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Flerovium,  114 Fl
Flerovio
Pronunciación
Número de masa[289] (sin confirmar: 290)
Flerovio en la tabla periódica
HidrógenoHelio
LitioBerilioBoroCarbónNitrógenoOxígenoFlúorNeón
SodioMagnesioAluminioSilicioFósforoAzufreCloroArgón
PotasioCalcioEscandioTitanioVanadioCromoManganesoHierroCobaltoNíquelCobreZincGalioGermanioArsénicoSelenioBromoCriptón
RubidioEstroncioItrioCirconioNiobioMolibdenoTecnecioRutenioRodioPaladioPlataCadmioIndioEstañoAntimonioTelurioYodoXenón
CesioBarioLantanoCerioPraseodimioNeodimioPrometeoSamarioEuropioGadolinioTerbioDisprosioHolmioErbioTulioIterbioLutecioHafnioTantalioTungstenoRenioOsmioIridioPlatinoOroMercurio (elemento)TalioDirigirBismutoPolonioAstatineRadón
FrancioRadioActinioTorioProtactinioUranioNeptunioPlutonioAmericioCurioBerkelioCalifornioEinstenioFermioMendelevioNobelioLawrencioRutherfordioDubniumSeaborgioBohriumHassiumMeitnerioDarmstadtiumRoentgenioCopérnicoNihoniumFlerovioMoscoviumLivermoriumTennessineOganesson
Pb
↑
Fl
↓
(Uho)
nihonium ← flerovium → moscovium
Número atómico ( Z )114
Grupogrupo 14 (grupo de carbono)
Períodoperíodo 7
Cuadra  bloque p
Configuración electronica[ Rn ] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 2 (predicho) [3]
Electrones por capa2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 (predicho)
Propiedades físicas
Fase en  STPlíquido (previsto) [4]
Punto de fusion200  K (−73 ° C, −100 ° F) (previsto) [4]
Punto de ebullición380 K (107 ° C, 224 ° F) (previsto) [4]
Densidad (cerca de  rt )9,928 g / cm 3 (previsto) [5]
Calor de vaporización38 kJ / mol (previsto) [6]
Propiedades atómicas
Estados de oxidación(0), (+1), ( +2 ), (+4), (+6) (predicho) [3] [6] [7]
Energías de ionización
  • 1 °: 832,2 kJ / mol (previsto) [8]
  • 2do: 1600 kJ / mol (predicho) [6]
  • 3 °: 3370 kJ / mol (predicho) [6]
  • ( más )
Radio atómicoempírico: 180 p. m  . (previsto) [3] [6]
Radio covalente171-177 pm (extrapolado) [9]
Otras propiedades
Ocurrencia naturalsintético
Estructura cristalinacara cúbica centrada (fcc)

(predicho) [10]
Número CAS54085-16-4
Historia
Nombraren honor al Laboratorio de Reacciones Nucleares Flerov (a su vez llamado así por Georgy Flyorov ) [11]
DescubrimientoInstituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) y Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) (1999)
Isótopos principales de flerovium
IsótopoAbundanciaVida media ( t 1/2 )Modo de decaimientoProducto
284 Fl [12] [13]syn2,5 msSF
285 Fl [14]syn0,10 sα281 Cn
286 Flsyn0,12 s40% α282 Cn
60% SF
287 Fl [15]syn0,48 segundosα283 Cn
¿CE?287 Nh
288 Flsyn0,66 segundosα284 Cn
289 Flsyn1,9 sα285 Cn
290 Fl [16] [17]syn19 s?CE290 Nh
α286 Cn
Categoría Categoría: Flerovium
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El flerovio es un elemento químico artificial superpesado con el símbolo Fl y número atómico 114. Es un elemento sintético extremadamente radiactivo . El elemento lleva el nombre del Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna , Rusia, donde el elemento fue descubierto en 1998. El nombre del laboratorio, a su vez, honra al físico ruso Georgy Flyorov ( Флёров en cirílico , de ahí la transliteración de " yo " a "e"). El nombre fue adoptado por IUPAC el 30 de mayo de 2012. El nombre y el símbolo se habían propuesto previamente para el elemento 102 ( nobelio ), pero la IUPAC no los había aceptado en ese momento.

En la tabla periódica de los elementos, es un elemento transactínido en el bloque p . Es un miembro del séptimo período y es el miembro más pesado conocido del grupo de carbono ; también es el elemento más pesado cuya química se ha investigado. Los estudios químicos iniciales realizados en 2007-2008 indicaron que el flerovium era inesperadamente volátil para un elemento del grupo 14; [18] en los resultados preliminares, incluso parecía exhibir propiedades similares a las de los gases nobles . [19] Los resultados más recientes muestran que la reacción del flerovium con el oro es similar a la del copernicium., mostrando que es un elemento muy volátil que incluso puede ser gaseoso a temperatura y presión estándar , que presentaría propiedades metálicas , consistentes con ser el homólogo más pesado del plomo , y que sería el metal menos reactivo del grupo 14. La cuestión de si el flerovium se comporta más como un metal o un gas noble aún no se ha resuelto a partir de 2020.

Se han observado alrededor de 90 átomos de flerovium: 58 se sintetizaron directamente y el resto se hizo a partir de la desintegración radiactiva de elementos más pesados. Se ha demostrado que todos estos átomos de flerovium tienen números de masa de 284 a 290. El isótopo de flerovium más estable conocido , flerovium-289, tiene una vida media de alrededor de 1,9 segundos, pero es posible que el flerovium-290 no confirmado (con un neutrón adicional) puede tener una vida media más larga de 19 segundos; esta sería una de las vidas medias más largas de cualquier isótopo de cualquier elemento en estos lugares más lejanos de la tabla periódica. Se predice que Flerovium estará cerca del centro de la teorizada isla de estabilidad, y se espera que los isótopos de flerovium más pesados, especialmente el flerovium-298 posiblemente mágico , puedan tener vidas medias aún más largas.

Introducción [ editar ]

Esta sección está transcluida de Introducción a los elementos más pesados . ( editar | historia )
Ver también: Elemento superpesado § Introducción
Una representación gráfica de una reacción de fusión nuclear . Dos núcleos se fusionan en uno y emiten un neutrón . Las reacciones que crearon nuevos elementos en este momento fueron similares, con la única diferencia posible de que a veces se liberaban varios neutrones singulares, o ninguno en absoluto.
Video externo
icono de video Visualización de una fusión nuclear fallida, basada en cálculos de la Universidad Nacional de Australia [20]

