Унунпентий

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
115 ФлеровийУнунпентийЛиверморий
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
115Uup
Unknown.svg
Electron shell 115 Ununpentium.svg
Свойства атома
Название, символ, номер

Унунпе́нтий / Ununpentium (Uup), 115

Атомная масса
(молярная масса)

[289][1] а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

предположительно [Rn] 5f14 6d10 7s2 7p3[источник не указан 1457 дней]

115
Унунпентий
Uup
(288)
5f146d107s27p3

Унунпе́нтий (лат. Ununpentium, Uup) или э́ка-ви́смут — химический элемент пятнадцатой группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы), седьмого периода периодической системы химических элементов, атомный номер — 115, наиболее стабильным является нуклид 289Uup (период полураспада оценивается в 156 мс). Искусственно синтезированный радиоактивный элемент, в природе не встречается.

Название[править | править вики-текст]

Название элементу дано по порядковому номеру, оно искусственно образовано из корней латинских числительных: Ununpentium можно приблизительно перевести как «одно-одно-пятый». Название временное и после официального признания открытия элемента и приоритета первооткрывателей будет изменено.

По неподтверждённым данным, синтезировавшие элемент учёные ОИЯИ из российского наукограда Дубна, предлагают назвать его ланжевений (Ln) в честь французского физика П. Ланжевена. Пока это единственное название, которое может быть принято.

История открытия[править | править вики-текст]

В феврале 2004 года были опубликованы результаты экспериментов, проводившихся с 14 июля по 10 августа 2003 года, в результате которых был получен 115-й элемент[2][3]. Исследования проводились в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна, Россия) на циклотроне У-400 c использованием дубненского газонаполненного сепаратора ядер отдачи (DGFRS) совместно с Ливерморской национальной лабораторией (США). В этих экспериментах в результате бомбардировки мишени из америция-243 ионами кальция-48 были синтезированы изотопы элемента 115: три ядра 288Uup и одно ядро 287Uup. Все четыре ядра в результате α-распада превратились в изотопы элемента 113. Цепочка последовательных α-распадов привела в результате к спонтанно делящимся ядрам элемента 105 (дубний).

В 2004 и 2005 годах в ОИЯИ (совместно с Ливерморской национальной лабораторией) были проведены эксперименты по химической идентификации конечного продукта распада цепочки 288115 → 284113280111276109272107268105, долгоживущего (около 28 часов) изотопа 268Db. Эксперименты, в которых было исследовано ещё 20 событий, подтвердили синтез 115-го и 113-го элементов[4].

В 2011 году учёными ОИЯИ была увеличена эффективность генерации 115-го элемента в реакции америция-243 и кальция-48, а также впервые напрямую получен изотоп 289Uup (ранее он наблюдался только как результат радиоактивного распада 117-го элемента)[5].

В 2013 году международная группа ученых во главе с физиками из Лундского университета (Швеция) подтвердила существование изотопа 288Uup. Эксперимент по бомбардировке тонкой пленки америция ионами кальция был проведен в Институте по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца, GSI (Дармштадт, Германия). В результате удалось произвести 30 атомов Uup. Энергии регистрируемых фотонов соответствовали значениям энергий характеристического рентгеновского излучения, ожидаемым при альфа-распаде данного элемента. Результаты подтвердили прежние измерения, выполненные в ОИЯИ[6][7].

Получение[править | править вики-текст]

Изотопы унунпентия были получены в результате ядерных реакций[3][5]:

\,^{243}_{95}\mathrm{Am} + \,^{48}_{20}\mathrm{Ca} \, \to \,{}^{289}_{115}\mathrm{Uup} + 2 \; ^1_0\mathrm{n} \;
\,^{243}_{95}\mathrm{Am} + \,^{48}_{20}\mathrm{Ca} \, \to \,{}^{288}_{115}\mathrm{Uup} + 3 \; ^1_0\mathrm{n} \;
\,^{243}_{95}\mathrm{Am} + \,^{48}_{20}\mathrm{Ca} \, \to \,{}^{287}_{115}\mathrm{Uup} + 4 \; ^1_0\mathrm{n} \;

Физические свойства[править | править вики-текст]

Предполагается, что унунпентий — непереходный металл, похожий на висмут. Плотность его ожидается на уровне 13,5 г/см3, что выше плотности свинца и несколько меньше плотности ртути. Расчётная температура плавления унунпентия ожидается около 400 °С, т.е. он должен быть несколько менее легкоплавким, чем висмут[8][9]. Унунпентий номинально принадлежит к подгруппе азота (пниктогены) и, вероятно, является вторым металлом в ней после висмута.

Химические свойства[править | править вики-текст]

В отличие от более лёгких элементов, которые проявляют в той или иной степени окислительные свойства, которые ослабевают от азота к висмуту, унунпентий химически ожидается похожим больше не на более лёгкие аналоги своей подгруппы, а на щелочные металлы, в этом плане проявляя сходство с таллием. Причина этого кроется в том, что унунпентий в степени окисления +1 приобретёт электронную конфигурацию флеровия, которая является чрезвычайно устойчивой, а одновалентный катион Uup+ будет очень стабильным.

Образование такого катиона приведёт к появлению устойчивой стабилизирующей 7p21/2-подоболочки валентных электронов[10].

Так же как щелочные металлы, унунпентий будет иметь очень низкую энергию ионизации первого электрона, которая составит 538 кДж/моль, что почти равно энергии ионизации лития и немного больше аналогичных значений для натрия. Осно́вные свойства усилит очень большой размер катиона, что сделает UupOH сильной щёлочью, подобной NaOH или KOH.

Унунпентий будет быстро окисляться на воздухе кислородом или азотом, бурно реагировать с водой с выделением водорода и образовывать прочную ионную связь с галогенами[9].

Другой степенью окисления унунпентия является +3. Она предполагается также весьма устойчивой и будет похожа на соли висмута в степени окисления +3, но проявлять он сможет её только в относительно жёстких условиях (при высоких температурах с кислородом или другими галогенами), с некоторыми сильными кислотами.

В отличие от более лёгких элементов, унунпентий, как ожидается, не будет проявлять окислительных свойств, что сделает невозможным его степень окисления −3. Причина этого кроется в том, что присоединение трёх электронов энергетически очень невыгодно основной 7p-подоболочке, и унунпентий, как ожидается, будет проявлять только восстановительные свойства. Степень окисления +5 (высшая возможная для всех элементов, начиная с азота) будет также невозможна по причине очень стабильной электронной пары 7s2, на распаривание которой будет требоваться слишком большое количество энергии. Как следствие, +1 и +3 будут единственными двумя возможными степенями окисления унунпентия[9].

Известные изотопы[править | править вики-текст]

Изотоп Масса Период полураспада Тип распада Число зарегистрированных событий
287Uup 287 32+155−14 мс[11] α-распад в 283Uut 1[3]
288Uup 288 87+105−30 мс[11] α-распад в 284Uut 23[3][4]
289Uup 289 156 мс[5] α-распад в 285Uut 1[5]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Массовое число наиболее долгоживущего из известных изотопов.
  2. Yu. Ts. Oganessian et al. Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction 243Am(48Ca,xn)291–x115 // Physical Review C. — 2004. — Т. 69. — С. 021601.
  3. 1 2 3 4 Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of elements 115 and 113 in the reaction 243Am+48Ca // Physical Review C. — 2005. — Т. 72. — С. 034611.
  4. 1 2 N. J. Stoyer et al. Chemical Identification of a Long-Lived Isotope of Dubnium, a Descendant of Element 115 // Nuclear Physics A. — 2007. — Vol. 787. — № 1—4. — P. 388—395.
  5. 1 2 3 4 Yu. Ts. Oganessian et al. New Insights into the 243Am+48Ca Reaction Products Previously Observed in the Experiments on Elements 113, 115, and 117 // Phys. Rev. Lett.. — 2012. — Vol. 108. — P. 022502.
  6. Подтверждено существование нового химического элемента // CNews.RU. 2 сентября 2013.
  7. D. Rudolph et al. Spectroscopy of Element 115 Decay Chains // Phys. Rev. Lett.. — 2013. — Vol. 111. — P. 112502. — DOI:10.1103/PhysRevLett.111.112502
  8. Richard G.Haire. Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. — 3rd Ed.. — Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media, 2006. — ISBN 1-4020-3555-1.
  9. 1 2 3 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. Проверено 4 October 2013.
  10. K. S. Pitzer. Are elements 112, 114, and 118 relatively inert gases? J. Chem. Phys. 1975, Vol. 63, P. 1032.
  11. 1 2 Nudat 2.3

Ссылки[править | править вики-текст]