Сиборгий

редактировать

химический элемент 106 Химический элемент с атомным номером 106
Сиборгий, 106 Sg
Сиборгий
Произношение(About this sound слушайте ) ​()
Массовое число [269]
Сиборгий в периодической таблице
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 L anthanum 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 Нионий Флеровий Московий Ливерморий Теннессин Оганессон
W. ↑. Sg. ↓. (Uhn)
дубний ← сиборгий → борий
Атомный номер (Z)106
Группа группа 6
Период период 7
Блок d-блок k
Категория элемента Переходный металл
Конфигурация электрона [Rn ] 5f 6d 7s
Электронов на оболочку2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
Физические свойства
Фаза при STP твердое тело (прогноз)
Плотность (около rt )35,0 г / см (прогноз)
Атомные свойства
Состояния окисления 0, (+3), (+4 ), (+5), +6 (в скобках: прогноз)
Энергии ионизации
  • 1-й: 757 кДж / моль
  • 2-й: 1733 кДж / моль
  • 3-й: 2484 кДж / моль
  • (больше ) (все, кроме первой оценки)
Атомный радиус эмпирический: 132 pm (прогнозируемый)
Ковалентный радиус 143 pm (оценочный)
Другие свойства
Естественное происхождениесинтетическое
Кристаллическая структура объемно-центрированный кубический (bcc) Body-centered cubic crystal structure for seaborgium. (прогнозируемый)
Номер CAS 54038-81-2
История
Названиепосле Гленн Т. Сиборг
Открытие Национальная лаборатория Лоуренса Беркли (1974)
Основные изотопы сиборгия
Изотоп Изобилие Период полураспада (t1/2)Режим затухания Продукт
Sgsyn8,9 сαRf
Sgsyn16,2 сαRf
Sgсин1,4 мин17% αRf
83% SF
Sgсин14 минαRf
Sgсин 1,6 мин67% α Rf
33% SF
CategoryКатегория: Сиборгий.
  • взгляд
  • обсуждение
| ссылки

Сиборгий представляет собой синтетический химический элемент с символом Sgи 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 ; наиболее стабильный изотоп , Sg, имеет период полураспада примерно 14 минут.

В периодической таблице элементов, это d-блок трансактинидный элемент. Он является членом 7-го периода и принадлежит к элементам 6 группы как четвертый член 6d серии переходных металлов. Химические эксперименты подтвердили, что сиборгий ведет себя как более тяжелый гомолог вольфрама в группе 6. Химические свойства сиборгия охарактеризованы лишь частично, но они хорошо сопоставимы с химическим составом другой группы. 6 элементов.

В 1974 году несколько атомов сиборгия были произведены в лабораториях Советского Союза и США. Приоритет открытия и, следовательно, наименования элемента оспаривался между советскими и американскими учеными, и только в 1997 году Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC) учредил seaborgium как официальное название элемента. Это один из двух элементов, названных в честь живого человека на момент присвоения имени, другой - oganesson, элемент 118.

Содержание

  • 1 Введение
  • 2 История
  • 3 Изотопы
  • 4 Свойства
    • 4.1 Физические
    • 4.2 Химические
  • 5 Экспериментальная химия
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки
  • 8 Библиография
  • 9 Внешние ссылки

Введение

A graphic depiction of a nuclear fusion reaction Графическое изображение реакции ядерного синтеза. Два ядра сливаются в одно, испуская нейтрон. Реакции, которые привели к созданию новых элементов к этому моменту, были похожими, с той лишь разницей, что иногда выделялось несколько единичных нейтронов или не было ни одного.
Внешнее видео
video iconВизуализация неудачного ядерного синтеза, основанная на расчетах Австралийский национальный университет

Самые тяжелые атомные ядра образуются в ядерных реакциях, которые объединяют два других ядра разного размера 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 сливаться 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 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 испускает 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 ​​производится, оно переносится этим лучом. В сепараторе вновь образованное ядро ​​отделяется от других нуклидов (от исходного пучка и любых других продуктов реакции) и передается в 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 быть обнаруженным, ядро ​​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 внешние 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 предсказаны теоретически и до сих пор наблюдались в основном распадом посредством мод распада, вызываемых 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 как продукты, 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

После заявлений о наблюдении элементов 104 и 105 в 1970 году Альбертом Гиорсо и др. В Ливерморской национальной лаборатории был проведен поиск элемента 106 с использованием снарядов с кислородом-18 и ранее использованной мишени из калифорния-249. Сообщалось о нескольких 9,1 МэВ альфа-распадах, 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 остановки. 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 мог быть действительно обнаружен в 1971 году, если исходные данные были проанализированы более тщательно.