Los núcleos atómicos más pesados [a] se crean en reacciones nucleares que combinan otros dos núcleos de tamaño desigual [b] en uno; aproximadamente, cuanto más desiguales son los dos núcleos en términos de masa, mayor es la posibilidad de que reaccionen. [26] El material hecho de los núcleos más pesados ​​se convierte en un objetivo, que luego es bombardeado por el haz de núcleos más ligeros. Dos núcleos solo pueden fusionarse en uno si se acercan lo suficiente; normalmente, los núcleos (todos cargados positivamente) se repelen entre sí debido a la repulsión electrostática . La fuerte interacciónpuede superar esta repulsión, pero sólo a una distancia muy corta de un núcleo; Por tanto, los núcleos de los haces se aceleran enormemente para hacer que dicha repulsión sea insignificante en comparación con la velocidad del núcleo del haz. [27] Acercarse por sí solo no es suficiente para que dos núcleos se fusionen: cuando dos núcleos se acercan, generalmente permanecen juntos durante aproximadamente 10-20  segundos y luego se separan (no necesariamente en la misma composición que antes de la reacción) en lugar de Forman un solo núcleo. [27] [28] Si se produce la fusión, la fusión temporal, denominada núcleo compuesto, es un estado excitado.. Para perder su energía de excitación y alcanzar un estado más estable, un núcleo compuesto se fisiona o expulsa uno o varios neutrones , [c] que se llevan la energía. Esto ocurre aproximadamente entre 10 y 16  segundos después de la colisión inicial. [29] [d]

El rayo atraviesa el objetivo y llega a la siguiente cámara, el separador; si se produce un nuevo núcleo, se transporta con este rayo. [32] En el separador, el núcleo recién producido se separa de otros nucleidos (el del haz original y cualquier otro producto de reacción) [e] y se transfiere a un detector de barrera de superficie , que detiene el núcleo. Se marca la ubicación exacta del próximo impacto en el detector; también están marcadas su energía y la hora de la llegada. [32] La transferencia tarda entre 10 y 6  segundos; para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. [35] El núcleo se registra de nuevo una vez que se registra su desintegración, y la ubicación, la energía, y se mide el tiempo de decaimiento. [32]

La estabilidad del núcleo es proporcionada por la interacción fuerte. Sin embargo, su alcance es muy corto; a medida que los núcleos se hacen más grandes, su influencia sobre los nucleones más externos ( protones y neutrones) se debilita. Al mismo tiempo, el núcleo se rompe por la repulsión electrostática entre protones, ya que tiene un alcance ilimitado. [36] Los núcleos de los elementos más pesados ​​se predicen teóricamente [37] y hasta ahora se ha observado [38] que se desintegran principalmente a través de modos de desintegración que son causados ​​por dicha repulsión: desintegración alfa y fisión espontánea ; [f] estos modos son predominantes para núcleos de elementos superpesados. Las desintegraciones alfa son registradas por las partículas alfa emitidas , y los productos de la desintegración son fáciles de determinar antes de la desintegración real; si tal desintegración o una serie de desintegraciones consecutivas produce un núcleo conocido, el producto original de una reacción se puede determinar aritméticamente. [g] Sin embargo, la fisión espontánea produce varios núcleos como productos, por lo que el nucleido original no puede determinarse a partir de sus hijas. [h]

La información disponible para los físicos que pretenden sintetizar uno de los elementos más pesados ​​es, por lo tanto, la información recopilada en los detectores: ubicación, energía y tiempo de llegada de una partícula al detector y los de su desintegración. Los físicos analizan estos datos y buscan concluir que efectivamente fue causado por un nuevo elemento y no pudo haber sido causado por un nucleido diferente al que se afirma. A menudo, los datos proporcionados son insuficientes para llegar a la conclusión de que definitivamente se creó un nuevo elemento y no hay otra explicación para los efectos observados; Se han cometido errores en la interpretación de los datos. [I]

Historia [ editar ]

Ver también: Descubrimiento de los elementos químicos.

Pre-descubrimiento [ editar ]

Desde finales de la década de 1940 hasta principios de la de 1960, los primeros días de la síntesis de elementos transuránicos cada vez más pesados , se predijo que, dado que tales elementos pesados ​​no se producían de forma natural, tendrían vidas medias cada vez más cortas para la fisión espontánea , hasta que dejó de existir por completo alrededor del elemento 108 (ahora conocido como hassium ). El trabajo inicial en la síntesis de actínidos pareció confirmar esto. [50] El modelo de capa nuclear , introducido en 1949 y desarrollado ampliamente a fines de la década de 1960 por William Myers y Władysław Świątecki , declaró que los protones y neutronesformaron capas dentro de un núcleo, algo análogo a los electrones que forman capas de electrones dentro de un átomo. Los gases nobles no son reactivos debido a que tienen capas completas de electrones; por lo tanto, se teorizó que los elementos con capas nucleares llenas, que tienen los llamados números " mágicos " de protones o neutrones, se estabilizarían contra la desintegración radiactiva . Un isótopo doblemente mágico , con números mágicos de protones y neutrones, estaría especialmente estabilizado. Heiner Meldner calculó en 1965 que el siguiente isótopo doblemente mágico después del plomo-208 sería el flerovium-298 con 114 protones y 184 neutrones, que formaría el centro de un llamado "isla de estabilidad ". [50] [51] Esta isla de estabilidad, que supuestamente va desde el copernicio (elemento 112) hasta el oganesson (118), vendría después de un largo" mar de inestabilidad "de los elementos 101 (mendelevio) a 111 (roentgenium ), [50] y se especuló en 1966 que los isótopos de flerovium en él tenían vidas medias superiores a los cien millones de años. [52] Estas primeras predicciones fascinaron a los investigadores y llevaron al primer intento de síntesis de flerovium en 1968 utilizando el reacción 248 Cm ( 40Ar, xn). No se encontraron isótopos de flerovium en esta reacción. Se pensó que esto ocurría porque el núcleo compuesto 288 Fl solo tiene 174 neutrones en lugar de la supuesta magia 184, y esto tendría un impacto significativo en la sección transversal de la reacción (rendimiento) y las vidas medias de los núcleos producidos. [53] [54] Luego se necesitaron treinta años más para que se sintetizaran los primeros isótopos de flerovium. [50] Un trabajo más reciente sugiere que las islas locales de estabilidad alrededor de hassium y flerovium se deben a que estos núcleos están deformados y achatados respectivamente , lo que los hace resistentes a la fisión espontánea, y que la verdadera isla de estabilidad para los núcleos esféricos ocurre alrededor del unbibium-306 (con 122 protones y 184 neutrones). [55]

Descubrimiento [ editar ]

Flerovium fue sintetizado por primera vez en diciembre de 1998 por un equipo de científicos del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) en Dubna , Rusia, dirigido por Yuri Oganessian , quien bombardeó un objetivo de plutonio-244 con núcleos acelerados de calcio-48 :

