El roentgenio ( 111 Rg) es un elemento sintético y, por lo tanto, no se puede dar un peso atómico estándar . Como todos los elementos sintéticos, no tiene isótopos estables . El primer isótopo que se sintetizó fue 272 Rg en 1994, que también es el único isótopo sintetizado directamente; todos los demás son productos de descomposición del nihonium , moscovium y tennessine , y posiblemente copernicium , flerovium y livermorium . Hay 7 radioisótopos conocidos desde 272 Rg hasta282 Rg. El isótopo de vida más larga es 282 Rg con una vida media de 2,1 minutos, aunque los 283 Rg y 286 Rg no confirmados pueden tener vidas medias más largas de aproximadamente 5,1 minutos y 10,7 minutos respectivamente.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lista de isótopos
Nucleido | Z | norte | Masa isotópica( Da ) [n 1] [n 2] | Media vida | Modo de caída [n 3] | Isótopo hija | Spin y paridad [n 4] | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
272 Rg | 111 | 161 | 272.15327 (25) # | 2,0 (8) ms [3,8 (+ 14−8) ms] | α | 268 Mt | 5 + #, 6 + # | ||||||||||||
274 Rg [n 5] | 111 | 163 | 274.15525 (19) # | 6,4 (+ 307−29) ms | α | 270 Mt | |||||||||||||
278 Rg [n 6] | 111 | 167 | 278.16149 (38) # | 4,2 (+ 75-17) ms | α | 274 Mt | |||||||||||||
279 Rg [n 7] | 111 | 168 | 279.16272 (51) # | 0,17 (+ 81−8) s | α | 275 Mt | |||||||||||||
280 Rg [n 8] | 111 | 169 | 280.16514 (61) # | 3,6 (+ 43−13) s | α (87%) | 276 Mt | |||||||||||||
CE (13%) [6] | 280 Ds | ||||||||||||||||||
281 Rg [n 9] | 111 | 170 | 281.16636 (89) # | 17 (+ 6−3) s [2] | SF (90%) | (varios) | |||||||||||||
α (10%) | 277 Mt [2] | ||||||||||||||||||
282 Rg [n 10] | 111 | 171 | 282.16912 (72) # | 2,1 (+ 1,4-0,6) min [7] | α | 278 Mt | |||||||||||||
283 Rg [n 11] | 111 | 172 | 283.17054 (79) # | 5,1 min? | SF | (varios) | |||||||||||||
286 Rg [n 12] | 111 | 175 | 10,7 min? | α | 282 Mt | ||||||||||||||
Este encabezado y pie de página de la tabla: |
- ^ () - La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
- ^ # - Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de la masa superficial (TMS).
- ^ Modos de descomposición:
CE: Captura de electrones SF: Fisión espontánea - ^ # - Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
- ^ No sintetizado directamente, ocurre como un producto de desintegración de 278 Nh
- ^ No sintetizado directamente, ocurre como un producto de desintegración de 282 Nh
- ^ No sintetizado directamente, ocurre en cadena de desintegración de 287 Mc
- ^ No sintetizado directamente, ocurre en cadena de desintegración de 288 Mc
- ^ No sintetizado directamente, ocurre en cadena de desintegración de 293 Ts
- ^ No sintetizado directamente, ocurre en la cadena de desintegración de 294 Ts
- ^ No sintetizado directamente, ocurre en la cadena de desintegración de 287 Fl; inconfirmado
- ^ No se sintetiza directamente, ocurre en la cadena de desintegración de 290 Fl y 294 Lv; inconfirmado
Isótopos y propiedades nucleares
Nucleosíntesis
Los elementos superpesados como el roentgenio se producen bombardeando elementos más ligeros en aceleradores de partículas que inducen reacciones de fusión . Mientras que el isótopo más ligero de roentgenium, roentgenium-272, se puede sintetizar directamente de esta manera, todos los isótopos de roentgenium más pesados solo se han observado como productos de desintegración de elementos con números atómicos más altos . [8]
