Ливерморий

редактировать
Синтетический радиоактивный химический элемент с атомным номером 116 и символом Lv Химический элемент с атомным номером 116
Ливерморий, 116 Lv
Livermorium
Произношение​()
Массовое число [293]
Ливерморий в Таблица Менделеева
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 Йод 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 (элемент) Таллий Свинец Висмут Полоний Астатин Радон
Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Бор Калий Мейтнерий Дармштадций Рентгений Коперниций Нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин Оганессон
Po. ↑. Lv. ↓. (Usn)
Московий ← Ливерморий → теннессин
Атомный номер (Z)116
Группа группа 16 (халькогены)
Период период 7
Блок p-блок
Категория элемента Неизвестные химические свойства, но, вероятно, постпереходный металл
Электронная конфигурация [Rn ] 5f 6d 7s 7p (предсказано)
Электронов на оболочку2, 8, 18, 32, 32, 18, 6 (предсказано)
Физические свойства
Фаза при STP твердое (прогнозируемое)
Точка плавления 637–780 K (364–507 ° C, 687–944 ° F) ( экстраполированный)
Температура кипения 1035–1135 K (762–862 ° C, 1403–1583 ° F) (экстраполированный)
Плотность (около rt )12,9 г / см (прогноз)
Теплота плавления 7,61 кДж / моль (экстраполированный)
Теплота испарения 42 кДж / моль (прогноз)
Атомные свойства
Состояния окисления (−2), (+2 ), (+4) (предсказано)
Энергии ионизации
  • 1-е: 663,9 кДж / моль (предсказано)
  • 2-й: 1330 кДж / моль (прогноз)
  • 3-й: 2850 кДж / моль (прогноз)
  • (больше )
Атомный радиус эмпирический: 183 pm (прогнозируемый)
Ковалентный радиус 162–166 часов (экстраполировано)
Другие свойства
Естественное происхождениесинтетическое
Номер CAS 54100-71-9
История
Названиепосле Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, частично названная в честь Ливермора, Калифорния
Дискавери Объединенного института ядерных исследований и Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (2000)
Основные изотопы ливермория
Изотоп Изобилие Период полураспада (t1/2)Режим распада Продукт
Уровеньсин 8,3 мсα Fl
Lvsyn19 мсαFl
Lvsyn13 мсαFl
Lvsyn57 мсαFl
Lvsyn54 мс?αFl
Категория Категория: Ливерморий.
  • взгляд
  • обсуждение
| ссылки

Ливерморий - это синтетический химический элемент с символ Lvи имеет атомный номер , равный 116. Это чрезвычайно радиоактивный элемент, который был создан только в лаборатории и не наблюдался в природе. Элемент назван в честь Ливерморской национальной лаборатории в США, которая в сотрудничестве с Объединенным институтом ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, Россия обнаружили ливерморий во время экспериментов, проведенных между 2000 и 2006 годами. Название лаборатории относится к городу Ливермор, Калифорния, где она расположена, который, в свою очередь, был назван в честь владельца ранчо и землевладельца Роберта Ливермора. Название было принято ИЮПАК 30 мая 2012 г. Известны четыре изотопа ливермория с массовыми числами от 290 до 293 включительно; самым долгоживущим среди них является ливерморий-293 с периодом полураспада около 60 миллисекунд. О пятом возможном изотопе с массовым числом 294 сообщалось, но еще не подтверждено.

В периодической таблице это p-блок трансактинидный элемент. Он принадлежит к 7-му периоду и помещен в группу 16 как самый тяжелый халькоген, хотя не подтверждено, что он ведет себя как более тяжелый гомолог халькоген полоний. Ливерморий имеет некоторые свойства, аналогичные своим более легким гомологам (кислород, сера, селен, теллур и полоний), и быть пост-переходным металлом, хотя он также должен иметь несколько основных отличий от них.

