00061. Bibcode : 2015EPJWC..8600061W . DOI : 10.1051 / epjconf / 20158600061 . ISSN 2100-014X . 
  7. ^ Кремер, К. (2016). «Объяснитель: сверхтяжелые элементы» . Мир химии . Проверено 15 марта 2020 .
  8. ^ «Открытие элементов 113 и 115» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . Архивировано из оригинала на 2015-09-11 . Проверено 15 марта 2020 .
  9. ^ Eliav, E .; Kaldor, U .; Борщевский, А. (2018). «Электронная структура атомов трансактинидов». В Скотт, РА (ред.). Энциклопедия неорганической и биоинорганической химии . Джон Вили и сыновья . С. 1–16. DOI : 10.1002 / 9781119951438.eibc2632 . ISBN 978-1-119-95143-8.
  10. ^ Оганесян, Ю. Ц. ; Дмитриев С.Н.; Еремин, А.В.; и другие. (2009). «Попытка произвести изотопы элемента 108 в реакции синтеза 136 Xe + 136 Xe». Physical Review C . 79 (2): 024608. DOI : 10,1103 / PhysRevC.79.024608 . ISSN 0556-2813 . 
  11. ^ Мюнценберг, Г .; Армбрустер, П .; Folger, H .; и другие. (1984). «Идентификация элемента 108» (PDF) . Zeitschrift für Physik . 317 (2): 235–236. Bibcode : 1984ZPhyA.317..235M . DOI : 10.1007 / BF01421260 . Архивировано 7 июня 2015 года из оригинального (PDF) . Проверено 20 октября 2012 года .
  12. ^ a b Субраманиан, С. (2019). «Создание новых элементов не окупается. Просто спросите этого ученого из Беркли» . Bloomberg Businessweek . Проверено 18 января 2020 .
  13. ^ а б Иванов, Д. (2019). "Сверхтяжелые шаги в неизвестное" [Сверхтяжелые шаги в неизвестное]. N + 1 (на русском языке) . Проверено 2 февраля 2020 .
  14. ^ Хинд, D. (2014). «Что-то новое и сверхтяжелое в таблице Менделеева» . Разговор . Проверено 30 января 2020 .
  15. ^ а б Краса, А. (2010). «Источники нейтронов для ADS» (PDF) . Чешский технический университет в Праге . С. 4–8 . Проверено 20 октября 2019 года .
  16. ^ Wapstra, АХ (1991). «Критерии, которые должны быть выполнены для признания открытия нового химического элемента» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 63 (6): 883. DOI : 10,1351 / pac199163060879 . ISSN 1365-3075 . Проверено 28 августа 2020 .  
  17. ^ а б Хайд, EK; Хоффман, округ Колумбия ; Келлер, О.Л. (1987). «История и анализ открытия элементов 104 и 105» . Radiochimica Acta . 42 (2): 67–68. DOI : 10.1524 / ract.1987.42.2.57 . ISSN 2193-3405 . 
  18. ^ a b c Мир химии (2016). «Как сделать сверхтяжелые элементы и закончить периодическую таблицу [видео]» . Scientific American . Проверено 27 января 2020 .
  19. Перейти ↑ Hoffman 2000 , p. 334.
  20. Перейти ↑ Hoffman 2000 , p. 335.
  21. ^ Загребаев 2013 , с. 3.
  22. ^ Beiser 2003 , стр. 432.
  23. ^ Staszczak, A .; Баран, А .; Назаревич, В. (2013). «Режимы спонтанного деления и времена жизни сверхтяжелых элементов в теории функционала плотности ядра». Physical Review C . 87 (2): 024320–1. arXiv : 1208.1215 . Bibcode : 2013PhRvC..87b4320S . DOI : 10.1103 / physrevc.87.024320 . ISSN 0556-2813 . 
  24. ^ Audi 2017 , стр. 030001-128-030001-138.
  25. ^ Beiser 2003 , стр. 439.
