Fleróvio

Fleróvio
114 Fl
Pb ↑ Fl ↓ (Uho) Tabela periódica unúntrio ← fleróvio → ununpentium
Aparência
desconhecido
Propriedades gerais
Nome, símbolo, número	fleróvio, Fl, 114
Pronúncia	/ f l ɨ r oʊ v Eu ə m / fli- ROH -vee-əm
Categoria elemento	desconhecido
Grupo, período, bloco	14, 7, p
Peso atômico padrão	[289]
Configuração eletrônica	[ Rn ] 5f 14 6d 10 7s 2 7P 2 (Previsto) 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 (Previsto)
História
Descoberta	Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear e Lawrence Livermore National Laboratory (1999)
Propriedades físicas
Fase	sólido (prevista)
Densidade (perto RT)	22 (prevista) · g cm -3
Ponto de fusão	340 K , 70 ° C, 160 (prevista) ° F
Ponto de ebulição	420 K, 150 ° C, 300 (prevista) ° F
Propriedades atômicas
Estados de oxidação	2, 4 (previsão)
Energias de ionização	1º: 823,9 (previsão) kJ · mol -1
	2: 1.621,0 (previsão) kJ · mol -1
Raio atômico	160 (avaliado) pm
O raio de covalência	143 (avaliado) pm
Miscelânea
Número de registo CAS	54085-16-4
A maioria dos isótopos estáveis
Ver artigo principal: Isótopos de fleróvio
iso N / D meia-vida DM DE ( MeV) DP 289 Fl syn 2.6 s α 9.82,9.48 285 Cn 289m Fl? syn 1.1 min α 9.67 285m Cn? 288 Fl syn 0,8 s α 9.94 284 Cn 287 Fl syn 0,48 s α 10.02 283 Cn 287m Fl ?? syn 5.5 s α 10,29 283m Cn ?? 286 Fl syn 0,13 s 40% de α 10.19 282 Cn 60% SF 285 Fl syn 125 ms α 281 Cn

Fleróvio é a radioativo elemento químico com o símbolo "Fl" e número atômico 114. O elemento é nomeado após o Laboratório Flerov de Reações Nucleares do Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna, Rússia, onde o elemento foi descoberto. O nome do laboratório, por sua vez, homenageia o físico russo Georgy Flyorov. O nome foi adotado por IUPAC em 30 de Maio de 2012.

Cerca de 80 decaimentos de átomos de fleróvio têm sido observados até à data, 50 e 30 diretamente a partir do decaimento de elementos mais pesados do livermorium e ununoctium . Todos os decaimentos foram atribuídos aos cinco vizinhos isótopos com números de massa 285-289. O isótopo de vida mais longa conhecida atualmente é de ²⁸⁹ Fl com uma meia-vida de ~ 2,6 s, embora não haja evidência de uma isômero nuclear, ^289b Fl, com uma meia-vida de 66 ~ s, que seria um dos núcleos de vida mais longa na região elemento superpesado.

Estudos químicos realizados em 2007-2008 indicam que fleróvio é inesperadamente volátil para um grupo de 14 elemento; em resultados preliminares que até parecia apresentar -gás nobre -como propriedades devido a efeitos relativísticos.

História

Descoberta

Em dezembro de 1998, os cientistas Dubna ( Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear) na Rússia bombardeou um alvo ²⁴⁴ Pu com íons Ca ^48. Um único átomo de fleróvio, decaindo por alfa-emissão de 9,67 MeV, com uma meia-vida de 30 s, e foi produzido atribuído a ²⁸⁹ Fl. Esta observação foi posteriormente publicada em Janeiro de 1999. No entanto, a cadeia de decaimento observada não foi repetido e a identidade exacta de esta actividade é desconhecida, embora seja possível que seja devido a uma meta-estável isómero, isto é Fl ^289m.

Em março de 1999, a mesma equipe substituiu o alvo ²⁴⁴ Pu com ²⁴² Pu um, a fim de produzir outros isótopos. Desta vez, dois átomos de fleróvio foram produzidos, por decomposição alfa-emissão 10,29 MeV com uma semi-vida de 5,5 s. Eles foram designados como ²⁸⁷ Fl. Mais uma vez, esta actividade não foi visto novamente e não está claro o que foi produzido núcleo. É possível que era uma meta-estável isómero, isto é Fl ^287m.

A descoberta agora confirmado de fleróvio foi feita em junho de 1999, quando a equipe de Dubna repetiu a reacção ²⁴⁴ Pu. Desta vez, dois átomos do elemento 114 foram produzidos por decomposição de emissão de 9,82 MeV partículas alfa com uma semi-vida de 2,6 s.

Esta actividade foi inicialmente atribuída a ²⁸⁸ Fl em erro, devido à confusão sobre as observações acima. Mais trabalho em dezembro 2002 permitiu uma mudança de positivo a ²⁸⁹ Fl.

244
94 Pu + 48
Ca 20 → 292
Fl 114 → 289
114 Fl + 3 1
0 n

Em maio de 2009, o Grupo de Trabalho Conjunto (JWP) de IUPAC publicou um relatório sobre a descoberta de copernicium em que reconheceu a descoberta do isótopo ²⁸³ Cn. Isto implica, portanto, a descoberta de facto de fleróvio, a partir do reconhecimento dos dados para a síntese de ²⁸⁷ Fl e ²⁹¹ Lv (veja abaixo), relativa a ²⁸³ Cn. Em 2011, a IUPAC avaliou as experiências da equipe de Dubna 1999-2007. Considerando que encontraram os primeiros dados conclusivos, os resultados de 2004-2007 foram aceitos como identificação do elemento 114.

A descoberta de fleróvio, como ²⁸⁷ e ²⁸⁶ Fl Fl, foi confirmada em janeiro de 2009, em Berkeley. Isto foi seguido por confirmação de ²⁸⁸ Fl e ²⁸⁹ Fl em julho de 2009 no GSI (ver secção 2.1.3).

Nomeando

Ununquadium (Uuq) foi o temporário IUPAC nome de elemento sistemático. O elemento é muitas vezes referida como o elemento 114, para o seu número atómico.

De acordo com as recomendações da IUPAC, o descobridor (s) de um novo elemento tem o direito de sugerir um nome. A descoberta de Ununquadium foi reconhecido pelo JWG de IUPAC em 1 de Junho de 2011, juntamente com a de ununhexium . De acordo com o vice-diretor do JINR, a equipe de Dubna escolheu para nome do elemento 114 fleróvio (símbolo Fl), depois de o fundador do instituto russo, Flerov Laboratório de Reações Nucleares, o físico soviético Georgy Flyorov (também escrito Flerov). No entanto, IUPAC oficialmente nomeado fleróvio após o Laboratório Flerov de reações nucleares, não de si mesmo Flerov. Flerov é conhecido por escrever a Stalin em abril de 1942 e apontando o silêncio conspícuo em revistas científicas no campo da cisão nuclear nos Estados Unidos, Grã-Bretanha e Alemanha. Flyorov deduziu que esta investigação deve ter se tornado informações classificadas nesses países. Trabalho e insistência do Flyorov levou ao eventual desenvolvimento da URSS próprio 's projeto da bomba atômica.

Experiências futuras

A equipe da RIKEN indicaram planos para estudar a reação de fusão a frio:

208
82 Pb + 76
32 Ge → 284
114 → Fl?

O FLNR tem planos futuros para estudar isótopos leves de fleróvio, formados na reação entre ²³⁹ Pu e ⁴⁸ Ca.

Nucleosynthesis

Combinações alvo-projéctil que conduzem a z = 114 núcleos compostos

A tabela seguinte contém várias combinações de alvos e projécteis, que poderiam ser usados para formar os núcleos de compostos com um número atómico de 114.

A fusão a frio

Esta seção lida com a síntese de núcleos de fleróvio pelos chamados "frios" reações de fusão. Estes processos criam núcleos compostos em baixa energia de excitação (~ 10-20 MeV, portanto, "frio"), levando a uma maior probabilidade de sobrevivência de fissão. O núcleo animado então decai para o estado fundamental através da emissão de apenas um ou dois nêutrons.

²⁰⁸ Pb ⁽⁷⁶ Ge, x n) ^{284- x} Fl

A primeira tentativa de sintetizar fleróvio em reações de fusão a frio foi realizada a Grande accélérateur d'nacional íons lourds (GANIL), França em 2003. Não foram detectados átomos de fornecer um limite de rendimento de 1,2 pb.

Fusão quente

Esta seção lida com a síntese de núcleos de fleróvio pelos chamados "hot" reações de fusão. Estes processos criam núcleos compostos com alto energia de excitação (~ 40-50 MeV, portanto, "quente"), levando a uma menor probabilidade de sobrevivência de fissão. O núcleo animado depois decai para o estado fundamental por meio da emissão de neutrões 3-5. Reações de fusão utilizando ⁴⁸ núcleos Ca geralmente produzem núcleos compostos com energias de excitação intermediários (~ 30-35 MeV) e são por vezes referido como "quentes" reações de fusão. Isto conduz, em parte, a rendimentos relativamente elevados a partir destas reacções.

²⁴⁴ Pu ⁽⁴⁸ Ca, x n) ^{292- x} Fl (x = 3,4,5)

As primeiras experiências sobre a síntese de fleróvio foram realizadas pela equipe em Dubna em novembro de 1998. Eles foram capazes de detectar uma única cadeia de decaimento longo, atribuído a ²⁸⁹ Fl. A reacção foi repetida em 1999 e foram detectados mais dois átomos de fleróvio. Os produtos foram distribuídos em ²⁸⁸ Fl. A equipe estudou ainda mais a reacção em 2002. Durante a medição da 3N, 4N, e as funções de evaporação 5n neutrões de excitação eram capazes de detectar a três átomos de Fl ^289, doze átomos de novo o isótopo ²⁸⁸ FL, e um átomo de novo isótopo ²⁸⁷ Fl. Com base nestes resultados, o primeiro átomo de ser detectado foi tentativamente atribuído novamente a ²⁹⁰ Fl ou ^289m Fl, enquanto que os dois átomos de subsequentes foram atribuídos novamente a ²⁸⁹ Fl e, portanto, pertencem à experiência descoberta não oficial. Numa tentativa de estudar a química de copernicium como o isótopo ²⁸⁵ Cn, esta reacção foi repetida em Abril de 2007. Surpreendentemente, um PSI-FLNR detectado directamente dois átomos de ²⁸⁸ Fl formando a base para os primeiros estudos químicos de fleróvio.

Em Junho de 2008, a experiência foi repetida para avaliar a química do elemento com o isótopo ²⁸⁹ Fl. Um único átomo aparente foi detectado para confirmar as propriedades de gás nobre, como do elemento.

Durante maio-julho de 2009, a equipe da GSI estudou essa reação, pela primeira vez, como um primeiro passo para a síntese de Ununseptium. A equipe foram capazes de confirmar os dados de síntese e de degradação para ²⁸⁸ Fl e ²⁸⁹ Fl, produzindo nove átomos do ex-isótopo e quatro átomos do último.

²⁴² Pu ⁽⁴⁸ Ca, x n) ^{x 290-} 114 (x = 2,3,4,5)

A equipe em Dubna estudado pela primeira vez esta reação em março-abril de 1999 e detectou dois átomos de fleróvio, atribuídos a ²⁸⁷ Fl. A reacção foi repetida em Setembro de 2003 para tentar confirmar os dados de decaimento para ²⁸⁷ Fl e ²⁸³ Cn desde dados conflitantes para ²⁸³ Cn foram coletados (ver copernicium ). Os cientistas russos foram capazes de medir dados de decaimento para ²⁸⁸ Fl, ²⁸⁷ Fl eo novo isótopo ²⁸⁶ Fl a partir da medição das funções 2N, 3N, e 4n excitação.

Em abril de 2006, uma colaboração PSI-FLNR usado a reação para determinar as primeiras propriedades químicas de copernicium produzindo ²⁸³ Cn como um produto de superação. Em um experimento de confirmação em abril de 2007, a equipe foram capazes de detectar ²⁸⁷ FL diretamente e, portanto, medir alguns dados iniciais sobre as propriedades químicas atômicas de fleróvio.

A equipe, em Berkeley, utilizando o Separador de gás cheio de Berkeley (BGS), continuou seus estudos usando recém-adquiridas ²⁴² alvos Pu, tentando a síntese de fleróvio em janeiro de 2009, utilizando a reação acima. Em setembro de 2009, eles relataram que tinham conseguido detectar dois átomos de fleróvio, como ²⁸⁷ e ²⁸⁶ Fl Fl, confirmando as propriedades de decaimento relatados na FLNR, embora as seções transversais medidos foram ligeiramente mais baixos; no entanto, as estatísticas eram de qualidade inferior.

Em abril de 2009, com a colaboração de Instituto Paul Scherrer (PSI) e Flerov Laboratório de Reações Nucleares (FLNR) de JINR realizado outro estudo da química da fleróvio usando essa reação. Um único átomo de Cn ²⁸³ foi detectado.

Em dezembro de 2010, a equipe do LBNL anunciou a síntese de um único átomo do novo isótopo ²⁸⁵ Fl com a consequente observação de 5 novos isótopos de elementos filha.

Como um produto de decaimento

Os isótopos de fleróvio também foram observados na cadeias de desintegração de livermorium e ununoctium .

Isótopos e propriedades nucleares

Cronologia da descoberta de isótopos

Isótopos retraídos

²⁸⁵ Fl

Na síntese reivindicado de ²⁹³ a UUO, em 1999, o isótopo ²⁸⁵ Fl foi identificado como decomposição por emissão alfa 11,35 MeV com uma meia-vida de 0,58 ms. A alegação foi recolhido em 2001, depois que se descobriu que os dados tenham sido fabricadas. Este isótopo foi finalmente criado em 2010 e suas propriedades de decaimento não corresponder aos dados de decaimento retraídos.

Fissão de núcleos compostos com um número atômico de 114

Vários experimentos foram realizados entre 2000 e 2004 no Laboratório Flerov de reações nucleares em Dubna estudar a características de fissão do núcleo composto ²⁹² Fl. A reacção nuclear é usado 244
94 Pu + 48
20 Ca. Os resultados revelaram como núcleos como este fissão predominantemente expulsando núcleos shell fechados, tais como ¹³² Sn (Z = 50, N = 82). Constatou-se também que o rendimento para a via de fissão-fusão foi semelhante entre ⁴⁸ e ⁵⁸ projéteis Ca Fe, indicando um possível uso futuro de ⁵⁸ projéteis Fe na formação elemento superpesado.

Isomeria nuclear

²⁸⁹ Fl

Na primeira síntese reivindicada de fleróvio, um isótopo atribuído como ²⁸⁹ Fl deteriorado, emitindo uma partícula alfa 9,71 MeV com uma duração de 30 segundos. Esta actividade não foi observada em repetições da síntese directa deste isótopo. No entanto, num caso, a partir da síntese de ²⁹³ Lv, uma cadeia de decaimento foi medida começando com a emissão de uma partícula alfa 9,63 MeV com uma tempo de vida de 2,7 minutos. Todos os decaimentos subsequentes foram muito semelhante à observada a partir de ²⁸⁹ Fl, presumindo que a decadência dos pais foi perdida. Isto sugere fortemente que a atividade deve ser atribuído a um nível isomérica. A ausência de actividade em experiências recentes indicam que o rendimento do isómero é ~ 20% em comparação com o estado fundamental e suposto que a observação na primeira experiência foi uma sorte (ou não, como a história do caso indica). Mais pesquisas são necessárias para resolver essas questões.

²⁸⁷ Fl

De um modo semelhante aos de ²⁸⁹ Fl, primeiras experiências com um alvo ²⁴² Pu identificado um isótopo ²⁸⁷ Fl decomposição por emissão de uma partícula alfa 10,29 MeV com uma duração de 5,5 segundos. A filha fissioned espontaneamente com uma vida de acordo com a síntese anterior de ²⁸³ Cn. Ambas essas atividades não têm sido observadas desde (veja copernicium ). No entanto, a correlação sugere que os resultados não são aleatórios e são possíveis devido à formação de isómeros cujo rendimento é, obviamente, dependente de métodos de produção. Mais pesquisas são necessárias para desvendar essas discrepâncias.

Características de degradação

Estimativa teórica do alfa decaimento semividas dos isótopos do fleróvio suportam os dados experimentais. O isótopo sobreviveu-fissão ²⁹⁸ Fl está previsto para ter decaimento alfa meia-vida de cerca de 17 dias.

Em busca da ilha de estabilidade: ²⁹⁸ Fl

Segundo a teoria macroscópica-microscópica (MM), Z = 114 é o próximo número mágico esférica. Isso significa que tais núcleos são esféricas em seu estado à terra e devem ter altas, barreiras de fissão largas à deformação e, portanto, a longo SF semividas parciais.

Na região de Z = 114, MM teoria indica que N = 184 é o próximo neutrões esférica número mágico e apresenta o núcleo ²⁹⁸ Fl como um forte candidato para a próxima esférica núcleo duplamente mágica, depois de ²⁰⁸ Pb (Z = 82, n = 126). ²⁹⁸ Fl é levado para estar no centro de uma hipotética " ilha de estabilidade ". No entanto, outros cálculos utilizando teoria de campo médio relativista (RMF) propor Z = 120, 122, e 126 como números mágicas protão alternativa, dependendo do conjunto de parâmetros escolhidos. É possível que em vez de um pico a um específico shell de protões, existe um patamar de efeitos shell de protões Z = 114-126.

Deve notar-se que os cálculos sugerem que o mínimo do existe energia shell de correção e, portanto, a barreira mais alta fissão para ²⁹⁷ UUP , causada por efeitos de emparelhamento. Devido às elevadas barreiras de fissão previsto, qualquer núcleo dentro desta ilha de estabilidade decai exclusivamente por emissão de partículas alfa e, como tal, o núcleo com a maior semi-vida é previsto para ser ²⁹⁸ Fl. A semi-vida esperada é improvável para atingir valores superiores a cerca de 10 minutos, a menos que o escudo de neutrões N = 184 revela-se mais estabilizante do que o previsto, para o qual existem algumas provas. Além disso, ²⁹⁷ Fl pode ter uma meia-vida ainda-mais devido ao efeito do nêutron ímpar, criando transições entre níveis Nilsson semelhantes com menores valores de _alfa Q.

Em ambos os casos, uma ilha de estabilidade não representa núcleos com as mais longas meias-vidas, mas aqueles que são significativamente estabilizado contra a fissão por efeitos de concha fechada.

Evidência para Z = 114 shell de protões fechado

Embora a prova para os reservatórios fechados de nêutrons pode ser considerado diretamente da variação sistemática de valores _alfa Q de estado fundamental para as transições de estado do solo, a prova para os reservatórios fechados de prótons vem de (parcial) espontâneas meias-vidas de fissão. Tais dados podem às vezes ser difícil de extrair, devido às baixas taxas de produção e fraco ramificação SF. No caso de Z = 114, evidência para o efeito desta concha fechada proposto vem a partir da comparação entre os núcleos emparelhamentos ²⁸² Cn (T _SF 1/2 = 0,8 ms) e ²⁸⁶ Fl (T _SF 1/2 = 130 ms) e ²⁸⁴ Cn (T _SF = 97 ms) e ²⁸⁸ (Fl T _SF> 800 ms). Outra evidência viria a partir da medição de parciais SF meias-vidas de núcleos com Z> 114, tais como ²⁹⁰ Lv e ²⁹² UUO (ambos N = 174 isótonos). A extracção de Z = 114 efeitos é complicado pela presença de uma N = 184 efeito dominante nesta região.

Dificuldade de síntese de ²⁹⁸ Fl

A síntese direta do núcleo ²⁹⁸ Fl por uma via de fusão-evaporação é impossível uma vez que nenhuma combinação conhecida de alvo e projétil pode fornecer 184 nêutrons no núcleo composto.

Tem sido sugerido que um tal isótopo ricos em neutrões pode ser formado pela quasifission (fusão parcial seguido por cisão) de um núcleo maciço. Tais núcleos tendem a cisão com a formação de isótopos perto das conchas fechadas Z = 20 / N = 20 ⁽⁴⁰ Ca), Z = 50 / = N 82 ⁽¹³² Sn) ou Z = 82 / N = 126 ⁽²⁰⁸ Pb / ²⁰⁹ Bi). Se Z = 114 faz representar um invólucro fechado, em seguida, a reacção hipotética abaixo pode representar um método de síntese:

204
80 Hg + 136
54 Xe → 298
114 Fl + 40
20 Ca + 2 1
0 n

Recentemente, foi demonstrado que as reacções de transferência de multi-nucleônicas em colisões de núcleos actinídeos (tais como urânio e cúrio ) pode ser usado para sintetizar o neutrões ricos superpesados núcleos situados no ilha de estabilidade.

Também é possível que ²⁹⁸ Fl pode ser sintetizado pela decaimento alfa de um núcleo maciço. Tal método poderia depender fortemente da estabilidade de tais núcleos SF, uma vez que a alfa meia-vidas devem ser muito curto. Os rendimentos para estas reacções também irá provavelmente ser extremamente pequeno. Uma tal reacção é:

244
94 Pu ( 96
Zr 40, 2n) → 338
134 UTQ → → 298
114 Fl + 10 4
2 Ele

Propriedades químicas

Propriedades químicas extrapolados

Estados de oxidação

Fleróvio é projetada para ser o segundo membro da série de 7p elementos químicos eo membro mais pesado do grupo 14 (IVA) na Tabela Periódica, abaixo chumbo. Cada um dos membros deste grupo de mostrar o estado de oxidação do grupo + IV e os membros posteriores foram an + II química crescente devido ao início do efeito par inerte. Estanho representa o ponto em que a estabilidade do + + II e IV estados são semelhantes. Lead, o membro mais pesado, retrata uma mudança do estado + IV do estado + II. Fleróvio deve, portanto, seguir esta tendência e um possuem um oxidante + IV e um estado estável estado + II.

Química

Fleróvio deve retratar propriedades químicas eka-chumbo e, portanto, devem formar uma monóxido, Flo e dialogenetos, FLF _2, flcl _2, FlBr _2, e FLI _2. Se o estado + IV é acessível, é provável que apenas é possível no óxido, flo _2, e fluoreto, FLF _4. Ele também pode mostrar um óxido misto, Fl ₃ O _4, análogo ao Pb ₃ O _4.

Alguns estudos também sugerem que o comportamento químico do fleróvio pode, de facto, ser mais estreita que a do gás nobre rádon , que ao de chumbo.

Os cálculos sugerem que fleróvio não irá formar um tetrafluoreto, FLF _4, mas formará uma difluoreto (FLF ₂₎ que é solúvel em água.

Química experimental

Fase gasosa Atómica

Dois experimentos foram realizados em abril-maio de 2007, em uma colaboração conjunta FLNR-PSI com o objetivo de estudar a química da copernicium . O primeiro experimento envolveu a reacção ²⁴² Pu ⁽⁴⁸ Ca, 3n) ²⁸⁷ Fl ea segunda a reacção ²⁴⁴ Pu ⁽⁴⁸ Ca, 4n) ²⁸⁸ Fl. As propriedades de adsorção dos átomos resultantes sobre uma superfície de ouro foram comparados com aqueles de radão. O primeiro experimento permitiu a detecção de 3 átomos de ²⁸³ Cn, mas também aparentemente detectado um átomo de ²⁸⁷ Fl. Esse resultado foi uma surpresa dado o tempo de transporte dos átomos de produtos é ~ 2 s, de modo átomos fleróvio deve decair antes de adsorção. Na segunda reacção, foram detectados dois átomos de ²⁸⁸ Fl e, possivelmente, um átomo de ²⁸⁹ Fl. Dois dos três átomos retratado associados com características de adsorção, um elemento volátil-gás nobre, como, que tem sido sugeridos, mas não está previsto por cálculos mais recentes. Estas experiências fez no entanto fornecer uma confirmação independente para a descoberta de copernicium, fleróvio, e livermorium através de comparação com os dados publicados de decaimento. Outras experiências, em 2008, para confirmar este resultado importante detectado um único átomo de ²⁸⁹ Fl-que forneceu dados que concordaram com os dados anteriores que apoiou fleróvio ter uma interação nobre-gás-like com o ouro.

Em abril de 2009, a colaboração FLNR-PSI sintetizado um outro átomo de fleróvio.