Флеровий

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
114 УнунтрийФлеровийУнунпентий
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Полоний Астат Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперниций Унунтрий Флеровий Унунпентий Ливерморий Унунсептий УнуноктийПериодическая система элементов
114Fl
Unknown.svg
Electron shell 114 Flerovium.svg
Свойства атома
Название, символ, номер

Флеровий / Flerovium (Fl), 114

Атомная масса
(молярная масса)

[289] а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

предположительно [Rn] 5f14 6d10 7s2 7p2[источник не указан 1217 дней]

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].

Происхождение названия[править | править вики-текст]

Памятник Георгию Николаевичу Флёрову и элементу Флеровий в Дубне на пересечении улиц Флёрова и Векслера
Почтовая марка России  (ЦФА (ИТЦ «Марка») № 1660), посвящённая Флёрову и 114 элементу таблицы Менделеева

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:

\mathrm{{}^{204}_{80}Hg} + \mathrm{{}^{136}_{54}Xe} \rightarrow \mathrm{{}^{298}_{114}Fl} + \mathrm{{}^{40}_{20}Ca} + \mathrm{2{}^{1}_{0}n}

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]:

\mathrm{{}^{244}_{94}Pu} + \mathrm{{}^{48}_{20}Ca} \rightarrow \mathrm{{}^{288}_{114}Fl} + \mathrm{4{}^{1}_{0}n}
\mathrm{{}^{244}_{94}Pu} + \mathrm{{}^{48}_{20}Ca} \rightarrow \mathrm{{}^{289}_{114}Fl} + \mathrm{3{}^{1}_{0}n}

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:

\mathrm{{}^{204}_{80}Hg} + \mathrm{{}^{136}_{54}Xe} \rightarrow \mathrm{{}^{298}_{114}Fl} + \mathrm{{}^{40}_{20}Ca} + \mathrm{2{}^{1}_{0}n}

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]:

\mathrm{{}^{242}_{94}Pu} + \mathrm{{}^{48}_{20}Ca} \rightarrow \mathrm{{}^{286}_{114}Fl} + \mathrm{4{}^{1}_{0}n}
\mathrm{{}^{242}_{94}Pu} + \mathrm{{}^{48}_{20}Ca} \rightarrow \mathrm{{}^{287}_{114}Fl} + \mathrm{3{}^{1}_{0}n}

В октябре 2010 года группа физиков из Беркли заявила о получении ещё одного изотопа флеровия с массовым числом 285.[19]

\mathrm{{}^{242}_{94}Pu} + \mathrm{{}^{48}_{20}Ca} \rightarrow \mathrm{{}^{285}_{114}Fl} + \mathrm{5{}^{1}_{0}n}

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].

Химические свойства[править | править вики-текст]

В некоторых исследованиях[22] были получены указания[23] 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[24] 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[25] 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[26]. Флерован FlH4, имеющий расчётную длину связи Fl—H, равную 1,787 Å[27] 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[28], и его распад на дифторид флеровия и фтор предположительно должен быть экзотермическим[27]. Однако существуют предсказания относительной устойчивости и более высокой степени окисления, Fl(VI), обусловленной приблизительным энергетическим вырождением 7s и 6d-электронов и sd-гибридизацией[29].

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]

  1. Два элемента таблицы Менделеева получили официальные наименования  (рус.), Lenta.ru (1 июня 2012). Проверено 2 июня 2012.
  2. 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.
  3. ПКК ОИЯИ по ядерной физике. Объединённый институт ядерных исследований (23 марта 2012). Проверено 30 июня 2012. Архивировано из первоисточника 5 августа 2012.
  4. Nudat 2.3
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 1 2 Химическим элементам 114 и 116 предложили названия  (рус.), Lenta.ru (2 декабря 2011). Проверено 2 декабря 2011.
  9. см. напр. G. N. Flerov et al. Acceleration of 48Ca ions and new possibilities of synthesizing superheavy elements (англ.) // Nuclear Physics A. — 1976. — Т. 267. — С. 359–364.
  10. Российские физики предложат назвать 116 химический элемент московием, РИА Новости (26 марта 2011). Проверено 26 марта 2011.
  11. Новые химические элементы могут назвать в честь да Винчи и Галилея, РИА Новости (14 октября 2011). Проверено 2 декабря 2011.
  12. 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.
  13. Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of Superheavy Nuclei in the 48Ca + 244Pu Reaction // Physical Review Letters. — 1999. — Т. 83. — № 16. — С. 3154 - 3157.
  14. P. Weiss New element leaves lightweights behind // Science News. — 1999. — Т. 155. — № 6. — С. 85.
  15. 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)
  16. Иван Панин Американцы подтвердили существование 114-го элемента (рус.) // Infox.ru : статья. — 2009.
  17. 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.
  18. Михаил Молчанов Открытие подтверждено // В мире науки. — 2006. — № 7 (июль). Архивировано из первоисточника 28 сентября 2007.
  19. Six New Isotopes of the Superheavy Elements Discovered " Berkeley Lab News Center
  20. 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.
  21. Два синтезированных в России химических элемента признаны официально  (рус.), РИА Новости (3 июня 2011). Проверено 4 июня 2011.
  22. Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements, lecture by Heinz W. Gäggeler, Nov. 2007. Last accessed on Jun. 15, 2009.
  23. Отчёт за 2008 г. Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова. ОИЯИ, Дубна. С. 93-94.
  24. K. S. Pitzer. Are elements 112, 114, and 118 relatively inert gases? J.Chem. Phys. 1975, Vol. 63, P. 1032.
  25. 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.
  26. V. Pershina Electronic structure and chemistry of the heaviest elements. — 2010. — P. 450.
  27. 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.
  28. 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.
  29. 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.

Ссылки[править | править вики-текст]