Содержание

  • 1 Введение
  • 2 История
    • 2.1 Неудачные попытки синтеза
    • 2.2 Неподтвержденные заявления об обнаружении
    • 2.3 Обнаружение
    • 2.4 Путь к подтверждению
    • 2.5 Именование
  • 3 Прогноз свойства
    • 3.1 Ядерная стабильность и изотопы
    • 3.2 Физическая и атомная
    • 3.3 Химическая
  • 4 Экспериментальная химия
  • 5 Примечания
  • 6 Ссылки
  • 7 Библиография
  • 8 Внешние ссылки

Введение

Графическое изображение реакции ядерного синтеза Графическое изображение реакции ядерного синтеза. Два ядра сливаются в одно, испуская нейтрон. Реакции, которые привели к созданию новых элементов к этому моменту, были аналогичными, с той единственной возможной разницей, что иногда выделялось несколько единичных нейтронов или ни одного.
Внешнее видео
значок видео Визуализация неудачного ядерного синтеза, основанная на расчетах Австралийский национальный университет

Самые тяжелые атомные ядра образуются в ядерных реакциях, которые объединяют два других ядра неравных размеров в одно; грубо говоря, чем более неравны два ядра по массе, тем больше вероятность их реакции. Материал, состоящий из более тяжелых ядер, превращается в мишень, которую затем бомбардируют пучком более легких ядер. Два ядра могут слиться в одно только в том случае, если они достаточно близко подходят друг к другу; обычно ядра (все положительно заряженные) отталкиваются друг от друга из-за электростатического отталкивания. сильное взаимодействие может 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. Одного сближения недостаточно для слияния двух ядер: когда два ядра приближаются друг к другу, они обычно остаются вместе примерно в течение 10 секунд, а затем расходятся (не обязательно в том же составе, что и до реакции), а не образуют единое ядро. Если слияние действительно происходит, временное слияние, называемое составным ядром, представляет собой возбужденное состояние. Чтобы потерять свою энергию возбуждения и достичь более стабильного состояния, составное ядро ​​либо делится, либо выбрасывает один или несколько нейтронов, которые уносят энергию. Это происходит примерно через 10 секунд после первоначального столкновения.

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

Стабильность 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. Таким образом, ядра самых тяжелых элементов предсказываются теоретически и до сих пор наблюдались в основном распадом посредством мод распада, вызванных таким отталкиванием: альфа-распад и спонтанное деление ; 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. Самопроизвольное деление, однако, производит различные ядра в качестве продуктов, поэтому исходный нуклид не может быть определен по его дочерним элементам.

Информация, доступная физикам, стремящимся синтезировать один из самых тяжелых элементов, - это информация, собранная на детекторах: местоположение, энергия и время прибытия частицы к детектору и время ее распада. 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.

История

Неудачные попытки синтеза

Первый поиск элемента 116 с использованием реакции между Cm и Ca был выполнен в 1977 г. Кен Хьюлет и его команда из Ливерморской национальной лаборатории (LLNL). Им не удалось обнаружить никаких атомов ливермория. Юрий Оганесян и его команда из Лаборатории ядерных реакций им. Флерова (ЛЯР) в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) впоследствии предприняли попытку реакция в 1978 году и потерпела неудачу. В 1985 году в совместном эксперименте Беркли и команды Питера Армбрустера в GSI результат снова был отрицательным, с расчетным пределом сечения 10–100 pb. Работа над реакциями с Ca, которая оказалась очень полезной в синтезе нобелия из реакции Pb + Ca, тем не менее продолжалась в Дубне, где в 1989 году был разработан сепаратор сверхтяжелых элементов, поиск целевых материалов и начало сотрудничества с LLNL было начато в 1990 г., производство более интенсивных пучков Ca началось в 1996 г., а подготовка к долгосрочным экспериментам с на 3 порядка более высокой чувствительностью проводилась в начале 1990-х годов. Эта работа непосредственно привела к получению новых изотопов элементов от 112 до 118 в реакциях Са с актинидными мишенями и к открытию 5 самых тяжелых элементов периодической таблицы: флеровий, московий, ливермориум, теннессин и оганессон.