  26. ^ Оганесян, Ю. Ц .; Рыкачевский, КП (2015). «Плацдарм на острове стабильности» . Физика сегодня . 68 (8): 32–38. Bibcode : 2015PhT .... 68h..32O . DOI : 10.1063 / PT.3.2880 . ISSN 0031-9228 . ОСТИ 1337838 .  
  27. ^ Грант, А. (2018). «Взвешивание самых тяжелых элементов». Физика сегодня . DOI : 10.1063 / PT.6.1.20181113a .
  28. ^ Хауэс, Л. (2019). «Изучение сверхтяжелых элементов в конце периодической таблицы» . Новости химии и техники . Проверено 27 января 2020 .
  29. ^ a b Робинсон, AE (2019). «Трансфермиевые войны: научная драка и обзывание во время холодной войны» . Дистилляции . Проверено 22 февраля 2020 .
  30. ^ "Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (экавольфрам)" [Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (эка-вольфрам)]. nt.ru (на русском языке) . Проверено 7 января 2020 .Перепечатано из "Экавольфрам" [Эка-вольфрам]. Популярная библиотека химических элементов. Серебро - Нильсборий и далее [ Популярная библиотека химических элементов. Серебро через нильсборий и не только ]. Наука . 1977 г.
  31. ^ «Nobelium - Информация об элементе, свойства и применение | Периодическая таблица» . Королевское химическое общество . Проверено 1 марта 2020 .
  32. ^ a b Kragh 2018 , стр. 38–39.
  33. ^ Kragh 2018 , стр. 40.
  34. ^ Ghiorso, A .; Сиборг, GT ; Оганесян, Ю. Ц .; и другие. (1993). «Ответы на отчет« Открытие элементов Transfermium »с последующим ответом на ответы Рабочей группы Transfermium» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 65 (8): 1815–1824. DOI : 10,1351 / pac199365081815 . Архивировано (PDF) из оригинала 25 ноября 2013 года . Проверено 7 сентября 2016 года .
  35. ^ Комиссия по номенклатуре неорганической химии (1997). «Названия и символы элементов трансфермиума (Рекомендации ИЮПАК 1997 г.)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 69 (12): 2471–2474. DOI : 10,1351 / pac199769122471 .
  36. ^ а б в Хоффман, округ Колумбия; Ghiorso, A .; Сиборг, GT (2000). Трансурановые люди: внутренняя история . Imperial College Press. С. 300–327. ISBN 978-1-86094-087-3.
  37. ^ а б в Барбер, RC; Гринвуд, штат Нью-Йорк; Hrynkiewicz, AZ; Жаннин Ю.П .; Лефорт, М .; Sakai, M .; Ulehla, I .; Wapstra, AP; Уилкинсон, Д.Х. (1993). «Открытие элементов трансфермиума. Часть II: Введение в профили открытия. Часть III: Профили открытия элементов трансфермиума». Чистая и прикладная химия . 65 (8): 1757. DOI : 10,1351 / pac199365081757 .
  38. ^ А. Гиорсо, JM Nitschke, JR Алонсо, CT Алонсо, М. Nurmia, Сиборгом, EK Hulet, RW Lougheed (декабрь 1974 г.). «Элемент 106». Письма с физическим обзором . 33 (25): 1490. Bibcode : 1974PhRvL..33.1490G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.33.1490 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  39. ^ a b c d e f Хоффман, округ Колумбия, Гиорсо, А., Сиборг, Г. Т. Трансурановые люди: внутренняя история, (2000), 369–399
  40. ^ a b c d e "106 Сиборгий" . Elements.vanderkrogt.net . Проверено 12 сентября 2008 года .
  41. ^ а б Эрик, Сиборг (2003). «Сиборгиум» . Новости химии и техники . 81 (36).
  42. ^ "Нобелевская премия по химии 1951" . Нобелевский фонд . Проверено 26 августа 2012 года .
  43. ^ a b c d e Sonzogni, Алехандро. «Интерактивная карта нуклидов» . Национальный центр ядерных данных: Брукхейвенская национальная лаборатория . Проверено 6 июня 2008 .