Две группы заявили об открытии элемента. Однозначное свидетельство наличия элемента 106 было впервые обнаружено в 1974 г. российской исследовательской группой в Дубне под руководством Юрия Оганесяна, в которой цели свинец-208 и свинец-207 бомбардировали ускоренными ионами хрома-54. Всего наблюдалось пятьдесят одно событие спонтанного деления с периодом полураспада от четырех до десяти миллисекунд. После исключения реакций передачи нуклона как причины этих действий, команда пришла к выводу, что наиболее вероятной причиной этих активностей было спонтанное деление изотопов элемента 106. Рассматриваемый изотоп сначала был предложен как сиборгий-259, но позже был исправлен на сиборгий-260.

. 82Pb. + . 24Cr.. 106 Sg. + 2 . n.
. 82Pb. +. 24Cr. →. 106 Sg. +. n.

Несколько месяцев спустя, в 1974 году, исследователи, в том числе Гленн Т. Сиборг, Кэрол Алонсо и Альберт Гиорсо из Калифорнийского университета в Беркли и Э. Кеннет Хьюлет из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса также синтезировали элемент, бомбардируя мишень калифорний -249 с ионов кислорода-18, используя оборудование, подобное тому, которое использовалось для синтеза элемента 104 пятью годами ранее, наблюдая не менее семидесяти альфа-распадов, по-видимому, из-за изотоп сиборгий-263m с периодом полураспада 0,9 ± 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 наблюдаемой реакции, 0,3 нанобарьер, также хорошо согласуется с теоретическими предсказаниями. Это подтвердило отнесение событий альфа-распада к сиборгию-263m.

. 98Cf. + . 8O.. 106 Sg. + 4 . 0n.. 104 Rf. + . α.. 102 No. + . α.

Таким образом, возник спор из-за первоначальных конкурирующих заявлений об открытии, хотя в отличие от случая из синтетических элементов до элемента 105, ни одна команда исследователей не решила объявить предлагаемые имена для новых элементов, таким образом предотвратив споры об именах элементов. Спор об открытии, однако, затянулся до 1992 года, когда была сформирована рабочая группа IUPAC / IUPAP Transfermium (TWG), чтобы положить конец противоречиям, сделав выводы относительно требований об обнаружении элементов с 101 по 112, пришли 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.

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

Сиборг ранее предположил TWG, что, если Беркли будет признан официальным первооткрывателем элементов 104 и 105, они могли бы предложить название kurchatovium (символ Kt) для элемента 106 в честь дубненской команды, предложившей это название для элемента 104 в честь Игоря Курчатова, бывшего руководителя советских ядерных исследований программа. 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. После того, как команда Беркли была признана официальными первооткрывателями, она начала всерьез выбирать имя:

... мы получили признание за открытие и сопутствующее право давать имя новому элементу. 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 группы. В течение долгого времени не было ни фокуса, ни лидера.. Затем однажды Эл [Гиорсо] вошел в мой офис и спросил, что я думаю о названии 106-го элемента «сиборгий». Я был поражен.

— Гленн Сиборг

Эрик, сын Сиборга, запомнил процесс присвоения имен следующим образом:

Когда восемь ученых, участвовавших в открытии, предполагали так много хороших возможностей, Гиорсо отчаялся достичь консенсуса, пока однажды ночью не проснулся с идея. 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?» Мой отец был ошеломлен и, посоветовавшись с моей матерью, согласился.

— Эрик Сиборг

Название сиборгий и символ Sg были объявлены на 207-м национальном собрании Американского химического общества в марте 1994 года. Кеннет Хьюлет, один из соавторов. Однако ИЮПАК постановил в августе 1994 года, что элемент не может быть назван в честь живого человека, и Сиборг был еще жив в то время. Так, в сентябре 1994 г. ИЮПАК рекомендовал набор названий, в которых названия были предложены тремя лабораториями (третья - GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research в Дармштадте, Германия ) с конкурирующими претензиями к открытию элементов со 104 по 109 были перенесены на различные другие элементы, в которых резерфордий (Rf), предложенный Беркли для элемента 104, был перенесен на элемент 106, при этом сиборгий исключен полностью как название.