244
94Pu
 + 48
20California
 → 292
114Florida
* → 290
114Florida
 + 2 1
0norte

Esta reacción se había intentado antes, pero sin éxito; Para este intento de 1998, el JINR había mejorado todo su equipo para detectar y separar mejor los átomos producidos y bombardear el objetivo con mayor intensidad. [56] Se detectó un solo átomo de flerovium, decayendo por emisión alfa con una vida útil de 30,4 segundos. La energía de desintegración medida fue de 9,71  MeV , lo que da una vida media esperada de 2 a 23 s. [57] Esta observación se asignó al isótopo flerovium-289 y se publicó en enero de 1999. [57]El experimento se repitió más tarde, pero nunca se volvió a encontrar un isótopo con estas propiedades de desintegración y, por tanto, se desconoce la identidad exacta de esta actividad. Es posible que se deba al isómero metaestable 289m Fl, [58] [59] pero debido a que la presencia de una serie completa de isómeros de vida más larga en su cadena de desintegración sería bastante dudosa, la asignación más probable de esta cadena es al canal 2n que conduce a 290 Fl y la captura de electrones a 290 Nh, que encaja bien con la sistemática y las tendencias a través de los isótopos de flerovium, y es consistente con la energía de haz bajo que se eligió para ese experimento, aunque sería deseable una mayor confirmación a través del síntesis de 294 Lv en elReacción de 248 Cm ( 48 Ca, 2n), que decaería alfa a 290 Fl. [16] El equipo de RIKEN informó sobre una posible síntesis de los isótopos 294 Lv y 290 Fl en 2016 a través de la reacción de 248 Cm ( 48 Ca, 2n), pero se pasó por alto la desintegración alfa de 294 Lv, la desintegración alfa de 290 Fl a 286 Se observó Cn en lugar de captura de electrones a 290 Nh, y la asignación a 294 Lv en lugar de 293 Lv y la desintegración a un isómero de 285 Cn no era segura. [17]

Glenn T. Seaborg , un científico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley que había estado involucrado en el trabajo para sintetizar tales elementos superpesados, dijo en diciembre de 1997 que "uno de sus sueños más duraderos y más preciados era ver uno de estos elementos mágicos "; [50] Su colega Albert Ghiorso le habló de la síntesis de flerovium poco después de su publicación en 1999. Ghiorso recordó más tarde: [60]

Quería que Glenn lo supiera, así que me acerqué a su cama y se lo dije. Creí ver un brillo en sus ojos, pero al día siguiente, cuando fui a visitarlo, no recordaba haberme visto. Como científico, había muerto cuando tuvo ese derrame cerebral. [60]

-  Albert Ghiorso

Seaborg murió dos meses después, el 25 de febrero de 1999. [60]

Isótopos [ editar ]

Artículo principal: Isótopos de flerovium
Lista de isótopos de flerovium
IsótopoVida media [j]
Modo de decaimiento
Año de descubrimiento [61]
Reacción de descubrimiento [62]
ValorÁrbitro
284 Fl2,5 ms[13]SF2015240 Pu ( 48 Ca, 4n)
239 Pu ( 48 Ca, 3n)
285 Fl0,10 s[14]α2010242 Pu ( 48 Ca, 5n)
286 Fl0,12 s[63]α, SF2003290 Lv (-, α)
287 Fl0,48 segundos[63]α, EC?2003244 Pu ( 48 Ca, 5n)
288 Fl0,66 segundos[63]α2004244 Pu ( 48 Ca, 4n)
289 Fl1,9 s[63]α1999244 Pu ( 48 Ca, 3n)
289 millones de fl [k]1,1 s[61]α2012293 m Lv (-, α)
290 Fl [k]19 s[16] [17]α, EC?1998244 Pu ( 48 Ca, 2n)

En marzo de 1999, el mismo equipo reemplazó el objetivo de 244 Pu por uno de 242 Pu para producir otros isótopos de flerovium. En esta reacción, se produjeron dos átomos de flerovium, que se desintegraron por emisión alfa con una vida media de 5,5 s. Fueron asignados como 287 Fl. [64] Esta actividad tampoco se ha vuelto a ver y no está claro qué núcleo se produjo. Es posible que fuera el isómero metaestable 287m Fl [65] o el resultado de una rama de captura de electrones de 287 Fl que conduce a 287 Nh y 283 Rg. [15]

El descubrimiento ahora confirmado de flerovium se realizó en junio de 1999 cuando el equipo de Dubna repitió la primera reacción de 1998. Esta vez, se produjeron dos átomos de flerovium; alfa decayeron con una vida media de 2.6 s, diferente del resultado de 1998. [58] Esta actividad se asignó inicialmente a 288 Fl por error, debido a la confusión con respecto a las observaciones anteriores que se suponía que procedían de 289 Fl. El trabajo adicional en diciembre de 2002 finalmente permitió una reasignación positiva de los átomos de junio de 1999 a 289 Fl. [sesenta y cinco]

En mayo de 2009, el Grupo de Trabajo Conjunto (JWP) de la IUPAC publicó un informe sobre el descubrimiento de copernicio en el que reconocían el descubrimiento del isótopo 283 Cn. [66] Esto implicó el descubrimiento de flerovium, a partir del reconocimiento de los datos para la síntesis de 287 Fl y 291 Lv , que decaen a 283 Cn. El descubrimiento de los isótopos flerovium-286 y -287 se confirmó en enero de 2009 en Berkeley. A esto le siguió la confirmación de flerovium-288 y -289 en julio de 2009 en la Gesellschaft für Schwerionenforschung(GSI) en Alemania. En 2011, la IUPAC evaluó los experimentos del equipo de Dubna de 1999-2007. Encontraron que los primeros datos no eran concluyentes, pero aceptaron los resultados de 2004-2007 como flerovium, y el elemento fue reconocido oficialmente como descubierto. [67]

Si bien el método de caracterización química de una hija tuvo éxito en los casos de flerovium y livermorium, y la estructura más simple de los núcleos pares-pares hizo que la confirmación del oganesson (elemento 118) fuera sencilla, ha habido dificultades para establecer la congruencia de las cadenas de desintegración. de isótopos con protones impares, neutrones impares o ambos. [68] [69] Para solucionar este problema con la fusión en caliente, cuyas cadenas de desintegración terminan en una fisión espontánea en lugar de conectarse a núcleos conocidos como lo permite la fusión en frío, se realizaron experimentos en Dubna en 2015 para producir isótopos más ligeros de flerovium en el reacciones de 48 Ca con 239 Pu y 240 Pu, particularmente 283Fl, 284 Fl y 285 Fl; el último se había caracterizado previamente en la reacción de 242 Pu ( 48 Ca, 5n) 285 Fl en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en 2010. El isótopo 285 Fl se caracterizó más claramente, mientras que el nuevo isótopo 284 Fl sufrió una fisión espontánea inmediata en lugar de desintegración alfa a nucleidos conocidos alrededor del cierre de la concha N = 162, y no se encontró 283 Fl. [13] Este isótopo más ligero podría producirse todavía en la reacción de fusión fría 208 Pb ( 76 Ge, n) 283Fl, [16] que el equipo de RIKEN en Japón ha considerado investigar: [70] [71] se espera que esta reacción tenga una sección transversal más alta de 200 fb que el mínimo del "récord mundial" de 30 fb para 209 Bi ( 70 Zn, n) 278 Nh, la reacción que RIKEN utilizó para el descubrimiento oficial del elemento 113, ahora llamado nihonium . [16] [72] [73] El equipo de Dubna repitió su investigación de la reacción de 240 Pu + 48 Ca en 2017, observando tres nuevas cadenas de desintegración consistentes de 285Fl, una cadena de desintegración adicional de este nucleido que puede pasar a través de algunos estados isoméricos en sus hijas, una cadena que podría asignarse a 287 Fl (probablemente derivada de impurezas de 242 Pu en el objetivo), y algunos eventos de fisión espontánea de los cuales algunos podrían ser de 284 Fl, aunque también son posibles otras interpretaciones que incluyen reacciones secundarias que implican la evaporación de partículas cargadas. [14]