В 1995 году международная группа под руководством Сигурда Хофманна в Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) в Дармштадте, Германия предпринята попытка синтезировать элемент 116 в реакции радиационного захвата (в которой составное ядро ​​выводится из возбуждения посредством чистого гамма-излучения без испарения нейтронов) между вести -208 мишень и селен -82 снаряды. Атомы элемента 116 не были идентифицированы.

Неподтвержденные заявления об открытии

В конце 1998 года польский физик Роберт Смоланьчук опубликовал расчеты слияния атомных ядер с целью синтеза сверхтяжелые атомы, включая оганессон и ливерморий. Его расчеты показали, что эти два элемента можно получить путем сплавления свинца с криптоном в тщательно контролируемых условиях.

В 1999 году исследователи из Lawrence Национальная лаборатория Беркли использовала эти прогнозы и объявила об открытии ливермория и оганессона в статье, опубликованной в Physical Review Letters, и очень скоро после того, как результаты были опубликованы в Science. Исследователи сообщили, что выполнили реакцию

. 36Kr. +. 82Pb. →. 118 Og. + . n. →. 116 Lv. + α

В следующем году они опубликовали опровержение после того, как исследователи из других лабораторий не смогли воспроизвести результаты, а сама лаборатория Беркли не смогла воспроизвести их тоже. В июне 2002 года директор лаборатории объявил, что первоначальное заявление об открытии этих двух элементов было основано на данных, сфабрикованных основным автором Виктором Ниновым.

Discovery

Мишень из кюрия-248, использованная в синтезе. ливермория

Ливерморий был впервые синтезирован 19 июля 2000 г., когда ученые из Дубны (ОИЯИ ) бомбардировали мишень из курия-248 ускоренным ионы кальция-48. Был обнаружен один атом, распадающийся за счет альфа-излучения с энергией распада 10,54 МэВ до изотопа флеровия. Результаты были опубликованы в декабре 2000 года.

. 96Cm. +. 20Ca. →. 116 Lv. * →. 116 Lv. + 3. 0n. →. 114 Fl. + α

дочерний флеровий Изотоп имел свойства, совпадающие со свойствами изотопа флеровия, впервые синтезированного в июне 1999 г., который первоначально был отнесен к Fl, что подразумевает отнесение родительского изотопа ливермория к Lv. Более поздняя работа в декабре 2002 г. показала, что синтезированный изотоп флеровия на самом деле был Fl, и, следовательно, назначение синтезированного атома ливермория было соответственно изменено на Lv.

Дорога к подтверждению

Сообщалось еще о двух атомах институтом во время их второго эксперимента в апреле – мае 2001 г. В том же эксперименте они также обнаружили цепочку распадов, которая соответствовала первому наблюдаемому распаду флеровия в декабре 1998 г., который был отнесен к Fl. Ни один изотоп флеровия с такими же свойствами, как обнаруженный в декабре 1998 года, больше никогда не наблюдался, даже в повторениях одной и той же реакции. Позже было обнаружено, что Fl имеет другие свойства распада и что первым наблюдаемым атомом флеровия, возможно, был его ядерный изомер Fl. Наблюдение Fl в этой серии экспериментов может указывать на образование родительского изомера ливермория, а именно Lv, или редкую и ранее ненаблюдаемую ветвь распада уже открытого состояния Lv на Fl. Ни одна из этих возможностей не является достоверной, и необходимы исследования, чтобы дать положительную оценку этой деятельности. Другая предполагаемая возможность - отнесение первоначального атома декабря 1998 г. к Fl, поскольку низкая энергия пучка, использованная в том первоначальном эксперименте, делает вероятным канал 2n; тогда его родительский элемент мог бы быть Lv, но это назначение все равно потребовало бы подтверждения в реакции Cm (Ca, 2n) Lv.

Команда повторила эксперимент в апреле – мае 2005 г. и обнаружила 8 атомов ливермория. Измеренные данные по распаду подтвердили отнесение первого открытого изотопа к Lv. В этом запуске команда также впервые наблюдала изотоп Lv. В дальнейших экспериментах с 2004 по 2006 год команда заменила мишень кюрий-248 более легким изотопом кюрия кюрием-245. Здесь были найдены доказательства для двух изотопов Lv и Lv.

