Теннессин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Унунсептий»)
Перейти к: навигация, поиск
117 ЛиверморийТеннессинОганесон
At

Ts

(Uhs)
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 Нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин ОганесонПериодическая система элементов
117Ts
Unknown.svg
Electron shell 117 Ununseptium.svg
Внешний вид простого вещества
Неизвестно
Свойства атома
Название, символ, номер

Теннессин / Tennessine (Ts), 117

Группа, период, блок

17, 7, p

Атомная масса
(молярная масса)

[294][1] а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Rn]5f146d107s27p5

Электроны по оболочкам

2,8,18,32,32,18,7
(прогноз)

Прочие характеристики
Номер CAS

87658-56-8

Наиболее долгоживущие изотопы
Изотоп ИР ПП ФР ЭР (МэВ) ПР
294Ts[2] синт. 51+41−16 мс α 10,81 290Mc
293Ts[3] синт. 22+8−4 мс α 11,11; 11,00; 10,91 289Mc
117
Теннессин
Ts
(294)
5f146d107s27p5

Теннесси́н[4][5] (англ. Tennessine), ранее фигурировал под временными названиями унунсе́птий (лат. Ununseptium, Uus) или э́ка-аста́т — химический элемент семнадцатой группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы седьмой группы), седьмого периода периодической системы химических элементов, обозначаемый символом Ts и обладающий зарядовым числом 117. Период полураспада более устойчивого из двух известных изотопов, 294Ts, составляет около 78 миллисекунд.[6][7] Формально относится к галогенам, однако его химические свойства ещё не изучены и могут отличаться от свойств, характерных для этой группы элементов. Унунсептий был открыт последним из элементов седьмого периода таблицы Менделеева.

Происхождение названия[править | править вики-текст]

Временное название «унунсептий», данное элементу по правилам Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), образовано из корней латинских числительных и буквально обозначает что-то наподобие «одно-одно-седьмой» (латинское числительное «117-й» пишется совсем иначе: centesimus septimus decimus). В дальнейшем, после подтверждения открытия, название было изменено на постоянное «теннессин».

Согласно правилам наименования новых элементов, принятым в 2002 году, для обеспечения лингвистического однообразия всем новым элементам должны даваться названия, оканчивающиеся на «-ium».[8] Однако в английском языке названия элементов 17-й группы периодической системы (галогенов) традиционно имеют окончание «-ine»: Fluorine — фтор, Chlorine — хлор, Bromine — бром, Iodine — иод, Astatine — астат. Поэтому вскоре после признания открытия 113-го, 115-го, 117-го и 118-го элементов в правила были внесены изменения, согласно которым, по принятой в английской химической номенклатуре традиции, элементам 17-й группы на английском языке должны даваться названия, заканчивающиеся на «-ine».[9]

30 декабря 2015 года ИЮПАК официально признал открытие 117-го элемента и приоритет в этом учёных из Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ) и Ливерморской национальной лаборатории.[10]

7 января 2016 года химик и блогер Кей Дей опубликовал петицию, в которой просил назвать новый элемент «Октарином» в честь цвета волшебства из серии книг Терри Пратчетта «Плоский мир».[11]

8 июня 2016 года ИЮПАК рекомендовал дать элементу название «теннессин» (Ts) в знак признания вклада штата Теннесси, в том числе Национальной лаборатории Ок-Ридж, Университета Вандербильта и Университета Теннесси в Ноксвилле, в изучение сверхтяжёлых элементов, включая производство и химическое разделение изотопов актиноидов для синтеза сверхтяжёлых элементов в Высокопоточном изотопном реакторе[en] и Центре развития радиохимической инженерии НЛОР. Название «теннессин» было представлено научной общественности для 5-месячного обсуждения с 8 июня по 8 ноября 2016 года.[12]

28 ноября 2016 года ИЮПАК утвердил название «теннессин» для 117-го элемента[5].

Название Tennessine дано в формате, принятом для названий галогенов в английском языке. При этом в большинстве других языков (русском, немецком, французском и т. д.) в названиях галогенов суффикс «-ин» не используется, хотя, например, в русскоязычной литературе до 1962 года использовалось название «астатин», а не «астат».[13] Поскольку языком международной химической номенклатуры и рабочим языком ИЮПАК является английский, эта организация не представляет латинские названия элементов. Поэтому латинское название теннессина остаётся неопределённым — это может быть традиционное Tennessium или на английский манер Tennessinum. Учтя особенности других языков, ИЮПАК в своих рекомендациях указал, что английская традиция наименования галогенов не является примером для других языков и название tennessine может быть переведено, преобразовано или адаптировано в других языках для удобства использования и обеспечения единообразия названий галогенов[14].