Сводка предложений по именованию элементов и окончательных решений для элементов 101–112 (тех, которые описаны в отчете TWG)
Атомный номерСистематическийАмериканскийРусскийНемецкийКомпромиссный 92IUPAC 94ACS 94IUPAC 95IUPAC 97Присутствует
101уннилунийменделевийменделевийменделевийменделевийменделевийменделевийменделевий
102уннильбийнобелийиолиотийилиотийнобелийнобелийфлеровийнобелийнобелий
103уннильтрийлоуренсийрезерфордиумлоуренсийлоуренсийлоуренсийлоуренсийлоуренсийлоуренсий
104уннилквадийрутерфордийкурчатовиймейтнерийдубнийрутерфорддубнийрезерфордрезерфорд
105уннилпентиумганийнильсборийкурчатовийилиотийганийилиотийдубнийдубний
106уннилгексийсиборгийрезерфордрезерфордсиборгийсиборгийсиборгийсиборгий
107unnilseptiumnielsbohriumnielsbohriumbohriumnielsbohriumnielsbohriumbohriumbohrium
108уннилокцийхасиумхасиумганиумхассийгасийхассийхассий
109унниленниймейтнерийганниймейтнериймейтнериймейтнериймейтнериймейтнерий
110унуннилийханиумбеккерелийдармштадцийдармштадций
111унуннийroentgeniumroentgenium
112ununbiumcoperniciumcopernicium

Это решение вызвало бурю всемирного протеста против игнорирования права исторического первооткрывателя называть новые элементы, а также против новое правило обратной силы против наименования элементов после 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. 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 нарушали это совсем." Однако Сиборг ответил:

Это будет первый случай в истории, когда признанным и неоспоримым первооткрывателям элемента отказывают в праве называть его.

— Гленн Сиборг

Под давлением общественности ИЮПАК предложил другое компромисс в августе 1995 года, в котором название сиборгий было восстановлено для элемента 106 в обмен на удаление всех других американских предложений, кроме одного, что встретило 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:

В интересах международной гармонии Комитет неохотно принял название «дубний» для элемента 105 вместо «ханиум» [американское предложение], которое имеет издавна использовалась в литературе. Мы рады отметить, что «сиборгий» теперь является международно одобренным названием для элемента 106.

— Американское химическое общество

Сиборг прокомментировал это название:

Я, разумеется, горжусь тем, что американские химики рекомендовали это элемент 106, помещенный под вольфрам (74), можно назвать «сиборгием». Я с нетерпением ждал того дня, когда исследователи-химики будут ссылаться на такие соединения, как хлорид сиборга, нитрат сиборга и, возможно, сиборгат натрия.. Это величайшая честь, когда-либо удостоенная меня - даже лучше, чем выиграть Нобелевская премия. У будущих студентов-химиков, изучающих периодическую таблицу Менделеева, может возникнуть причина спросить, почему элемент был назван в честь меня, и таким образом узнать больше о моей работе.

— Гленн Сиборг

Сиборг умер через полтора года, 25 февраля 1999 г., в возрасте 86 лет.

Изотопы

Список изотопов сиборгия
Изотоп.Полужизнь.Распад. режимОткрытие. годРеакция
Sg3 мсSF1994Bi (V, 2n)
Sg600 мсα1985Pb (Cr, 2n)
Sg4 мсSF, α1985Pb (Cr, 2n)
Sg200 мсα, EC, SF1985Pb (Cr, n)
Sg92 мксIT2009Pb (Cr, n)
Sg7 мсSF, α2001Ds (-, 2α)
Sg1 sα1994Ds (-, 2α)
Sg120 мсα, SF1974Cf (O, 4n)
Sg37 мсSF2006U (Si, 4n)
Sg8 сα1993Cm (Ne, 5n)
Sg16,2 сα1993Cm (Ne, 5n)
Sg360 мсSF2004Hs (-, α)
Sg1,4 минSF, α2004Hs (-, α)
Sg14 минα2010Fl (-, 4α)
Sg2,4 минα2003Fl (-, 4α)

Сверхтяжелые элементы, такие как сиборгий, производятся путем бомбардировки более легких элементов в ускорители частиц, которые вызывают 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.