В мае 2009 года Совместная рабочая группа IUPAC / IUPAP сообщила об открытии copernicium и признал открытие изотопа Cn. Это означало фактическое открытие изотопа Lv из подтверждения данных, относящихся к его внучке Cn, хотя данные ливермория не были абсолютно критичными для демонстрации открытия копернициума. Также в 2009 г. было получено подтверждение от Беркли и Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) в Германии для изотопов флеровия 286–289, непосредственных дочерей четырех известных изотопов ливермория. В 2011 г. ИЮПАК оценил эксперименты дубненской группы 2000–2006 гг. Хотя они сочли самые ранние данные (не включая Lv и Cn) неубедительными, результаты 2004–2006 годов были приняты как идентификация ливермория, и этот элемент был официально признан обнаруженным.

Синтез ливермория был подтвержден. были отдельно подтверждены в GSI (2012) и RIKEN (2014 и 2016). В эксперименте GSI 2012 года было показано, что одна цепочка, предварительно отнесенная к Lv, несовместима с предыдущими данными; считается, что эта цепочка может вместо этого происходить из изомерного состояния, Lv. В эксперименте RIKEN 2016 года, по-видимому, был обнаружен один атом, который может быть отнесен к Lv, альфа-распад на Fl и Cn, который подвергся спонтанному делению; однако первая альфа из произведенного нуклида ливермория была пропущена, и отнесение к Lv все еще не определено, хотя и правдоподобно.

Наименование

Роберт Ливермор, косвенный тезка ливермория

Использование Менделеевская номенклатура для безымянных и неоткрытых элементов, ливерморий иногда называют эка- полонием. В 1979 году ИЮПАК рекомендовал использовать систематическое имя элемента placeholder ununhexium (Uuh) до тех пор, пока открытие элемента не будет подтверждено и не будет принято решение о названии. Несмотря на то, что эти рекомендации широко использовались в химическом сообществе на всех уровнях, от кабинетов химии до сложных учебников, ученые в этой области в основном игнорировали эти рекомендации, которые называли его «элементом 116» с символом E116, (116) или даже просто 116.

Согласно рекомендациям IUPAC, первооткрыватель или первооткрыватели нового элемента имеют право предложить название. Открытие ливермория было признано Совместной рабочей группой (JWP) ИЮПАК 1 июня 2011 года вместе с открытием флеровия. По словам заместителя директора ОИЯИ, дубненская команда изначально хотела назвать элемент 116 московий в честь Московской области, в которой расположена Дубна, но позже было решено использовать это имя для элемента . 115 вместо этого. Название Livermorium и символ Lv были приняты 23 мая 2012 г. В названии признана Ливерморская национальная лаборатория в городе Ливермор, Калифорния, США, которая сотрудничала с ОИЯИ. на открытие. Город, в свою очередь, назван в честь американского владельца ранчо Роберта Ливермора, натурализованного гражданина Мексики английского происхождения. Церемония присвоения имен флеровию и ливерморию прошла в Москве 24 октября 2012 года.

Прогнозируемые свойства

Никаких свойств ливермория или его соединений не проводилось; это связано с его чрезвычайно ограниченным и дорогим производством, а также с тем, что он очень быстро разлагается. Свойства ливермория остаются неизвестными и доступны только прогнозы.

Ядерная стабильность и изотопы

Предполагаемое местоположение острова стабильности отмечено белым кружком. Пунктирная линия представляет собой линию стабильности бета.

Предполагается, что ливерморий находится рядом с островом стабильности с центром на коперниций (элемент 112) и флеровий (элемент 114). Из-за ожидаемых высоких барьеров деления любое ядро ​​в пределах этого островка стабильности распадается исключительно за счет альфа-распада и, возможно, некоторого захвата электронов и бета-распада. Хотя известные изотопы ливермория на самом деле не имеют достаточного количества нейтронов, чтобы находиться на острове стабильности, можно увидеть, как они приближаются к острову, поскольку более тяжелые изотопы обычно являются более долгоживущими.