Интересен тот факт, что другой галоген астат после неподтвердившегося открытия в 1932 году некоторое время носил название «алабамий» (лат. Alabamium, англ. Alabamine), данное в честь другого американского штата.[13]

В качестве обозначения для теннессина был выбран символ Ts, который уже используется в органической химии для обозначения радикала тозила. Так, например, формула соответствует как тозиловой кислоте, так и теоретической теннессиноватистой кислоте, хотя формула последней традиционно записывается как . Но первооткрыватели считают, что такое совпадение вряд ли вызовет путаницу, поскольку для обозначения радикалов пропила и ацила (или ацетила) уже используются символы Pr и Ac, которые идентичны символам празеодима и актиния. Другой вариант обозначения — Tn был отвергнут, поскольку этот символ, принятый в 1923 году для обозначения торона (ториевой эманации) — одного из изотопов радона - продолжает регулярно использоваться в ряде областей науки.[15]

Получение[править | править вики-текст]

Теннессин (унунсептий, эка-астат) был впервые получен ОИЯИ в Дубне (Россия) в 2009 году. Для синтеза 117-го элемента мишень из изотопа 97-го элемента, берклия-249, полученного в Окриджской национальной лаборатории (США), обстреливали ионами кальция-48 на ускорителе У-400 Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ.[16] Для синтеза элемента использовались реакции:

В результате было зафиксировано шесть ядер нового элемента — пять 293Uus и одно 294Uus.

5 апреля 2010 года научная статья, описывающая обнаружение нового химического элемента с атомным номером 117, была принята для публикации в журнал Physical Review Letters.[7]

В июне 2012 года эксперимент был повторён. Было зафиксировано пять ядер 293Uus.[17][18]

В 2014 году существование 117-го элемента подтвердила международная группа физиков-ядерщиков, работающая в Центре по изучению тяжёлых ионов им. Гельмгольца (Дармштадт, Германия).[19][20]

Физические свойства[править | править вики-текст]

Теннессин номинально относится к галогенам, следуя после иода и астата. Точные свойства теннессина остаются предметом обсуждения.

Теннессин, по наиболее вероятной модели, является металлоидом (или полуметаллом), с преимуществом металлических свойств над неметаллическими.[21]

Его плотность ожидается в диапазоне 7,1—7,3 г/см³, то есть несколько больше, чем плотность его гомолога астата, равная 6,3—6,5 г/см³ (вследствие того, что астат очень сильно радиоактивен, его плотность также рассчитана теоретически).[21]

При комнатной температуре теннессин должен быть твёрдым, в ранних работах его температура плавления предсказывалась в интервале 300—500 °C, кипения — 550 °C, по одним расчётам, и даже 610 °C,[22] следуя тенденции роста температуры плавления с ростом атомного номера в группе галогенов.

Однако более поздние расчёты дают намного меньшие значения, предсказывая, что теннессин будет кипеть при температуре всего лишь 345 °C[23] или даже ещё меньшей — вплоть до 230 °C, что ниже температуры кипения астата, которая составляет 309 °C.[24]

Столь низкие ожидаемые температуры кипения могут быть связаны с тем, что, в отличие от остальных галогенов, теннессин может быть одноатомным, не образовывая или почти не образовывая двухатомных молекул Ts2.[22][25]

Химические свойства[править | править вики-текст]

Все галогены в той или иной степени проявляют свойства окислителей, причём окислительная способность уменьшается от фтора к астату. Теннессин, следуя в ряду галогенов после астата, почти не сможет проявлять окислительную способность ввиду большого удаления электронов от ядра, и, вероятно, станет первым из галогенов, восстановительная способность которого будет сильнее окислительной. Предполагается, что в отличие от остальных галогенов наиболее устойчивой степенью окисления теннессина будет +1. Эта степень окисления будет особенно устойчивой, как и устойчивость иона At+, только у теннессина её стабильность будет ещё выше.

Степень окисления −1, как и у остальных галогенов, вероятно, возможна, однако предполагается, что у теннессина она возникает только с сильными восстановителями и что теннессин, в отличие от остальных галогенов, не может образовывать устойчивых солей в степени окисления −1 (такие соли могут называться теннессинидами). Они смогут окисляться даже кислородом воздуха до степени окисления +1 — гипотеннессинитов, аналогов гипохлоритов.[22]

Теоретически предсказывается, что второй по распространённости степенью окисления теннессина является +3.[26] Степень окисления +5 также возможна, но только в жёстких условиях, поскольку требует разрушения всего 7p-подуровня. Хотя все более лёгкие галогены, кроме фтора, проявляют степень окисления +7, в отличие от них для теннессина она будет невозможна из-за крайне высокой энергии спаривания 7s-электронов. Поэтому максимальная степень окисления для теннессина должна равняться +5.

Самым простым соединением теннессина является его соединение с водородом, , или (по аналогии с названиями других галогенов) теннессиноводород. Длина молекулы должна составлять приблизительно 195 пм, следуя тенденции увеличения длины по мере роста порядкового номера галогена. Теннессиноводород будет продолжать большинство тенденций для галогенводородов.