В зависимости от задействованных энергий реакции синтеза, которые генерируют сверхтяжелые элементы, разделяются на «горячее» и «холодное». В реакциях горячего синтеза очень легкие высокоэнергетические снаряды ускоряются в направлении очень тяжелых целей (актиниды ), в результате чего возникают составные ядра с высокой энергией возбуждения (~ 40–50 МэВ ) которые могут либо делиться, либо испарять несколько (от 3 до 5) нейтронов. 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, и, таким образом, обеспечивается возможность образования продуктов, богатых нейтронами. Последнее отличается от концепции, в которой ядерный синтез, как утверждается, достигается при условиях комнатной температуры (см. холодный синтез ).

Сиборгий не имеет стабильных или встречающихся в природе изотопов. Несколько радиоактивных изотопов были синтезированы в лаборатории либо сплавлением двух атомов или наблюдением 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, известны метастабильные состояния. Все они распадаются только в результате альфа-распада и спонтанного деления, за единственным исключением сиборгия-261, который также может подвергаться захвату электрона в дубний-261.

Существует тенденция к увеличению периода полураспада для более тяжелых изотопов; таким образом, три самых тяжелых известных изотопа, Sg, Sg и Sg, также являются наиболее долгоживущими, их периоды полураспада измеряются в минутах. Некоторые другие изотопы в этой области предсказываются иметь сопоставимый или даже более длительный период полураспада. Кроме того, период полураспада Sg, Sg и Sg измеряется в секундах. Все оставшиеся изотопы имеют период полураспада, измеряемый в миллисекундах, за исключением самого короткоживущего изотопа Sg, с периодом полураспада всего 92 микросекунды.

Богатые протонами изотопы от Sg до Sg были непосредственно производятся методом холодного плавления; все более тяжелые изотопы были получены в результате повторного альфа-распада более тяжелых элементов гассий, дармштадций и флеровий, за исключением изотопов Sg, Sg, Sg, и Sg, которые были получены прямым термоядерным синтезом при облучении актинидных мишеней. Двенадцать изотопов сиборгия имеют период полураспада от 92 микросекунд для Sg до 14 минут для Sg.

Свойства

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

Физический

Предполагается, что сиборгий будет твердым телом при нормальных условиях и имеет объемно-центрированную кубическую кристаллическую структуру, аналогичную его более легкому родственнику вольфрам. Это должен быть очень тяжелый металл с плотностью около 35,0 г / см, что будет четвертым по величине из любого из 118 известных элементов, ниже бория (37,1 г / см), мейтнерий (37,4 г / см) и хассий (41 г / см), три следующих элемента в периодической таблице. Для сравнения, самый плотный известный элемент, у которого была измерена его плотность, осмий, имеет плотность всего 22,61 г / см. Это является результатом высокого атомного веса сиборгия, сокращений лантанидов и актинидов и релятивистских эффектов, хотя производство достаточного количества сиборгия для измерения этого количества было бы непрактичным, и образец быстро распадался бы.

Химический

Сиборгий - четвертый член 6d серии переходных металлов и самый тяжелый член группы 6 в периодической таблице, ниже хром, молибден и вольфрам. 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. Таким образом, сиборгий должен иметь +6 в качестве наиболее стабильной степени окисления как в газовой фазе, так и в водном растворе, и это единственная степень окисления, известная для него экспериментально; состояния +5 и +4 должны быть менее стабильными, а состояние +3, наиболее распространенное для хрома, будет наименее стабильным для сиборгия.