Сверхтяжелые элементы являются производится ядерным синтезом. Эти реакции синтеза можно разделить на «горячий» и «холодный» в зависимости от энергии возбуждения образовавшегося составного ядра. В реакциях горячего синтеза очень легкие высокоэнергетические снаряды ускоряются в направлении очень тяжелых целей (актинидов ), что приводит к образованию составных ядер с высокой энергией возбуждения (~ 40–50 МэВ ) которые могут либо делиться, либо испарять несколько (от 3 до 5) нейтронов. В реакциях холодного синтеза (в которых используются более тяжелые снаряды, как правило, из четвертого периода, и более легкие цели, обычно свинец и висмут ) произведенные конденсированные ядра имеют относительно низкая энергия возбуждения (~ 10–20 МэВ), что снижает вероятность того, что эти продукты будут подвергаться реакциям деления. Когда конденсированные ядра охлаждаются до основного состояния, им требуется испускание только одного или двух нейтронов. В реакциях горячего синтеза обычно образуется больше нейтронно-богатых продуктов, поскольку актиниды имеют самое высокое отношение нейтронов к протонам среди любых элементов, которые в настоящее время могут быть получены в макроскопических количествах.

Можно получить важную информацию относительно свойств сверхтяжелые ядра путем синтеза большего количества изотопов ливермория, особенно тех, у которых несколько нейтронов больше или меньше известных - Lv, Lv, Lv, Lv, Lv и Lv. Это возможно, потому что существует много достаточно долгоживущих изотопов кюрия, которые можно использовать для изготовления мишени. Легкие изотопы могут быть получены путем сплавления кюрия-243 с кальцием-48. Они претерпят цепочку альфа-распадов, заканчивающуюся изотопами трансактинида, которые слишком легкие для получения горячим синтезом и слишком тяжелые для производства холодным синтезом.

Синтез тяжелых изотопов Lv и Lv могут быть достигнуты путем слияния тяжелого изотопа кюрия кюрий-250 с кальцием-48. Поперечное сечение этой ядерной реакции будет примерно 1 пикобаржа, хотя пока невозможно производить Cm в количествах, необходимых для производства мишени. После нескольких альфа-распадов эти изотопы печени дойдут до нуклидов на линии бета-стабильности. Кроме того, захват электронов также может стать важной модой распада в этой области, позволяя затронутым ядрам достичь середины острова. Например, прогнозируется, что Lv будет альфа-распад до Fl, который подвергнется последовательному захвату электрона на Nh, а затем на Cn, который, как ожидается, будет в середине острова стабильности. и имеют период полураспада около 1200 лет, что дает наиболее вероятную надежду достичь середины острова с использованием современных технологий. Недостатком является то, что свойства распада сверхтяжелых ядер так близко к линии бета-стабильности в значительной степени не исследованы.

Другие возможности синтеза ядер на острове стабильности включают квазиделение (частичное слияние с последующим делением) массивного ядро. Такие ядра имеют тенденцию к делению, изгоняя дважды магические или почти дважды магические фрагменты, такие как кальций-40, олово-132, свинец-208, или висмут-209. Недавно было показано, что реакции многонуклонного переноса при столкновении ядер актинидов (таких как уран и кюрий ) могут быть использованы для синтеза нейтронно-сверхтяжелых ядер, расположенных в островок стабильности, хотя образование более легких элементов нобелий или сиборгий является более предпочтительным. Последняя возможность синтезировать изотопы вблизи острова - это использовать контролируемые ядерные взрывы для создания нейтронного потока, достаточно высокого, чтобы обойти бреши нестабильности при Fm и при массовое число 275 (атомные номера от 104 до 108 ), имитирующее r-процесс, в котором актиниды были впервые произведены в природе, и разрыв нестабильности вокруг радона был устранен. Некоторые такие изотопы (особенно Cn и Cn), возможно, даже были синтезированы в природе, но распадались бы слишком быстро (с периодом полураспада всего в тысячи лет) и производились бы в слишком малых количествах (около 10% свинец ), которые можно обнаружить как первичные нуклиды сегодня за пределами космических лучей.