В культуре[править | править вики-текст]

В 10-й серии 7-го сезона мультсериала «Футурама» Near-Death Wish («Предсмертное желание») унунсептий назван «фарнсием» (Farnsium, Fa) — очевидно, в честь какого-либо учёного — родственника Хьюберта Фарнсворта или даже в честь него самого (что несколько сомнительно, учитывая то, что на момент существования «фарнсия» Хьюберту всего 14 лет).

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Массовое число наиболее долгоживущего из известных изотопов.
  2. Oganessian Yu. Ts. et al. (2013). «Experimental studies of the 249Bk + 48Ca reaction including decay properties and excitation function for isotopes of element 117, and discovery of the new isotope 277Mt». Physical Review C 87 (5): 054621. DOI:10.1103/PhysRevC.87.054621. Bibcode2013PhRvC..87e4621O.
  3. Khuyagbaatar J. et al. (2014). «48Ca+249Bk Fusion Reaction Leading to Element Z=117: Long-Lived α-Decaying 270Db and Discovery of 266Lr». Physical Review Letters 112 (17): 172501. DOI:10.1103/PhysRevLett.112.172501.
  4. Названия новых химических элементов 113, 115, 117 и 118 (рус.). ОИЯИ (8 июня 2016). Проверено 8 июня 2016.
  5. 1 2 IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118 (англ.). ИЮПАК (30 November 2016). Проверено 30 ноября 2016.
  6. Физики из Дубны синтезировали 117-й элемент // infox.ru
  7. 1 2 Yu. Ts. Oganessian et al., Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117, Physical Review Letters, Vol. 104 (2010) P. 142502. DOI:10.1103/PhysRevLett.104.142502.
  8. W. H. Koppenol Naming of new elements (IUPAC Recommendations 2002) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2002. — January (vol. 74, no. 5). — P. 787–791. — ISSN 0033-4545. — DOI:10.1351/pac200274050787.
  9. W. H. Koppenol, J. Corish, J. García-Martínez, J. Meija, J. Reedijk How to name new chemical elements (IUPAC Recommendations 2016) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — April (vol. 88, no. 4). — P. 401–405. — ISSN 0033-4545. — DOI:10.1515/pac-2015-0802.
  10. Discovery and Assignment of Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 (англ.). ИЮПАК (30 December 2015). Проверено 31 декабря 2015.
  11. IUPAC, Joint Institute for Nuclear Research, Lawrence Livermore National Laboratory: Name new element 117 Octarine, in honour of Terry Pratchett's Discworld (en-US). Change.org. Проверено 9 января 2016.
  12. IUPAC Is Naming The Four New Elements Nihonium, Moscovium, Tennessine, And Oganesson (англ.). ИЮПАК (8 June 2016). Проверено 8 июня 2016.
  13. 1 2 Астат // Популярная библиотека химических элементов. — 2-е изд. — М.: Наука, 1977. — Т. 2. — 520 с.
  14. L. Öhrström, J. Reedijk Names and Symbols of the Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 (IUPAC Recommendations 2016) (англ.) // Pure Appl. Chem. : препринт. — 2016. — 28 ноябрь. — DOI:10.1515/pac-2016-0501.
  15. Lars Öhrström, Jan Reedijk. Names and Symbols of the Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 (англ.). Pure and Applied Chemistry. ИЮПАК (1 May 2016). Проверено 27 июня 2016.
  16. Российские и американские физики впервые синтезировали 117-й элемент — РИА Новости
  17. В России вновь синтезировали 117-й элемент. Российская газета (2011). Проверено 1 сентября 2012.
  18. Физики из Дубны воспроизвели синтез сверхтяжёлого 117-го элемента. Dubna.org (2011). Проверено 1 сентября 2012. Архивировано из первоисточника 17 октября 2012.
  19. Подтверждён синтез 117-го элемента таблицы Менделеева // Наука и жизнь
  20. Phys.Rev.Lett. 112, 172501 (2014)
  21. 1 2 D. Bonchev, V. Kamenska (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.
  22. 1 2 3 R. Haire. Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. — 3rd. — Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media, 2006. — P. 1724, 1728. — ISBN 1-4020-3555-1.
  23. Inorganic chemistry. — Academic Press, 2001. — P. 423. — ISBN 978-0-12-352651-9.
  24. (1982) «Estimation chemical form boiling point elementary astatine by radio gas chromatography». Radiochimica Acta 31 (3—4): 201—203.
  25. Pershina V. Electronic structure and chemistry of the heaviest elements. — 2010. DOI:10.1007/978-1-4020-9975-5_11
  26. G. T. Seaborg. Modern alchemy. — World Scientific, 1994. — P. 172. — ISBN 981-02-1440-5.

Ссылки[править | править вики-текст]