Nombrar [ editar ]

Sello de Rusia, emitido en 2013, dedicado a Georgy Flyorov y flerovium

Usando la nomenclatura de Mendeleev para elementos no identificados y no descubiertos , flerovium a veces se llama eka- lead . En 1979, la IUPAC publicó recomendaciones según las cuales el elemento se llamaría ununquadium (con el símbolo correspondiente de Uuq ), [74] un nombre de elemento sistemático como marcador de posición , hasta que se confirme el descubrimiento del elemento y se decida un nombre permanente. en. La mayoría de los científicos en el campo lo llamaron "elemento 114", con el símbolo de E114 , (114) o 114 . [3]

De acuerdo con las recomendaciones de la IUPAC, el o los descubridores de un nuevo elemento tienen derecho a sugerir un nombre. [75] Después de que la IUPAC reconoció el descubrimiento de flerovium y livermorium el 1 de junio de 2011, la IUPAC pidió al equipo de descubrimiento en el JINR que sugiriera nombres permanentes para esos dos elementos. El equipo de Dubna eligió nombrar el elemento 114 flerovium (símbolo Fl), [76] [77] en honor al Laboratorio Ruso Flerov de Reacciones Nucleares (FLNR), llamado así por el físico soviético Georgy Flyorov (también escrito Flerov); informes anteriores afirman que el nombre del elemento se propuso directamente para honrar a Flyorov. [78]De acuerdo con la propuesta recibida de los descubridores, la IUPAC nombró oficialmente flerovium en honor al Laboratorio de Reacciones Nucleares de Flerov (un nombre más antiguo del JINR), no en honor al propio Flyorov. [11] Flyorov es conocido por escribir a Joseph Stalin en abril de 1942 y señalar el silencio en las revistas científicas en el campo de la fisión nuclear en los Estados Unidos, Gran Bretaña y Alemania. Flyorov dedujo que esta investigación debe haberse convertido en información clasificada en esos países. El trabajo y los impulsos de Flyorov llevaron al desarrollo del propio proyecto de bomba atómica de la URSS . [77] Flyorov también es conocido por el descubrimiento de la fisión espontánea.con Konstantin Petrzhak . La ceremonia de nombramiento de flerovium y livermorium se celebró el 24 de octubre de 2012 en Moscú. [79]

En una entrevista de 2015 con Oganessian, el anfitrión, preparándose para hacer una pregunta, dijo: "Dijiste que habías soñado con nombrar [un elemento] en honor a tu maestro Georgy Flyorov". Sin dejar que el anfitrión terminara, Oganessian dijo repetidamente: "Lo hice". [80]

Propiedades previstas [ editar ]

Se han medido muy pocas propiedades del flerovium o sus compuestos; esto se debe a su producción extremadamente limitada y cara [26] y al hecho de que se deteriora muy rápidamente. Se han medido algunas propiedades singulares, pero en su mayor parte, las propiedades del flerovium siguen siendo desconocidas y solo se dispone de predicciones.

Estabilidad nuclear e isótopos [ editar ]

Artículo principal: Isótopos de flerovium
Regiones de núcleos de formas diferentes, según lo predicho por el modelo de bosones interactuantes [55]

La base física de la periodicidad química que gobierna la tabla periódica son los cierres de capa de electrones en cada gas noble ( números atómicos 2 , 10 , 18 , 36 , 54 , 86 y 118 ): ya que cualquier otro electrón debe entrar en una nueva capa con mayor energía, las configuraciones electrónicas de capa cerrada son notablemente más estables, lo que conduce a la relativa inercia de los gases nobles. [6]Dado que también se sabe que los protones y neutrones se organizan en capas nucleares cerradas, el mismo efecto ocurre en los cierres de capas de nucleones, que ocurren en números de nucleones específicos, a menudo denominados "números mágicos". Los números mágicos conocidos son 2, 8, 20, 28, 50 y 82 para protones y neutrones, y adicionalmente 126 para neutrones. [6] Los nucleones con números mágicos de protones y neutrones , como helio-4 , oxígeno-16 , calcio-48 y plomo-208, se denominan "doblemente mágicos" y son muy estables contra la desintegración. Esta propiedad de mayor estabilidad nuclear es muy importante para los elementos superpesados : sin ninguna estabilización, se esperaría que sus vidas medias, por extrapolación exponencial, estuvieran en el rango denanosegundos (10 −9  s) cuando se alcanza el elemento 110 (darmstadtio), debido a las fuerzas electrostáticas repulsivas cada vez mayores entre los protones cargados positivamente que superan la fuerza nuclear fuerte de rango limitado que mantiene unido el núcleo. Se cree que las próximas capas de nucleones cerrados y, por tanto, los números mágicos, denotan el centro de la isla de estabilidad largamente buscada, donde las vidas medias hasta la desintegración alfa y la fisión espontánea se alargan nuevamente. [6]

Los orbitales con un número cuántico azimutal elevado aumentan de energía, eliminando lo que de otro modo sería una brecha en la energía orbital correspondiente a una capa de protones cerrada en el elemento 114. Esto eleva la siguiente capa de protones a la región alrededor del elemento 120 . [55]

Inicialmente, por analogía con el número mágico de neutrones 126, también se esperaba que la siguiente capa de protones ocurriera en el elemento 126 , demasiado lejos de las capacidades de síntesis de mediados del siglo XX para lograr mucha atención teórica. En 1966, nuevos valores para el potencial y la interacción espín-órbita en esta región de la tabla periódica [81] contradecían esto y predijeron que la siguiente capa de protones ocurriría en el elemento 114, [6] y que los nucleidos en esta región serían tan estable contra la fisión espontánea como muchos núcleos pesados ​​como el plomo-208. [6] Las capas de neutrones cerradas esperadas en esta región estaban en el número de neutrones 184 o 196, por lo que producían 298 Fl y 310Fl candidatos por ser doblemente mágicos. [6] Las estimaciones de 1972 predijeron una vida media de aproximadamente un año para 298 Fl, que se esperaba que estuviera cerca de una gran isla de estabilidad con la vida media más larga en 294 Ds (10 10  años, comparable a la de 232 Th ) . [6] Después de la síntesis de los primeros isótopos de los elementos 112 a 118 a principios del siglo XXI, se descubrió que los isótopos sintetizados deficientes en neutrones se estabilizaron contra la fisión. Así, en 2008 se planteó la hipótesis de que la estabilización frente a la fisión de estos nucleidos se debía a que eran núcleos achatados , y que una región de núcleos oblatos estaba centrada en288 Fl. Además, nuevos modelos teóricos mostraron que la brecha de energía esperada entre los orbitales del protón 2f 7/2 (llenado en el elemento 114) y 2f 5/2 (llenado en el elemento 120 ) era menor de lo esperado, por lo que el elemento 114 ya no parecía funcionar. ser una cáscara nuclear cerrada esférica estable. Ahora se espera que el siguiente núcleo doblemente mágico sea de alrededor de 306 Ubb, pero la baja vida media esperada y la sección transversal de baja producción de este nucleido dificultan su síntesis. [55] Sin embargo, todavía se espera que la isla de estabilidad exista en esta región de la tabla periódica, y más cerca de su centro (que aún no se ha acercado lo suficiente) algunos nucleidos, como291 Mc y sus alfa y beta-decaimiento hijas , [l] se pueden encontrar a decaer por emisión de positrones o captura de electrones y, por tanto moverse en el centro de la isla. [72] Debido a las altas barreras de fisión esperadas, cualquier núcleo dentro de esta isla de estabilidad se desintegra exclusivamente por desintegración alfa y quizás algo de captura de electrones y desintegración beta , [6] los cuales acercarían los núcleos a la línea de estabilidad beta donde el se espera que sea la isla. La captura de electrones es necesaria para llegar a la isla, lo cual es problemático porque no es seguro que la captura de electrones se convierta en un modo de desintegración importante en esta región de la tabla de nucleidos.. [72]

Se han realizado varios experimentos entre 2000 y 2004 en el Laboratorio de Reacciones Nucleares Flerov en Dubna estudiando las características de fisión del núcleo compuesto 292 Fl bombardeando un objetivo de plutonio-244 con iones de calcio-48 acelerados. [82] Un núcleo compuesto es una combinación suelta de nucleones que aún no se han organizado en capas nucleares. No tiene estructura interna y se mantiene unido solo por las fuerzas de colisión entre el objetivo y los núcleos del proyectil. [83] [m] Los resultados revelaron cómo núcleos como esta fisión predominantemente expulsando fragmentos doblemente mágicos o casi doblemente mágicos como calcio-40 , estaño-132 , plomo-208 obismuto-209 . También se encontró que el rendimiento de la vía de fusión-fisión fue similar entre proyectiles de calcio-48 y hierro-58 , lo que indica un posible uso futuro de proyectiles de hierro-58 en la formación de elementos superpesados. [82] También se ha sugerido que un isótopo de flerovium rico en neutrones puede formarse por cuasifisión (fusión parcial seguida de fisión) de un núcleo masivo. [84] Recientemente se ha demostrado que las reacciones de transferencia de múltiples nucleones en colisiones de núcleos de actínidos (como uranio y curio ) podrían usarse para sintetizar los núcleos superpesados ​​ricos en neutrones ubicados en la isla de estabilidad, [84] aunque la producción de ricos en neutroneses más probable que existan núcleos de nobelio o seaborgio . [72]

La estimación teórica de las semividas de desintegración alfa de los isótopos del flerovium respalda los datos experimentales. [85] [86] Se predice que el isótopo 298 Fl sobrevivido a la fisión , que durante mucho tiempo se esperaba que fuera doblemente mágico, tendría una vida media de desintegración alfa de alrededor de 17 días. [87] [88] La síntesis directa del núcleo 298 Fl por una vía de fusión-evaporación es actualmente imposible ya que ninguna combinación conocida de proyectil objetivo y estable puede proporcionar 184 neutrones en el núcleo compuesto y proyectiles radiactivos como calcio-50 ( vida media catorce segundos) todavía no se puede utilizar en la cantidad e intensidad necesarias. [84]Actualmente, una posibilidad para la síntesis de los núcleos esperados de copernicio de larga duración ( 291 Cn y 293 Cn) y flerovium cerca del centro de la isla incluye el uso de objetivos aún más pesados ​​como curio-250 , berkelio-249 , californio-251 , y einstenio-254 , que cuando se fusiona con calcio-48 produciría núcleos como 291 Mc y 291 Fl (como productos de desintegración de 299 Uue, 295 Ts y 295Lv), con los neutrones suficientes para la desintegración alfa en nucleidos lo suficientemente cerca del centro de la isla como para posiblemente experimentar una captura de electrones y moverse hacia adentro hacia el centro, aunque las secciones transversales serían pequeñas y aún se sabe poco sobre las propiedades de desintegración de los superpesados. nucleidos cerca de la línea de estabilidad beta. Esta puede ser la mejor esperanza actualmente para sintetizar núcleos en la isla de la estabilidad, pero es especulativa y puede o no funcionar en la práctica. [72] Otra posibilidad es utilizar explosiones nucleares controladas para lograr el alto flujo de neutrones necesario para crear cantidades macroscópicas de tales isótopos. [72] Esto imitaría el proceso ren el que los actínidos se produjeron por primera vez en la naturaleza y se omitió el espacio de inestabilidad después del polonio , ya que evitaría los espacios de inestabilidad en 258-260 Fm y en el número de masa 275 (números atómicos 104 a 108). [72] Algunos de estos isótopos (especialmente 291 Cn y 293 Cn) pueden incluso haber sido sintetizados en la naturaleza, pero se habrían desintegrado demasiado rápido (con vidas medias de sólo miles de años) y se producirían en cantidades demasiado pequeñas ( aproximadamente 10-12 la abundancia de plomo) para ser detectables como nucleidos primordiales hoy fuera de los rayos cósmicos . [72]

Atómico y físico [ editar ]

Flerovium es un miembro del grupo 14 en la tabla periódica , debajo del carbono , silicio , germanio , estaño y plomo. Cada elemento anterior del grupo 14 tiene cuatro electrones en su capa de valencia, formando una configuración de electrones de valencia de ns 2 np 2 . En el caso de flerovium, la tendencia continuará y se predice que la configuración del electrón de valencia será 7s 2 7p 2 ; [3] flerovium se comportará de manera similar a sus congéneres más ligeros en muchos aspectos. Es probable que surjan diferencias; un efecto que contribuye en gran medida es la interacción espín-órbita (SO)—La interacción mutua entre el movimiento y el espín de los electrones . Es especialmente fuerte para los elementos superpesados, porque sus electrones se mueven más rápido que en los átomos más ligeros, a velocidades comparables a la velocidad de la luz . [89] En relación con los átomos de flerovium, reduce los niveles de energía de los electrones 7s y 7p (estabilizando los electrones correspondientes), pero dos de los niveles de energía de los electrones 7p se estabilizan más que los otros cuatro. [90] La estabilización de los electrones 7s se denomina efecto de par inerte , y el efecto de "desgarro" de la subcapa 7p en las partes más estabilizadas y menos estabilizadas se denomina división de subcapa. Los químicos de computación ven la división como un cambio del segundo (azimutal ) número cuántico l de 1 a 1 ⁄ 2 y 3 ⁄ 2 para las partes más estabilizadas y menos estabilizadas de la subcapa 7p, respectivamente. [91] [n] Para muchos propósitos teóricos, la configuración del electrón de valencia se puede representar para reflejar la división de la subcapa 7p como 7s2
7p2
1/2. [3] Estos efectos hacen que la química del flerovium sea algo diferente a la de sus vecinos más ligeros.