Эта стабилизация наивысшего состояния окисления происходит в начале 6d элементов 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] 5f6d7s; Sg, [Rn] 5f6d7s; Sg, [Rn] 5f6d7s; Sg, [Rn] 5f6d ; Sg, [Rn] 5f). Из-за большой дестабилизации орбитали 7s, Sg должен быть даже более нестабильным, чем W, и должен очень легко окисляться до Sg. Прогнозируемый ионный радиус гексакоординированного иона Sg 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>Rf>Db>Sg. Некоторые предсказанные стандартные потенциалы восстановления для ионов сиборгия в водно-кислотном растворе следующие:

2 SgO 3 + 2 H + 2 e⇌ Sg 2O5+ H 2OE = -0,046 В
Sg2O5+ 2 H + 2 e⇌ 2 SgO 2 + H 2OE = +0,11 В
SgO 2 + 4 H + e⇌ Sg + 2 H 2OE = −1,34 V
Sg + e⇌ SgE = −0,11 V
Sg + 3 e⇌ SgE = +0,27 V

Сиборгий должен образовывать очень летучий гексафторид (SgF 6), а также умеренно летучий гексахлорид (SgCl 6), пентахлорид (SgCl 5) и оксихлориды SgO 2Cl2и SgOCl 4. Ожидается, что SgO 2Cl2будет наиболее стабильным из оксихлоридов сиборгия и наименее летучим из оксихлоридов группы 6 с последовательностью MoO 2Cl2>WO 2Cl2>SgO 2Cl2. Ожидается, что летучие соединения сиборгия (VI) SgCl 6 и SgOCl 4 будут нестабильны для разложения до соединений сиборгия (V) при высоких температурах, аналогично MoCl 6 <109.>и MoOCl 4 ; этого не должно происходить для SgO 2Cl2из-за гораздо более высокой энергетической щели между самой высокой занятой и самой низкой незанятой молекулярными орбиталями, несмотря на схожую прочность связи Sg – Cl (аналогично молибдену и вольфрам).

Молибден и вольфрам очень похожи друг на друга и демонстрируют важные отличия от более мелкого хрома, а сиборгий, как ожидается, будет следовать химическому составу вольфрама и молибдена довольно близко, образуя еще большее разнообразие оксоанионов, простейшим из них является сиборгат SgO. 4, который может образовываться в результате быстрого гидролиза Sg (H. 2O). 6, хотя это будет происходить менее легко, чем с молибденом и вольфрамом, как и следовало ожидать из-за большего размера сиборгия. 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 комплексов конкурирует с гидролизом в плавиковая кислота.

Экспериментальная химия

Экспериментальные химические исследования сиборгия были затруднены из-за необходимости производить его по одному атому за раз, его короткого периода полураспада и, как следствие, необходимой жесткости условий эксперимента.. Изотоп Sg и его изомер Sg полезны для радиохимии: они образуются в реакции Cm (Ne, 5n).

В первых экспериментальных химических исследованиях сиборгия в 1995 и 1996 годах атомы сиборгия были получены в реакция Cm (Ne, 4n) Sg, термализовалась и реагировала 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. 2Cl. 2+ H. 2

В 2001 году группа продолжила изучение химического состава сиборгия в газовой фазе путем реакции элемента с O 2 в среде H 2 O. Подобно образованию оксихлорида, результаты эксперимента показали образование гидроксида оксида сиборгия, реакцию, хорошо известную среди более легких гомологов группы 6, а также псевдогомолога урана.

2 Sg + 3 O. 2→ 2 SgO. 3
SgO. 3+ H. 2O → SgO. 2(OH). 2

Прогнозы химического состава водной среды сиборгия в значительной степени 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 2F2или анионного комплексного иона [SgO 2F3], скорее чем SgO. 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 2O)6]) протекает только до катионного комплекса [Sg (OH) 4(H2O)] или [Sg (OH) 3(H2O)2], в то время как молибден и вольфрам переходит в нейтральный [MO 2 (OH) 2)].

Единственная другая известная степень окисления сиборгия, отличная от степени группового окисления +6, - это нулевая степень окисления. Подобно трем его более легким конгенерам, образующим гексакарбонил хрома, гексакарбонил молибдена и гексакарбонил вольфрама, в 2014 году было показано, что сиборгий также образует гексакарбонил сиборгия ., Sg (CO) 6. Как и его гомологи молибдена и вольфрама, гексакарбонил сиборгия является летучим соединением, которое легко реагирует с диоксидом кремния.

Примечания

Ссылки

Библиография

External links

Wikimedia Commons has media related to Seaborgium.
Последняя правка сделана 2021-06-07 07:18:11
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте