Открыть главное меню

Флеро́вий[2][3][4] (лат. Flerovium, Fl), ранее был известен как унунква́дий (лат. Ununquadium, Uuq), использовалось также неофициальное название эка-свинец — 114-й химический элемент 14-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы IV группы), 7-го периода периодической системы, атомный номер 114, из известных изотопов наиболее устойчив 289Fl с атомной массой 289,190(4) а. е. м.[1]. Элемент сильно радиоактивен.

Флеровий
← Нихоний | Московий →
ВодородГелийЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргонКалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоРтутьТаллийСвинецВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесонПериодическая система элементов
114Fl
Unknown.svg
Electron shell 114 Flerovium.svg
Свойства атома
Название, символ, номер Флеровий / Flerovium (Fl), 114
Атомная масса
(молярная масса)
[289] (массовое число наиболее устойчивого изотопа)[1]
Электронная конфигурация предположительно [Rn] 5f14 6d10 7s2 7p2
Номер CAS 54085-16-4
114
Флеровий
(289)
5f146d107s27p2

Наиболее распространённые моды распада, по-видимому, альфа-распад (с превращением в изотопы коперниция) и спонтанное деление. Период полураспада составляет около 2,7 секунд для 289Fl и 0,8 секунды для 288Fl[5][6].

Содержание

ИсторияПравить

Впервые элемент был получен группой физиков под руководством Ю. Ц. Оганесяна в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна, Россия) с участием учёных из Ливерморской национальной лаборатории (Ливермор, США; коллаборацией Дубна-Ливермор) в декабре 1998 года путём синтеза изотопов через реакцию слияния ядер кальция с ядрами плутония[7][8]:

 
 

Получение элемента было подтверждено в 2004[6] и в 2006 годах[9] коллаборацией Дубна-Ливермор в Дубне, а также в 2009 году в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США)[10][11].

Позднее в том же Объединённом институте ядерных исследований синтез изотопов элемента был подтверждён его химическим идентифицированием по конечному продукту распада[12][13].

В сентябре 2009 года американские учёные из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли синтезировали 114-й элемент таблицы Менделеева, подтвердив таким образом открытие элемента, сделанное в 1998 году. В результате бомбардировки мишени 242Pu пучком ионов 48Ca были получены два нуклида 114-го элемента с массовыми числами 286 и 287[10]:

 
 

В октябре 2010 года группа физиков из Беркли заявила о получении ещё одного изотопа флеровия с массовым числом 285[14].

 

1 июня 2011 года ИЮПАК официально признал открытие флеровия и приоритет в этом коллаборации учёных из ОИЯИ и Ливерморской национальной лаборатории[15][16]. Официальное утверждение названия произошло через год, 30 мая 2012 года[17]

В 2014—2015 гг. в Дубне получили атомы 284Fl и 285Fl путём реакций 239Pu и 240Pu с 48Ca[18][19][20].

НазваниеПравить

 
Памятник Георгию Николаевичу Флёрову и элементу Флеровий в Дубне на пересечении улиц Флёрова и Векслера
 
Почтовая марка России  (ЦФА [ИТЦ «Марка»] № 1660), посвящённая Флёрову и 114 элементу таблицы Менделеева

Официальное название флеро́вий (flerovium) дано в честь Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований, где был синтезирован элемент[17]. Лаборатория носит имя её основателя, советского физика Г. Н. Флёрова, руководителя группы, синтезировавшей элементы с номерами от 102 до 110.[21][22] Хотя его фамилия по-английски обычно пишется как Flyorov, основой для названия элемента стал более удобочитаемый вариант Flerov, который сам Флёров использовал при публикациях в зарубежных изданиях[23]. До этого 114-й элемент носил вре́менное систематическое название, данное по порядковому номеру (искусственно образовано из корней латинских числительных: Ununquadium можно буквально перевести как «одно-одно-четыр(-ий)») до официального решения ИЮПАК про постоянное наименование и химический символ элемента. Ранее был также известен как эка-свинец.

Название флеровий было предложено учёными ОИЯИ и впервые официально озвучено вице-директором Объединённого института ядерных исследований Михаилом Иткисом[24], который также был одним из соавторов открытия. Однако американские партнёры ОИЯИ из Ливерморской национальной лаборатории предложили назвать 114-й или 116-й элемент в честь Леонардо да Винчи, Галилео Галилея или в честь Ливерморской национальной лаборатории[25]. После согласовательных процедур между российскими и американскими учёными 1 декабря 2011 года в комиссию по номенклатуре химических соединений ИЮПАК было направлено предложение назвать 114-й элемент флеровием[21][22]. Название утверждено 30 мая 2012 года[17].

Известные изотопыПравить

Изотоп Масса Период полураспада Тип распада Число зарегистрированных событий
286Fl 286 0,13+0,04
−0,02
с
α-распад, спонтанное деление 24[9]
287Fl 287 0,48+0,16
−0,09
с
α-распад в 283Cn 16[9]
288Fl 288 0,80+0,32
−0,18
с
α-распад в 284Cn 12[6]
289Fl 289 2,7+1,4
−0,7
с
α-распад в 285Cn 8[6]

Флеровий-298Править

Согласно оболочечной теории, флеровий имеет магическое число протонов Z = 114, соответствующее заполненной протонной ядерной оболочке, и благодаря этому находится в зоне острова стабильности. Для изотопа 298Fl достигается также и магическое число нейтронов N = 184, что теоретически должно привести к формированию аномально устойчивого (дважды магического) ядра с периодом полураспада, исчисляемого днями и даже годами. Другие теории, учитывающие релятивистские эффекты, дают магические числа для протонов Z = 120, 122 и 126, в зависимости от исходных параметров.

Прямой синтез 298Fl затруднен из-за отсутствия подходящих материалов мишени и ядер для бомбардировки, которые дали бы необходимое число нейтронов, поскольку для стабильных ядер из центральной части периодической таблицы отношение числа нейтронов к числу протонов значительно меньше, чем для трансактиноидов; при слиянии таких ядер возникают нейтроно-дефицитные изотопы трансактиноидов, менее стабильные, чем изотопы, близкие к линии бета-стабильности[en]. Возможной реакцией синтеза может быть[источник не указан 992 дня]:

 

Также теоретически возможны варианты синтеза более тяжёлых ядер с последующим альфа-распадом.

Физические свойстваПравить

Предполагается, что, если бы флеровий удалось получить в весовых количествах, то он был бы похож по плотности и внешнему виду на свинец (плотность его будет около 14 г/см3, что больше, чем у свинца, но существенно меньше, чем потенциальные плотности многих других сверхтяжёлых элементов). Флеровий будет плавиться всего при 67 °C и будет одним из самых легкоплавких металлов, уступая только ртути, коперницию, цезию, францию, галлию, рубидию и калию. Но его температура кипения составит всего 140 °C, и это будет самый легкокипящий металл в периодической системе (возможно, уступая лишь коперницию). Аномальные свойства флеровия объясняет низкое межмолекулярное взаимодействие его атомов[26][27].

Химические свойстваПравить

В некоторых исследованиях[28] были получены указания[29] на то, что флеровий по химическим свойствам похож не на свинец (под которым он формально находится в таблице Менделеева), а на благородные газы. Это поведение объясняется заполнением стабилизирующей 7p2
1/2
-подоболочки валентных электронов, предсказанной расчётами[30] с учётом релятивистских эффектов в электронной оболочке сверхтяжёлых атомов.

Флеровий предположительно способен проявлять в соединениях степень окисления +2 и +4, подобно его гомологу — свинцу, хотя поскольку в 14-й (IVA) группе периодической таблицы устойчивость степени окисления +4 с ростом порядкового номера снижается от углерода к свинцу, некоторые учёные[31] предполагают, что флеровий не сможет проявлять её или сможет её проявлять только в жёстких условиях. Так, предполагается, что диоксид флеровия FlO2 будет высоко нестабильным, распадаясь в обычных условиях на моноксид флеровия и кислород[32]. Флерован FlH4, имеющий расчётную длину связи Fl—H, равную 1,787 Å[33], будет значительно менее стабильным, чем плюмбан PbH4, и, по-видимому, должен спонтанно распадаться на гидрид флеровия(II) и водород. Единственным устойчивым соединением флеровия(IV) будет, вероятно, тетрафторид флеровия FlF4, хотя его образование обусловлено не sp3-, а sd-гибридизацией[34], и его распад на дифторид флеровия и фтор предположительно должен быть экзотермическим[33]. Однако существуют предсказания относительной устойчивости и более высокой степени окисления, Fl(VI), обусловленной приблизительным энергетическим вырождением 7s и 6d-электронов и sd-гибридизацией[26].

ПолучениеПравить

В настоящее время элемент может быть получен только путём ядерного синтеза, так же, как и другие сверхтяжёлые элементы.

ПримечанияПравить

  1. 1 2 Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — Vol. 88, no. 3. — P. 265–291. — DOI:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Два элемента таблицы Менделеева получили официальные наименования (рус.), Lenta.ru (1 июня 2012). Дата обращения 2 июня 2012.
  3. Предполагалось также произношение «флёровий» (через «ё»). Правильное произношение (через «е», с ударением на втором слоге) см. в реплике вице-директора ОИЯИ М. Иткиса в видеосюжете НТВ, 2:44 от начала ролика.
  4. ПКК ОИЯИ по ядерной физике. Объединённый институт ядерных исследований (23 марта 2012). Дата обращения 30 июня 2012. Архивировано 5 августа 2012 года.
  5. Nudat 2.3
  6. 1 2 3 4 Yu. Ts. Oganessian et al. Measurements of cross sections and decay properties of the isotopes of elements 112, 114, and 116 produced in the fusion reactions 233,238U, 242Pu, and 248Cm+48Ca // Physical Review C. — 2004. — Vol. 70. — P. 064609.;
    свободно доступный препринт ОИЯИ, несколько отличающийся от статьи в Phys. Rev. C;
    Yury Ts. Oganessian. Superheavy elements // Pure Appl. Chem.. — 2004. — Vol. 76, № 9. — P. 1715–1734.
  7. Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of Superheavy Nuclei in the 48Ca + 244Pu Reaction // Physical Review Letters. — 1999. — Vol. 83, № 16. — P. 3154—3157.
  8. P. Weiss. New element leaves lightweights behind // Science News. — 1999. — Vol. 155, № 6. — P. 85.
  9. 1 2 3 Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions // Physical Review C. — 2006. — Vol. 74. — P. 044602.
  10. 1 2 L. Stavsetra, K. E. Gregorich, J. Dvorak, P. A. Ellison, I. Dragojević, M. A. Garcia, and H. Nitsche. Independent Verification of Element 114 Production in the 48Ca + 242Pu Reaction Phys. Rev. Lett. 103, 132502 (2009)
  11. Иван Панин. Американцы подтвердили существование 114-го элемента (рус.) // Infox.ru : статья. — 2009.
  12. R. Eichler et al. Confirmation of the Decay of 283112 and First Indication for Hg-like Behavior of Element 112 // Nuclear Physics A. — 2007. — Vol. 787, № 1—4. — P. 373—380.
  13. Михаил Молчанов. Открытие подтверждено // В мире науки. — 2006. — № 7 (июль). Архивировано 28 сентября 2007 года.
  14. Six New Isotopes of the Superheavy Elements Discovered " Berkeley Lab News Center
  15. Discovery of the Elements with Atomic Number 114 and 116 (англ.) (недоступная ссылка). ИЮПАК (1 June 2011). Дата обращения 4 июня 2011. Архивировано 26 августа 2011 года.
  16. Два синтезированных в России химических элемента признаны официально (рус.), РИА Новости (3 июня 2011). Дата обращения 4 июня 2011.
  17. 1 2 3 Element 114 is Named Flerovium and Element 116 is Named Livermorium (англ.). ИЮПАК (30 May 2012). Дата обращения 23 июня 2012. Архивировано 24 июня 2012 года.
  18. http://ribf.riken.jp/FARIS2014/slide/files/Jun6/Par4C06Rykaczewski-final.pptx
  19. http://cyclotron.tamu.edu/she2015/assets/pdfs/presentations/Utyonkov_SHE_2015_TAMU.pdf
  20. Phys. Rev. C 92, 034609 (2015) - Experiments on the synthesis of superheavy nuclei $^{284}{Fl}$ and $^{285}{Fl}$ in the $^{239,240}{Pu}+^{48}{Ca}$ ...
  21. 1 2 Start of the Name Approval Process for the Elements of Atomic Number 114 and 116 (англ.) (недоступная ссылка). ИЮПАК (2 December 2011). Дата обращения 2 декабря 2011. Архивировано 4 февраля 2012 года.
  22. 1 2 Химическим элементам 114 и 116 предложили названия (рус.), Lenta.ru (2 декабря 2011). Дата обращения 2 декабря 2011.
  23. см. напр. G. N. Flerov et al. Acceleration of 48Ca ions and new possibilities of synthesizing superheavy elements (англ.) // Nuclear Physics A. — 1976. — Vol. 267. — P. 359–364.
  24. Российские физики предложат назвать 116 химический элемент московием, РИА Новости (26 марта 2011). Дата обращения 26 марта 2011.
  25. Новые химические элементы могут назвать в честь да Винчи и Галилея, РИА Новости (14 октября 2011). Дата обращения 2 декабря 2011.
  26. 1 2 Burkhard Fricke. Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties (англ.) // Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry : journal. — 1975. — Vol. 21. — P. 89—144. — DOI:10.1007/BFb0116498.
  27. Bonchev, Danail; Kamenska, Verginia. Predicting the Properties of the 113–120 Transactinide Elements (англ.) // Journal of Physical Chemistry (англ.) : journal. — American Chemical Society, 1981. — Vol. 85, no. 9. — P. 1177—1186. — DOI:10.1021/j150609a021.
  28. Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements Архивная копия от 20 февраля 2012 на Wayback Machine, lecture by Heinz W. Gäggeler, Nov. 2007. Last accessed on Jun. 15, 2009.
  29. Отчёт за 2008 г. Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова. ОИЯИ, Дубна. С. 93-94.
  30. K. S. Pitzer. Are elements 112, 114, and 118 relatively inert gases? J.Chem. Phys. 1975, Vol. 63, P. 1032.
  31. R. G. Haire. Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements / L. R. Morss et al.. — 3rd. — Springer, 2006. — ISBN 978-1-4020-3555-5.
  32. V. Pershina. Electronic structure and chemistry of the heaviest elements. — 2010. — P. 450.
  33. 1 2 Peter Schwerdtfeger, Michael Seth. Relativistic Quantum Chemistry of the Superheavy Elements. Closed-Shell Element 114 as a Case Study. (англ.) // Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences : journal. — 2002. — Vol. 3, no. 1. — P. 133—136.
  34. B. Fricke, W. Greiner, J. T. Waber. The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements (англ.) // Theoretica chimica acta : journal. — Springer-Verlag, 1971. — Vol. 21, no. 3. — P. 235—260. — DOI:10.1007/BF01172015.

СсылкиПравить