Debido a que la división de espín-órbita de la subcapa 7p es muy grande en flerovium, y al hecho de que ambos orbitales llenos de flerovium en la séptima capa se estabilizan relativísticamente, se puede considerar que la configuración electrónica de valencia del flerovium tiene una capa completamente llena. Su primera energía de ionización de 8.539  eV (823.9  kJ / mol ) debería ser la segunda más alta en el grupo 14. [3] Los niveles de electrones 6d también están desestabilizados, lo que lleva a algunas especulaciones iniciales de que pueden ser químicamente activos, aunque un trabajo más reciente sugiere que esto es poco probable. [6] Porque esta primera energía de ionización es mayor que la del silicio y el germanio, aunque todavía más bajo que el del carbono , se ha sugerido que el flerovio podría clasificarse como un metaloide . [92]

La configuración electrónica de capa cerrada del flerovium da como resultado que el enlace metálico en el flerovium metálico sea más débil que en los elementos anteriores y siguientes; por lo tanto, se espera que el flerovio tenga un punto de ebullición bajo , [3] y recientemente se ha sugerido que es posiblemente un metal gaseoso, similar a las predicciones para el copernicio, que también tiene una configuración electrónica de capa cerrada. [55] Se predijo que los puntos de fusión y ebullición del flerovium en la década de 1970 serían de alrededor de 70 ° C y 150 ° C, [3]significativamente más bajos que los valores para los elementos más ligeros del grupo 14 (los de plomo son 327 ° C y 1749 ° C respectivamente), y continúa la tendencia de disminuir los puntos de ebullición hacia abajo en el grupo. Aunque estudios anteriores predijeron un punto de ebullición de ~ 1000 ° C o 2840 ° C, [6] esto ahora se considera poco probable debido a la débil unión metálica esperada en el flerovium y las tendencias de grupo esperarían que el flerovium tenga una baja entalpía de sublimación. [3] Cálculos preliminares recientes predicen que el flerovium debería tener un punto de fusión de −73 ° C (más bajo que el mercurio a −39 ° C y el copernicio, predicho 10 ± 11 ° C) y un punto de ebullición de 107 ° C, lo que haría es un metal líquido. [4] Como mercurio , radón ycopernicium , pero no plomo y oganesson (eka-radon), se calcula que el flerovium no tiene afinidad electrónica . [93]

Se espera que Flerovium cristalice en la estructura cristalina cúbica centrada en la cara como la de su congénere más ligero, [10] aunque cálculos anteriores predijeron una estructura cristalina hexagonal compacta debido a los efectos de acoplamiento espín-órbita. Esos cálculos anteriores también predijeron una densidad de 9,928 g / cm 3 , aunque se observó que probablemente era un poco demasiado baja. [5] Se espera que el electrón del ion flerovio similar al hidrógeno (oxidado de modo que solo tenga un electrón, Fl 113+ ) se mueva tan rápido que tenga una masa 1,79 veces mayor que la de un electrón estacionario, debido a efectos relativistas. A modo de comparación, se espera que las cifras de plomo y estaño similares al hidrógeno sean 1,25 y 1,073 respectivamente. [94] Flerovium formaría enlaces metal-metal más débiles que el plomo y se adsorbería menos en las superficies. [94]

Química [ editar ]

Flerovium es el miembro más pesado conocido del grupo 14 en la tabla periódica, por debajo del plomo, y se prevé que sea el segundo miembro de la serie 7p de elementos químicos. Se espera que el nihonium y el flerovium formen un subperíodo muy corto correspondiente al llenado del orbital 7p 1/2 , entre el llenado de las subcapas 6d 5/2 y 7p 3/2 . Se espera que su comportamiento químico sea muy distintivo: la homología del nihonium con el talio ha sido llamada "dudosa" por los químicos computacionales, mientras que la del flerovium con el plomo se ha llamado sólo "formal". [95]

Los primeros cinco miembros del grupo 14 muestran el estado de oxidación del grupo de +4 y los últimos miembros tienen una química +2 cada vez más prominente debido al inicio del efecto de par inerte. El estaño representa el punto en el que la estabilidad de los estados +2 y +4 es similar, y el plomo (II) es el más estable de todos los elementos del grupo 14 químicamente bien entendidos en el estado de oxidación +2. [3] Los orbitales 7s están muy estabilizados en flerovium y, por lo tanto, se requiere una hibridación orbital sp 3 muy grande para lograr el estado de oxidación +4, por lo que se espera que el flerovium sea incluso más estable que el plomo en su estado de oxidación +2 fuertemente predominante. y su estado de oxidación +4 debería ser muy inestable. [3] Por ejemplo, dióxido de flerovio (FlO 2) se espera que sea altamente inestable para descomponerse en sus elementos constituyentes (y no se formaría a partir de la reacción directa de flerovium con oxígeno), [3] [96] y flerovane (FlH 4 ), que deberían tener longitudes de enlace Fl-H de 1.787  Å , se predice que [7] es termodinámicamente más inestable que el plumbane , descomponiéndose espontáneamente en hidruro de flerovio (II) (FlH 2 ) e hidrógeno gaseoso. [97] El tetrafluoruro de Flerovium (FlF 4 ) [98] tendría enlaces principalmente debido a hibridaciones sd en lugar de hibridaciones sp 3 , [99]y su descomposición en gas difluoruro y flúor sería exotérmica. [7] Los otros tetrahaluros (por ejemplo, FlCl 4 se desestabiliza en aproximadamente 400 kJ / mol) se descomponen de manera similar. [7] El anión polifluoruro correspondiente FlF2−
6debe ser inestable a la hidrólisis en solución acuosa, y aniones polihaluro de flerovio (II) como FlBr-
3y FlI-
3se prevé que se formen preferentemente en soluciones que contienen flerovium. [3] Las hibridaciones sd se sugirieron en los primeros cálculos, ya que los electrones 7s y 6d del flerovium comparten aproximadamente la misma energía, lo que permitiría que se formara un hexafluoruro volátil , pero cálculos posteriores no confirman esta posibilidad. [6] En general, la contracción del espín-órbita del orbital 7p 1/2 debería conducir a longitudes de enlace más pequeñas y ángulos de enlace más grandes: esto se ha confirmado teóricamente en FlH 2 . [7] Sin embargo, incluso el FlH 2 debería desestabilizarse relativísticamente en 2,6 eV por debajo de Fl + H 2; los grandes efectos espín-órbita también rompen la división habitual singlete-triplete en los dihidruros del grupo 14. Se predice que FlF 2 y FlCl 2 serán más estables que FlH 2 . [100]

Debido a la estabilización relativista del 7s 2 7p de flerovium2
1/2configuración de electrones de valencia, el estado de oxidación 0 también debería ser más estable para el flerovio que para el plomo, ya que los electrones 7p 1/2 comienzan a exhibir también un leve efecto de par inerte: [3] esta estabilización del estado neutro puede producir algunas similitudes entre el comportamiento del flerovium y el gas noble radón . [19] Debido a la inercia relativa esperada del flerovium, sus compuestos diatómicos FlH y FlF deberían tener energías de disociación más bajas que los correspondientes compuestos de plomo PbH y PbF. [7] Flerovium (IV) debería ser incluso más electronegativo que el plomo (IV); [98]plomo (IV) tiene electronegatividad 2,33 en la escala de Pauling, aunque el valor de plomo (II) es sólo 1,87. Se espera que el flerovio sea un metal noble . [3]

Flerovium (II) debe ser más estable que el plomo (II) y los iones y compuestos polihaluro de los tipos FlX + , FlX 2 , FlX-
3y FlX2−
4Se espera que (X = Cl , Br , I ) se formen fácilmente. Los fluoruros sufrirían una fuerte hidrólisis en solución acuosa. [3] Se espera que todos los dihaluros de flerovium sean estables, [3] siendo el difluoruro soluble en agua. [101] Los efectos de giro-órbita desestabilizarían el dihidruro de flerovium (FlH 2 ) en casi 2,6 eV (250 kJ / mol). [96] En solución, el flerovium también formaría el oxianión flerovita ( FlO2−
2) en solución acuosa, análoga a plumbite . El sulfato de flerovio (II) (FlSO 4 ) y el sulfuro (FlS) deben ser muy insolubles en agua, y el acetato de flerovio (II) (FlC 2 H 3 O 2 ) y el nitrato (Fl (NO 3 ) 2 ) deben ser bastante agua- soluble. [6] El potencial de electrodo estándar para la reducción de iones Fl 2+ a flerovium metálico se estima en alrededor de +0,9 V, lo que confirma la mayor estabilidad del flerovium en estado neutro. [3] En general, debido a la estabilización relativista del 7p 1/2spinor, se espera que Fl 2+ tenga propiedades intermedias entre las de Hg 2+ o Cd 2+ y su congénere más ligero Pb 2+ . [3]

Química experimental [ editar ]

El flerovio es actualmente el elemento más pesado cuya química se ha investigado experimentalmente, aunque las investigaciones químicas hasta ahora no han conducido a un resultado concluyente. Se realizaron dos experimentos en abril-mayo de 2007 en una colaboración conjunta FLNR- PSI con el objetivo de estudiar la química del copernicio. El primer experimento involucró la reacción 242 Pu ( 48 Ca, 3n) 287 Fl y el segundo la reacción 244 Pu ( 48 Ca, 4n) 288 Fl: estas reacciones producen isótopos de flerovium de vida corta cuyas hijas de copernicium serían luego estudiadas. [102]Las propiedades de adsorción de los átomos resultantes en una superficie de oro se compararon con las del radón, ya que se esperaba entonces que la configuración de electrones de capa completa del copernicio conduciría a un comportamiento similar al de un gas noble. [102] Los gases nobles interactúan con las superficies metálicas de manera muy débil, lo que no es característico de los metales. [102]

El primer experimento permitió la detección de tres átomos de 283 Cn pero aparentemente también detectó 1 átomo de 287 Fl. Este resultado fue una sorpresa dado que el tiempo de transporte de los átomos del producto es ~ 2 s, por lo que los átomos de flerovium producidos deberían haberse desintegrado a copernicio antes de la adsorción. En la segunda reacción, 2 átomos de 288 Fl y posiblemente 1 átomo de 289Fl fueron detectados. Dos de los tres átomos mostraron características de adsorción asociadas con un elemento volátil similar a un gas noble, lo que ha sido sugerido pero no predicho por cálculos más recientes. Estos experimentos proporcionaron una confirmación independiente para el descubrimiento de copernicium, flerovium y livermorium mediante la comparación con los datos de desintegración publicados. Experimentos adicionales en 2008 para confirmar este importante resultado detectaron un solo átomo de 289 Fl, y respaldaron datos anteriores que mostraban que el flerovium tenía una interacción similar a un gas noble con el oro. [102]

El apoyo experimental para un flerovium similar a un gas noble pronto se debilitó. En 2009 y 2010, la colaboración FLNR-PSI sintetizó más átomos de flerovium para dar seguimiento a sus estudios de 2007 y 2008. En particular, los primeros tres átomos de flerovium sintetizados en el estudio de 2010 sugirieron nuevamente un carácter similar a un gas noble, pero el conjunto completo en conjunto resultó en una interpretación más ambigua, inusual para un metal en el grupo del carbono pero no completamente como un noble. gas en carácter. [103] En su artículo, los científicos se abstuvieron de llamar a las propiedades químicas del flerovium "cercanas a las de los gases nobles", como se había hecho anteriormente en el estudio de 2008. [103]La volatilidad de Flerovium se midió nuevamente a través de interacciones con una superficie de oro, y proporcionó indicaciones de que la volatilidad del flerovium era comparable a la del mercurio, el astato y el copernicio investigado simultáneamente, que se había demostrado en el estudio que era un metal noble muy volátil. de acuerdo con ser el elemento del grupo 12 más pesado conocido. [103] No obstante, se señaló que este comportamiento volátil no se esperaba para un metal del grupo 14 habitual. [103]

Incluso en experimentos posteriores de 2012 en GSI, se descubrió que las propiedades químicas del flerovium eran más metálicas que similares a las de los gases nobles. Jens Volker Kratz y Christoph Düllmann nombraron específicamente al copernicium y flerovium como pertenecientes a una nueva categoría de "metales volátiles"; Kratz incluso especuló que podrían ser gaseosos a temperatura y presión estándar . [55] [104] Se esperaba que estos "metales volátiles", como categoría, se ubicaran entre los metales normales y los gases nobles en términos de propiedades de adsorción. [55] Contrariamente a los resultados de 2009 y 2010, en los experimentos de 2012 se demostró que las interacciones de flerovium y copernicium respectivamente con el oro eran aproximadamente iguales. [105]Otros estudios demostraron que el flerovium era más reactivo que el copernicium, en contradicción con experimentos y predicciones anteriores. [55]

En un artículo de 2014 que detalla los resultados experimentales de la caracterización química del flerovium, el grupo GSI escribió: "[flerovium] es el elemento menos reactivo del grupo, pero sigue siendo un metal". [106]Sin embargo, en una conferencia de 2016 sobre la química y la física de elementos pesados ​​y superpesados, Alexander Yakushev y Robert Eichler, dos científicos que habían estado activos en GSI y FLNR en la determinación de la química del flerovium, aún pidieron precaución debido a las inconsistencias de los diversos experimentos enumerados anteriormente, señalando que la cuestión de si el flerovium era un metal o un gas noble aún estaba abierta con la evidencia disponible: un estudio sugirió una interacción débil similar a un gas noble entre el flerovium y el oro, mientras que el otro sugirió una interacción metálica más fuerte . El mismo año, se llevaron a cabo nuevos experimentos destinados a sondear la química del copernicio y el flerovio en la instalación TASCA de GSI, y los datos de estos experimentos se están analizando actualmente. Como tal,Aún no se ha establecido una determinación inequívoca de las características químicas del flerovium.[107] El isótopo de flerovio de vida más larga 289 Fl se ha considerado de interés para futuros estudios radioquímicos. [108]