Dependiendo de las energías involucradas, las reacciones de fusión se pueden clasificar como "calientes" o "frías". En las reacciones de fusión en caliente, los proyectiles muy ligeros y de alta energía se aceleran hacia objetivos muy pesados ( actínidos ), dando lugar a núcleos compuestos con alta energía de excitación (~ 40-50 MeV ) que pueden fisionarse o evaporar varios (3 a 5) neutrones. [9] En las reacciones de fusión en frío, los núcleos fusionados producidos tienen una energía de excitación relativamente baja (~ 10-20 MeV), lo que disminuye la probabilidad de que estos productos experimenten reacciones de fisión. A medida que los núcleos fusionados se enfrían hasta el estado fundamental , requieren la emisión de solo uno o dos neutrones y, por lo tanto, permiten la generación de más productos ricos en neutrones. [8] Este último es un concepto distinto del de donde se afirma que la fusión nuclear se logra en condiciones de temperatura ambiente (ver fusión fría ). [10]
La siguiente tabla contiene varias combinaciones de objetivos y proyectiles que podrían usarse para formar núcleos compuestos con Z = 111.
Objetivo | Proyectil | CN | Resultado del intento |
---|---|---|---|
205 Tl | 70 Zn | 275 Rg | Falla hasta la fecha |
208 Pb | 65 Cu | 273 Rg | Reacción exitosa |
209 Bi | 64 Ni | 273 Rg | Reacción exitosa |
231 Pa | 48 Ca | 279 Rg | Reacción aún por intentar |
238 U | 41 K | 279 Rg | Reacción aún por intentar |
244 Pu | 37 Cl | 281 Rg | Reacción aún por intentar |
248 cm | 31 P | 279 Rg | Reacción aún por intentar |
250 cm | 31 P | 281 Rg | Reacción aún por intentar |
Fusión fría
Antes de la primera síntesis exitosa de roentgenio en 1994 por parte del equipo de GSI , un equipo del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna , Rusia, también intentó sintetizar roentgenio bombardeando bismuto-209 con níquel-64 en 1986. No se identificaron átomos de roentgenio . Después de una actualización de sus instalaciones, el equipo de GSI detectó con éxito 3 átomos de 272 Rg en su experimento de descubrimiento. [11] En 2002 se sintetizaron 3 átomos más. [12] El descubrimiento del roentgenio se confirmó en 2003 cuando un equipo de RIKEN midió las desintegraciones de 14 átomos de 272 Rg. [13]
El mismo isótopo de roentgenio también fue observado por un equipo estadounidense en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) a partir de la reacción:
- 208
82Pb
+ 65
29Cu
→ 272
111Rg
+
norte
Esta reacción se llevó a cabo como parte de su estudio de proyectiles con número atómico impar en reacciones de fusión en frío. [14]
La reacción de 205 Tl ( 70 Zn, n) 274 Rg fue probada por el equipo de RIKEN en 2004 y repetida en 2010 en un intento de asegurar el descubrimiento de su padre 278 Nh: [15]
- 205
81Tl
+ 70
30Zn
→ 274
111Rg
+
norte
Debido a la debilidad del objetivo de talio, no pudieron detectar ningún átomo de 274 Rg. [15]
Como producto de descomposición
Residuos de evaporación | Isótopo de roentgenio observado |
---|---|
294 Lv, 290 Fl, 290 Nh? | 286 Rg? [5] |
287 Fl, 287 Nh? | 283 Rg? [4] |
294 Ts, 290 Mc, 286 Nh | 282 Rg [16] |
293 Ts, 289 Mc, 285 Nh | 281 Rg [16] |
288 Mc, 284 Nh | 280 Rg [17] |
287 Mc, 283 Nh | 279 Rg [17] |
282 Nh | 278 Rg [17] |
278 Nh | 274 Rg [18] |
Todos los isótopos de roentgenium excepto roentgenium-272 se han detectado solo en las cadenas de desintegración de elementos con un número atómico más alto , como el nihonium . El nihonium tiene actualmente siete isótopos conocidos; todos ellos experimentan desintegraciones alfa para convertirse en núcleos de roentgenium, con números de masa entre 274 y 286. Los núcleos de nihonium parentales pueden ser productos de descomposición de moscovium y tennessine , y (no confirmados) flerovium y livermorium . Hasta la fecha, no se ha sabido de ningún otro elemento que se descomponga en roentgenio. [19] Por ejemplo, en enero de 2010, el equipo de Dubna ( JINR ) identificó el roentgenium-281 como un producto final en la desintegración de la tennessina a través de una secuencia de desintegración alfa: [16]
- 293
117Ts
→ 289
115Mc
+ 4
2Él - 289
115Mc
→ 285
113Nueva Hampshire
+ 4
2Él - 285
113Nueva Hampshire
→ 281
111Rg
+ 4
2Él
Isomería nuclear
- 274 Rg
Se han observado dos átomos de 274 Rg en la cadena de desintegración de 278 Nh. Se descomponen por emisión alfa , emitiendo partículas alfa con diferentes energías y tienen diferentes tiempos de vida. Además, las dos cadenas de desintegración completas parecen ser diferentes. Esto sugiere la presencia de dos isómeros nucleares, pero se requiere más investigación. [18]
- 272 Rg
Se han detectado cuatro partículas alfa emitidas por 272 Rg con energías de 11,37, 11,03, 10,82 y 10,40 MeV. El GSI midió 272 Rg para tener una vida media de 1,6 ms, mientras que los datos recientes de RIKEN han dado una vida media de 3,8 ms. Los datos contradictorios pueden deberse a isómeros nucleares, pero los datos actuales son insuficientes para llegar a asignaciones firmes. [11] [13]
Rendimientos químicos de isótopos
Fusión fría
La siguiente tabla proporciona secciones transversales y energías de excitación para reacciones de fusión en frío que producen isótopos de roentgenio directamente. Los datos en negrita representan los máximos derivados de las mediciones de la función de excitación. + representa un canal de salida observado.
Proyectil | Objetivo | CN | 1n | 2n | 3n |
---|---|---|---|---|---|
64 Ni | 209 Bi | 273 Rg | 3,5 pb, 12,5 MeV | ||
65 Cu | 208 Pb | 273 Rg | 1,7 pb, 13,2 MeV |
Cálculos teóricos
Secciones transversales de residuos de evaporación
La siguiente tabla contiene varias combinaciones de objetivos y proyectiles para los cuales los cálculos han proporcionado estimaciones para los rendimientos de la sección transversal de varios canales de evaporación de neutrones. Se da el canal con el mayor rendimiento esperado.
DNS = sistema dinuclear; σ = sección transversal
Objetivo | Proyectil | CN | Canal (producto) | σ máx. | Modelo | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|---|
238 U | 41 K | 279 Rg | 4n ( 275 Rg) | 0,21 pb | DNS | [20] |
244 Pu | 37 Cl | 281 Rg | 4n ( 277 Rg) | 0,33 pb | DNS | [20] |
248 cm | 31 P | 279 Rg | 4n ( 277 Rg) | 1,85 pb | DNS | [20] |
250 cm | 31 P | 281 Rg | 4n ( 277 Rg) | 0.41 pb | DNS | [20] |
Referencias
- ^ Oganessian, Yuri Ts .; Abdullin, F. Sh .; Alexander, C .; et al. (30 de mayo de 2013). "Estudios experimentales de la reacción de 249 Bk + 48 Ca, incluidas las propiedades de desintegración y la función de excitación de los isótopos del elemento 117, y el descubrimiento del nuevo isótopo 277 Mt". Physical Review C . Sociedad Estadounidense de Física. 87 (054621). Código Bibliográfico : 2013PhRvC..87e4621O . doi : 10.1103 / PhysRevC.87.054621 .
- ^ a b c Oganessian, Yu. Ts .; et al. (2013). "Estudios experimentales de la reacción de 249 Bk + 48 Ca, incluidas las propiedades de desintegración y la función de excitación de los isótopos del elemento 117, y el descubrimiento del nuevo isótopo 277 Mt". Physical Review C . 87 (5): 054621. Código Bibliográfico : 2013PhRvC..87e4621O . doi : 10.1103 / PhysRevC.87.054621 .
- ^ Khuyagbaatar, J .; Yakushev, A .; Düllmann, cap. MI.; et al. (2014). " Reacción de fusión 48 Ca + 249 Bk que conduce al elemento Z = 117: decaimiento α de larga duración 270 Db y descubrimiento de 266 Lr" . Cartas de revisión física . 112 (17): 172501. Código bibliográfico : 2014PhRvL.112q2501K . doi : 10.1103 / PhysRevLett.112.172501 . PMID 24836239 .
- ^ a b Hofmann, S .; Heinz, S .; Mann, R .; Maurer, J .; Münzenberg, G .; Antalic, S .; Barth, W .; Burkhard, HG; Dahl, L .; Eberhardt, K .; Grzywacz, R .; Hamilton, JH; Henderson, RA; Kenneally, JM; Kindler, B .; Kojouharov, I .; Lang, R .; Lommel, B .; Miernik, K .; Miller, D .; Moody, KJ; Morita, K .; Nishio, K .; Popeko, AG; Roberto, JB; Runke, J .; Rykaczewski, KP; Saro, S .; Schneidenberger, C .; Schött, HJ; Shaughnessy, DA; Stoyer, MA; Thörle-Pospiech, P .; Tinschert, K .; Trautmann, N .; Uusitalo, J .; Yeremin, AV (2016). "Observaciones sobre las barreras de fisión de SHN y búsqueda del elemento 120". En Peninozhkevich, Yu. MI.; Sobolev, Yu. G. (eds.). Núcleos exóticos: Actas EXON-2016 del Simposio internacional sobre núcleos exóticos . Núcleos exóticos. págs. 155-164. ISBN 9789813226555.
- ^ a b Hofmann, S .; Heinz, S .; Mann, R .; Maurer, J .; Münzenberg, G .; Antalic, S .; Barth, W .; Burkhard, HG; Dahl, L .; Eberhardt, K .; Grzywacz, R .; Hamilton, JH; Henderson, RA; Kenneally, JM; Kindler, B .; Kojouharov, I .; Lang, R .; Lommel, B .; Miernik, K .; Miller, D .; Moody, KJ; Morita, K .; Nishio, K .; Popeko, AG; Roberto, JB; Runke, J .; Rykaczewski, KP; Saro, S .; Scheidenberger, C .; Schött, HJ; Shaughnessy, DA; Stoyer, MA; Thörle-Popiesch, P .; Tinschert, K .; Trautmann, N .; Uusitalo, J .; Yeremin, AV (2016). "Revisión de núcleos superpesados de elementos pares y búsqueda del elemento 120". El Diario Europeo de Física A . 2016 (52). Bibcode : 2016EPJA ... 52..180H . doi : 10.1140 / epja / i2016-16180-4 .
- ^ Forsberg, U .; Rudolph, D .; Andersson, L.-L .; Di Nitto, A .; Düllmann, Ch.E .; Fahlander, C .; Gates, JM; Golubev, P .; Gregorich, KE; Gross, CJ; Herzberg, R.-D .; Heßberger, FP; Khuyagbaatar, J .; Kratz, JV; Rykaczewski, K .; Sarmiento, LG; Schädel, M .; Yakushev, A .; Åberg, S .; Ackermann, D .; Block, M .; Marca, H .; Carlsson, BG; Cox, D .; Derkx, X .; Dobaczewski, J .; Eberhardt, K .; Incluso, J .; Gerl, J .; et al. (2016). "Eventos de retroceso-α-fisión y retroceso-α-α-fisión observados en la reacción 48Ca + 243Am". Física Nuclear A . 953 : 117-138. arXiv : 1502.03030 . Código Bibliográfico : 2016NuPhA.953..117F . doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2016.04.025 .
- ^ Khuyagbaatar, J .; Yakushev, A .; Düllmann, cap. MI.; et al. (2014). " Reacción de fusión 48 Ca + 249 Bk que conduce al elemento Z = 117: decaimiento α de larga duración 270 Db y descubrimiento de 266 Lr" . Cartas de revisión física . 112 (17): 172501. Código bibliográfico : 2014PhRvL.112q2501K . doi : 10.1103 / PhysRevLett.112.172501 . hdl : 1885/148814 . PMID 24836239 .
- ^ a b Armbruster, Peter y Munzenberg, Gottfried (1989). "Creación de elementos superpesados". Scientific American . 34 : 36–42.
- ^ Barber, Robert C .; Gäggeler, Heinz W .; Karol, Paul J .; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich (2009). "Descubrimiento del elemento con número atómico 112 (Informe técnico IUPAC)" . Química pura y aplicada . 81 (7): 1331. doi : 10.1351 / PAC-REP-08-03-05 .
- ^ Fleischmann, Martin; Pons, Stanley (1989). "Fusión nuclear de deuterio inducida electroquímicamente". Revista de Química Electroanalítica y Electroquímica Interfacial . 261 (2): 301–308. doi : 10.1016 / 0022-0728 (89) 80006-3 .
- ^ a b Hofmann, S .; Ninov, V .; Heßberger, FP; Armbruster, P .; Folger, H .; Münzenberg, G .; Schött, HJ; Popeko, AG; et al. (1995). "El nuevo elemento 111" . Zeitschrift für Physik A . 350 (4): 281-282. Código bibliográfico : 1995ZPhyA.350..281H . doi : 10.1007 / BF01291182 .
- ^ Hofmann, S .; Heßberger, FP; Ackermann, D .; Münzenberg, G .; Antalic, S .; Cagarda, P .; Kindler, B .; Kojouharova, J .; et al. (2002). "Nuevos resultados en los elementos 111 y 112" . El European Physical Diario Una . 14 (2): 147-157. Código Bibliográfico : 2002EPJA ... 14..147H . doi : 10.1140 / epja / i2001-10119-x .
- ^ a b Morita, K .; Morimoto, KK; Kaji, D .; Ve a S.; Haba, H .; Ideguchi, E .; Kanungo, R .; Katori, K .; Koura, H .; Kudo, H .; Ohnishi, T .; Ozawa, A .; Peter, JC; Suda, T .; Sueki, K .; Tanihata, I .; Tokanai, F .; Xu, H .; Yeremin, AV; Yoneda, A .; Yoshida, A .; Zhao, Y.-L .; Zheng, T. (2004). "Estado de la investigación de elementos pesados utilizando GARIS en RIKEN". Física Nuclear A . 734 : 101-108. Código Bibliográfico : 2004NuPhA.734..101M . doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2004.01.019 .
- ^ Folden, CM; Gregorich, K .; Düllmann, Ch .; Mahmud, H .; Pang, G .; Schwantes, J .; Sudowe, R .; Zielinski, P .; et al. (2004). "Desarrollo de una reacción de proyectil Odd-Z para la síntesis de elementos pesados: 208 Pb ( 64 Ni, n) 271 Ds y 208 Pb ( 65 Cu, n) 272 111" . Cartas de revisión física . 93 (21): 212702. Código Bibliográfico : 2004PhRvL..93u2702F . doi : 10.1103 / PhysRevLett.93.212702 . PMID 15601003 .
- ^ a b Morimoto, Kouji (2016). "El descubrimiento del elemento 113 en RIKEN" (PDF) . www.physics.adelaide.edu.au . 26ª Conferencia Internacional de Física Nuclear . Consultado el 14 de mayo de 2017 .
- ^ a b c Oganessian, Yuri Ts .; Abdullin, F. Sh .; Bailey, PD; et al. (9 de abril de 2010). "Síntesis de un nuevo elemento con número atómico Z = 117" . Cartas de revisión física . 104 (142502): 142502. Código Bibliográfico : 2010PhRvL.104n2502O . doi : 10.1103 / PhysRevLett.104.142502 . PMID 20481935 .
- ^ a b c Oganessian, Yu. Ts .; Penionzhkevich, Yu. MI.; Cherepanov, EA (2007). "Los núcleos más pesados producidos en 48 reacciones inducidas por Ca (propiedades de síntesis y desintegración)". Actas de la conferencia AIP . 912 . págs. 235–246. doi : 10.1063 / 1.2746600 .
- ^ a b Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; Kaji, Daiya; Akiyama, Takahiro; Goto, Sin-ichi; Haba, Hiromitsu; Ideguchi, Eiji; Kanungo, Rituparna; Katori, Kenji; Koura, Hiroyuki; Kudo, Hisaaki; Ohnishi, Tetsuya; Ozawa, Akira; Suda, Toshimi; Sueki, Keisuke; Xu, HuShan; Yamaguchi, Takayuki; Yoneda, Akira; Yoshida, Atsushi; Zhao, YuLiang (2004). "Experimento sobre la síntesis del elemento 113 en la reacción 209 Bi ( 70 Zn, n) 278 113" . Revista de la Sociedad de Física de Japón . 73 (10): 2593-2596. Código bibliográfico : 2004JPSJ ... 73.2593M . doi : 10.1143 / JPSJ.73.2593 .
- ^ Sonzogni, Alejandro. "Gráfico interactivo de nucleidos" . Centro Nacional de Datos Nucleares: Laboratorio Nacional de Brookhaven . Consultado el 6 de junio de 2008 .
- ^ a b c d Feng, Z .; Jin, G .; Li, J. (2009). "Producción de nuevos núcleos superpesados Z = 108-114 con objetivos de 238 U, 244 Pu y 248.250 Cm". Physical Review C . 80 (5): 057601. arXiv : 0912.4069 . doi : 10.1103 / PhysRevC.80.057601 .
- Masas de isótopos de:
- M. Wang; G. Audi; AH Wapstra; FG Kondev; M. MacCormick; X. Xu; et al. (2012). "La evaluación de la masa atómica AME2012 (II). Tablas, gráficos y referencias" (PDF) . Física C china . 36 (12): 1603-2014. Código bibliográfico : 2012ChPhC..36 .... 3M . doi : 10.1088 / 1674-1137 / 36/12/003 .
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación N UBASE de las propiedades nucleares y de desintegración" , Física nuclear A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001
- Composiciones isotópicas y masas atómicas estándar de:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atómicos de los elementos. Revisión 2000 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atómicos de los elementos 2005 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 78 (11): 2051-2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Lay resumen .
- Datos de vida media, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación N UBASE de las propiedades nucleares y de desintegración" , Física nuclear A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001
- Centro Nacional de Datos Nucleares . "Base de datos NuDat 2.x" . Laboratorio Nacional Brookhaven .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabla de los isótopos". En Lide, David R. (ed.). Manual CRC de Química y Física (85ª ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.
- Yu. Ts. Oganessian (2007). "Núcleos más pesados de 48 reacciones inducidas por Ca". Journal of Physics G . 34 (4): R165 – R242. Código Bibliográfico : 2007JPhG ... 34R.165O . doi : 10.1088 / 0954-3899 / 34/4 / R01 .