Физические и атомные

В периодической таблице, Ливерморий входит в группу 16, халькогены, в периодической таблице, ниже кислород, сера, селен, теллур и полоний. Каждый предыдущий халькоген имеет шесть электронов на своей валентной оболочке, образуя конфигурацию валентных электронов nsnp. В случае ливермория тенденция должна продолжиться, и предполагается, что конфигурация валентных электронов будет 7s7p; следовательно, ливерморий будет иметь некоторое сходство со своими более легкими сородичами. Вероятны разногласия; Большой вклад вносит спин-орбитальное (SO) взаимодействие - взаимодействие между движением электронов и спином. Это особенно сильно для сверхтяжелых элементов, потому что их электроны движутся намного быстрее, чем в более легких атомах, со скоростями, сравнимыми со скоростью света. Что касается атомов ливермория, он понижает уровни энергии электронов 7s и 7p (стабилизируя соответствующие электроны), но два из уровней энергии электронов 7p стабилизируются больше, чем четыре других. Стабилизация 7s-электронов называется эффектом инертной пары , а эффект «разрыва» подоболочки 7p на более стабилизированные и менее стабилизированные части называется расщеплением подоболочки. Вычислительные химики рассматривают разделение как изменение второго (азимутального ) квантового числа l с 1 на ⁄ 2 и ⁄ 2 для более стабилизированной и менее стабилизированной частей подоболочки 7p соответственно: подоболочка 7p 1/2 действует как вторая инертная пара, хотя и не так инертна, как электроны 7s, тогда как 7p 3/2 подоболочка может легко участвовать в химии. Для многих теоретических целей конфигурация валентных электронов может быть представлена ​​как отражающая расщепление подоболочки 7p как 7s. 7p. 1/2 7p. 3/2.

Эффекты инертных пар в ливермории должны быть даже сильнее, чем для полония, и, следовательно, состояние окисления +2 становится более стабильным, чем состояние +4, которое может быть стабилизировано только наиболее электроотрицательными лигандами ; это отражено в ожидаемых энергиях ионизации ливермория, где есть большие промежутки между второй и третьей энергиями ионизации (соответствующие нарушению нереактивной оболочки 7p 1/2) и четвертая и пятая энергии ионизации. Действительно, ожидается, что 7s-электроны будут настолько инертными, что состояние +6 будет недостижимо. Ожидается, что точки плавления и кипения ливермория продолжат тенденцию к снижению содержания халькогенов; таким образом, ливерморий должен плавиться при более высокой температуре, чем полоний, но кипеть при более низкой температуре. Он также должен быть плотнее, чем полоний (α-Lv: 12,9 г / см; α-Po: 9,2 г / см); подобно полонию, он также должен образовывать α- и β-аллотропы. Предполагается, что электрон водородоподобного атома ливермория (окисленный так, что у него есть только один электрон, Lv), будет двигаться так быстро, что его масса в 1,86 раза больше массы неподвижного электрона из-за релятивистские эффекты. Для сравнения: ожидается, что показатели водородоподобного полония и теллура составят 1,26 и 1,080 соответственно.