Ver también [ editar ]

  • Isla de estabilidad : Flerovium - Unbinilium - Unbihexium
  • Isótopos de flerovium
  • Tabla periódica extendida

Notas [ editar ]

  1. ^ En física nuclear , un elemento se llama pesado si su número atómico es alto; el plomo (elemento 82) es un ejemplo de un elemento tan pesado. El término "elementos superpesados" se refiere típicamente a elementos con número atómico mayor que 103 (aunque existen otras definiciones, como número atómico mayor que 100 [21] o 112 ; [22] a veces, el término se presenta como equivalente al término "transactínido", que pone un límite superior antes del comienzo de laseriehipotética de superactínidos ). [23] Los términos "isótopos pesados" (de un elemento dado) y "núcleos pesados" significan lo que podría entenderse en el lenguaje común: isótopos de gran masa (para el elemento dado) y núcleos de gran masa, respectivamente.
  2. ^ En 2009, un equipo de JINR dirigido por Oganessian publicó los resultados de su intento de crear hassium en unareacciónsimétrica 136 Xe +  136 Xe. No pudieron observar un solo átomo en tal reacción, poniendo el límite superior en la sección transversal, la medida de probabilidad de una reacción nuclear, como 2.5  pb . [24] En comparación, la reacción que resultó en el descubrimiento de hassio, 208 Pb + 58 Fe, tenía una sección transversal de ~ 20 pb (más específicamente, 19+19
    −11     pb), según lo estimado por los descubridores. [25]
  3. ^ Cuanto mayor es la energía de excitación, más neutrones se expulsan. Si la energía de excitación es menor que la energía que une cada neutrón al resto del núcleo, no se emiten neutrones; en cambio, el núcleo compuesto se desexcita emitiendo un rayo gamma . [29]
  4. ^ La definición del Grupo de Trabajo Conjunto IUPAC / IUPAP establece que un elemento químico solo puede reconocerse como descubierto si un núcleo del mismo no se ha descompuesto en 10-14 segundos. Este valor se eligió como una estimación del tiempo que tarda un núcleo en adquirir sus electrones externosy mostrar así sus propiedades químicas. [30] Esta cifra también marca el límite superior generalmente aceptado para la vida útil de un núcleo compuesto. [31]
  5. ^ Esta separación se basa en que los núcleos resultantes se mueven más allá del objetivo más lentamente que los núcleos del haz sin reaccionar. El separador contiene campos eléctricos y magnéticos cuyos efectos sobre una partícula en movimiento se cancelan para una velocidad específica de una partícula. [33] Dicha separación también puede ser ayudada por una medición del tiempo de vuelo y una medición de la energía de retroceso; una combinación de los dos puede permitir estimar la masa de un núcleo. [34]
  6. ^ No todos los modos de desintegración son causados ​​por repulsión electrostática. Por ejemplo, la desintegración beta es causada por la interacción débil . [39]
  7. ^ Dado que la masa de un núcleo no se mide directamente, sino que se calcula a partir de la de otro núcleo, dicha medición se denomina indirecta. Las mediciones directas también son posibles, pero en su mayor parte no han estado disponibles para los núcleos más pesados. [40] La primera medición directa de la masa de un núcleo superpesado se informó en 2018 en LBNL. [41] La masa se determinó a partir de la ubicación de un núcleo después de la transferencia (la ubicación ayuda a determinar su trayectoria, que está vinculada a la relación masa-carga del núcleo, ya que la transferencia se realizó en presencia de un imán). [42]
  8. ↑ La fisión espontánea fue descubierta por el físico soviético Georgy Flerov , [43] un destacado científico del JINR, y por lo tanto fue un "caballo de batalla" para la instalación. [44] Por el contrario, los científicos de LBL creían que la información de fisión no era suficiente para afirmar la síntesis de un elemento. Creían que la fisión espontánea no se había estudiado lo suficiente como para usarla para la identificación de un nuevo elemento, ya que existía la dificultad de establecer que un núcleo compuesto solo había expulsado neutrones y no partículas cargadas como protones o partículas alfa. [31] Por lo tanto, prefirieron vincular nuevos isótopos a los ya conocidos mediante sucesivas desintegraciones alfa. [43]
  9. ↑ Por ejemplo, el elemento 102 se identificó erróneamente en 1957 en el Instituto Nobel de Física de Estocolmo , condado de Estocolmo , Suecia . [45] No hubo afirmaciones definitivas anteriores sobre la creación de este elemento, y sus descubridores suecos, estadounidenses y británicos, nobelium , le asignaron un nombre. Más tarde se demostró que la identificación era incorrecta. [46] Al año siguiente, LBNL no pudo reproducir los resultados suecos y, en cambio, anunció su síntesis del elemento; esa afirmación también fue refutada más tarde. [46] JINR insistió en que fueron los primeros en crear el elemento y sugirió un nombre propio para el nuevo elemento.joliotium ; [47] el nombre soviético tampoco fue aceptado (JINR luego se refirió al nombre del elemento 102 como "apresurado"). [48] El nombre "nobelio" se mantuvo sin cambios debido a su uso generalizado. [49]
  10. ^ Las diferentes fuentes dan diferentes valores para las vidas medias; se enumeran los valores publicados más recientemente.
  11. ^ a b Este isótopo no está confirmado
  12. ↑ Específicamente, 291 Mc, 291 Fl, 291 Nh, 287 Nh, 287 Cn, 287 Rg, 283 Rg y 283 Ds, que se espera que decaigan a núcleos de vida relativamente más larga 283 Mt, 287 Ds y 291 Cn. [72]
  13. ^ Se estima que se requieren alrededor de 10-14  s para que los nucleones se organicen en capas nucleares, momento en el que el núcleo compuesto se convierte en un nucleido , y la IUPAC utiliza este número como la vida media mínima que debe tener un isótopo declarado. para ser reconocido como un nucleido. [83]
  14. ^ El número cuántico corresponde a la letra del nombre del orbital del electrón: 0 as, 1 ap, 2 ad, etc. Consulte el número cuántico azimutal para obtener más información.

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Flerovium y Livermorium" . Tabla periódica de videos . La Universidad de Nottingham . Consultado el 4 de junio de 2012 .
  2. ^ "Flerovium" . Léxico . Consultado el 11 de noviembre de 2020 .
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t Hoffman, Darleane C .; Lee, Diana M .; Pershina, Valeria (2006). "Transactínidos y los elementos del futuro". En Morss; Edelstein, Norman M .; Fuger, Jean (eds.). La química de los elementos actínidos y transactínidos (3ª ed.). Dordrecht, Países Bajos: Springer Science + Business Media . ISBN 978-1-4020-3555-5.
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Enlaces externos [ editar ]

  • Medios relacionados con Flerovium en Wikimedia Commons
  • CERN Courier - Primera postal de la isla de la estabilidad nuclear
  • Courier del CERN - Segunda postal de la isla de la estabilidad