  44. ^ a b Грей, Теодор (2002–2010). "Фотографическая периодическая таблица элементов" . periodictable.com . Проверено 16 ноября 2012 года .
  45. ^ а б Барбер, Роберт С .; Gäggeler, Heinz W .; Кароль, Пол Дж .; Накахара, Хиромити; Вардачи, Эмануэле; Фогт, Эрих (2009). «Открытие элемента с атомным номером 112 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 81 (7): 1331. DOI : 10,1351 / РАС-REP-08-03-05 .
  46. ^ Armbruster, Питер и Мюнценберг, Готтфрид (1989). «Создание сверхтяжелых элементов». Scientific American . 34 : 36–42.
  47. ^ Флейшманн, Мартин; Понс, Стэнли (1989). «Электрохимически индуцированный ядерный синтез дейтерия». Журнал электроаналитической химии и межфазной электрохимии . 261 (2): 301–308. DOI : 10.1016 / 0022-0728 (89) 80006-3 .
  48. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . С. 1002–39. ISBN 978-0-08-037941-8.
  49. ^ Крац, СП (2003). «Критическая оценка химических свойств трансактинидных элементов (Технический отчет IUPAC)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 75 (1): 103. DOI : 10.1351 / pac200375010103 .
  50. ^ а б Даже, J .; Якушев А .; Дуллманн, CE; Haba, H .; Asai, M .; Сато, ТЗ; Бренд, H .; Ди Нитто, А .; Eichler, R .; Fan, FL; Hartmann, W .; Хуанг, М .; Jager, E .; Kaji, D .; Kanaya, J .; Kaneya, Y .; Khuyagbaatar, J .; Киндлер, Б .; Кратц, СП; Krier, J .; Kudou, Y .; Kurz, N .; Lommel, B .; Мияшита, С .; Morimoto, K .; Morita, K .; Мураками, М .; Nagame, Y .; Nitsche, H .; и другие. (2014). «Синтез и обнаружение карбонильного комплекса сиборгия». Наука . 345 (6203): 1491–3. Bibcode : 2014Sci ... 345.1491E . DOI : 10.1126 / science.1255720 . PMID 25237098 .  (требуется подписка)
  51. ^ Муди, Кен (2013-11-30). «Синтез сверхтяжелых элементов». В Шеделе, Матиас; Шонесси, Рассвет (ред.). Химия сверхтяжелых элементов (2-е изд.). Springer Science & Business Media. С. 24–8. ISBN 9783642374661.
  52. ^ Huebener, S .; Taut, S .; Vahle, A .; Dressler, R .; Eichler, B .; Gäggeler, HW; Jost, DT; Piguet, D .; и другие. (2001). «Физико-химическая характеристика сиборгия в виде оксида гидроксида» (PDF) . Радиохим. Acta . 89 (11–12_2001): 737–741. DOI : 10,1524 / ract.2001.89.11-12.737 . Архивировано 25 октября 2014 года. CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)

Библиография [ править ]

  • Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; и другие. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016». Китайская физика C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
  • Байзер, А. (2003). Концепции современной физики (6-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC  48965418 .
  • Хоффман, округ Колумбия ; Гиорсо, А .; Сиборг, GT (2000). Трансурановые люди: внутренняя история . World Scientific . ISBN 978-1-78-326244-1.
  • Краг, Х. (2018). От трансурановых к сверхтяжелым элементам: история споров и создания . Springer . ISBN 978-3-319-75813-8.
  • Загребаев, В .; Карпов, А .; Грейнер, В. (2013). «Будущее исследований сверхтяжелых элементов: какие ядра могут быть синтезированы в ближайшие несколько лет?». Журнал физики: Серия конференций . 420 (1): 012001. arXiv : 1207.5700 . Bibcode : 2013JPhCS.420a2001Z . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 420/1/012001 . ISSN  1742-6588 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Химия в элементе подкасты (MP3) из Королевского общества химии «s химии World : сиборгия
  • Сиборгий в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
  • WebElements.com - Сиборгий