Химический

Ливерморий, по прогнозам, станет четвертым членом серии 7p химические элементы и самый тяжелый член группы 16 периодической таблицы, ниже полония. Хотя он наименее изучен теоретически из 7p-элементов, ожидается, что его химический состав будет очень похож на полоний. Степень группового окисления +6 известна для всех халькогенов, кроме кислорода, который не может расширять свой октет и является одним из самых сильных окислителей среди химических элементов. Таким образом, кислород ограничивается максимальным состоянием +2, присутствующим во фториде OF2. Состояние +4 известно для серы, селена, теллура и полония, при этом наблюдается сдвиг в стабильности от восстановления для серы (IV) и селена (IV).), будучи наиболее стабильным состоянием теллура (IV) до окисления в полонии (IV). Это предполагает снижение стабильности для более высоких степеней окисления по мере перехода группы из-за возрастающей важности релятивистских эффектов, особенно эффекта инертной пары. Таким образом, наиболее стабильная степень окисления ливермория должна быть +2, а степень нестабильности - +4. Состояние +2 должно быть так же легко сформировано, как и для бериллия и магния, а состояние +4 должно достигаться только с сильно электроотрицательными лигандами, такими как ливерморий ( IV) фторид (LvF 4). Состояние +6 вообще не должно существовать из-за очень сильной стабилизации 7s-электронов, что делает валентное ядро ​​ливермория всего четырьмя электронами. Более легкие халькогены, как известно, образуют состояние -2 как оксид, сульфид, селенид, теллурид и полонид. ; из-за дестабилизации подоболочки ливермория 7p 3/2 состояние -2 должно быть очень нестабильным для ливермория, химический состав которого должен быть по существу чисто катионным, хотя более крупные расщепления подоболочки и спинорной энергии ливермория по сравнению с полоний должен сделать Lv немного менее нестабильным, чем ожидалось.

Ливерморан (LvH 2) будет самым тяжелым гидридом халькогена и самым тяжелым гомологом воды (более легкие - H2S, H2Se, H2Te и PoH 2 ). Полан (гидрид полония) является более ковалентным соединением, чем большинство гидридов металлов, потому что полоний находится на границе между металлами и металлоидами и обладает некоторыми неметаллическими свойствами: он является промежуточным между галогенидом водорода, таким как хлористый водород (HCl), и гидридом металла, таким как станнан (Sn H4). Ливерморан должен продолжить эту тенденцию: он должен быть гидридом, а не ливерморидом, но все равно будет ковалентным молекулярным соединением. Ожидается, что спин-орбитальные взаимодействия сделают связь Lv – H длиннее, чем ожидалось, просто на основании периодических тенденций, и сделают угол связи H – Lv – H больше, чем ожидалось: это теоретически объясняется тем, что незанятые 8s-орбитали имеют относительно низкую энергию и могут гибридизоваться с валентными 7p-орбиталями ливермория. Это явление, получившее название «супервалентная гибридизация», не является чем-то необычным в нерелятивистских областях периодической таблицы; например, молекулярный дифторид кальция имеет участие 4s и 3d от атома кальция. Прогнозируется, что более тяжелые дигалогениды ливермория будут линейными, но более легкие - изогнутыми.

Экспериментальная химия

Однозначное определение химического состава Характеристики ливермория еще не установлены. В 2011 году были проведены эксперименты по созданию изотопов нихония, флеровия и московия в реакциях между снарядами кальция-48 и мишенями из америция-243 и <233.>плутоний-244. Мишени включали примеси свинца и висмута, и, следовательно, некоторые изотопы висмута и полония были образованы в реакциях переноса нуклона. Это, хотя и является непредвиденным осложнением, может дать информацию, которая поможет в будущих химических исследованиях более тяжелых гомологов висмута и полония, которыми являются соответственно московий и ливерморий. Полученные нуклиды висмут-213 и полоний-212m транспортировались в виде гидридов BiH 3 и PoH 2 при 850 ° C через кварцевую вату. фильтрующий элемент, содержащий тантал, что показывает, что эти гидриды были неожиданно термически стабильными, хотя их более тяжелые родственные соединения McH 3 и LvH 2, как ожидается, будут менее термически стабильными. от простой экстраполяции периодических трендов в p-блоке. Перед химическими исследованиями необходимы дальнейшие расчеты стабильности и электронной структуры BiH 3, McH 3, PoH 2 и LvH 2. происходит. Ожидается, что московий и ливерморий будут летучими в качестве чистых элементов, чтобы их можно было химически исследовать в ближайшем будущем, при этом свойство ливермория будет разделяться с его более легким родственным ему полонием, хотя в настоящее время у всех них короткий период полураспада. наличие известных изотопов ливермория означает, что элемент все еще недоступен для экспериментальной химии.

Примечания

Ссылки

Библиография

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Livermorium.

Последняя правка сделана 2021-05-28 04:24:27
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте