Tennesse

El tennesse , a menudo referido por su nombre en inglés tennessine , es el elemento químico del número atómico 117. Su símbolo Ts. Corresponde al ununseptium (Uus) del nombre sistemático de IUPAC , y todavía se lo conoce como elemento 117 en la literatura. Fue sintetizado por primera vez en enero de 2010 por las reacciones 249 Bk ( 48 Ca , 3 n ) 294 Ts y 249 Bk ( 48 Ca , 4 n ) 293 Ts en el Instituto Unificado de Investigación Nuclear ( ОИЯИ o JINR ) en Dubna , Rusia . La IUPAC confirmó su identificación en diciembre de 2015 y en noviembre de 2016 le dio su nombre definitivo en inglés en referencia a Tennessee , el estado americano donde se ubica el Laboratorio Nacional Oak Ridge , de donde proviene el blanco de berkelio que permitió la síntesis del elemento 117 .

Es un transactínido altamente radiactivo, cuyo isótopo conocido más estable, 294 Ts, tiene una vida media de aproximadamente 51 ms . Ubicado debajo de astato en la tabla periódica de los elementos , pertenece al bloque py probablemente sería de naturaleza metálica , más precisamente un metal pobre .

Designación sistemática y nombre en francés

El antiguo nombre ununseptium proviene del nombre sistemático dado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) a los elementos químicos que no se observan o cuya caracterización experimental aún no ha sido validada formalmente. Está compuesto por raíces latinas que significan " uno - uno - siete " y el sufijo genérico - ium para los nombres de elementos químicos.

El descubrimiento del elemento 117 fue confirmado por la IUPAC el 30 de diciembre de 2015 . El 8 de junio de 2016 , la División de Química Inorgánica de la IUPAC anunció su decisión de conservar la tennessina , símbolo Ts, como nombre finalista . La consulta pública estuvo abierta hasta el 8 de noviembre de 2016 . IUPAC lo adoptó definitivamente el 28 de noviembre de 2016 .

La traducción del nombre inglés tennessine a idiomas distintos del inglés planteó ciertas dificultades sin precedentes, en particular en francés, en la medida en que no terminaba en -ium , inmediatamente transponible a muchos idiomas. Mediante una recomendación de abril de 2016 , la IUPAC había indicado que el nombre en inglés de los elementos del grupo 17 normalmente debería tener la terminación -ine . El uso en francés luego retomó en gran parte la forma inglesa Tennessine a través de la prensa y revistas, así como por el Ministerio de Educación de Quebec . La forma de tennesse , deducida por la continuidad con el nombre de los otros elementos del grupo 17 - que, además del flúor , tienen la terminación en francés - e - fue primero atestiguada de manera bastante marginal, luego fue propuesta por los lenguajes de la base de datos terminológica Gobierno de Canadá y finalmente fue seleccionado en marzo de 2017 por la Sociedad Química de Francia y publicado en junio de 2017 en el Diario Oficial .

Síntesis

La primera síntesis del elemento 117 es el resultado de una colaboración entre el Laboratorio Nacional de Oak Ridge ( ORNL ) en Oak Ridge , Tennessee , y el Instituto Unido de Investigación Nuclear ( JINR ) en Dubna , Tennessee. Óblast de Moscú . ORNL era entonces el único laboratorio del mundo capaz de proporcionar el blanco de berkelio necesario para el experimento, mientras que el equipo de Yuri Oganessian en JINR tenía instalaciones capaces de detectar los nucleidos resultantes de la fusión de este blanco con proyectiles de calcio 48 . La diana de berkelio se produjo mediante irradiación de neutrones durante un período de aproximadamente 250 días en el reactor de isótopos de alto flujo (en) ORNL siete diana que contenía una mezcla de microesferas CMO 2 y polvo de aluminio . Aproximadamente 50 g de actínidos están presentes en cada uno de los objetivos utilizados por el reactor de isótopos de alto flujo , principalmente curio (42 g ), americio (5 g ) y plutonio (3 g ). Después de la irradiación, las dianas se almacenaron durante tres a cuatro meses para reducir la concentración de yodo-131 y luego se aislaron 22,2 mg de berkelio de los otros constituyentes. Se ensamblaron seis dianas de 6,0 cm 2 de este último al Instituto de Investigación de Reactores Atómicos (in) mediante deposición de BKO 2 (equivalente a 0,31 mg cm -2 de berkélium 249). Luego, los objetivos se colocaron en Dubna frente al haz de iones de calcio 48, en un disco que giraba a 1.700 revoluciones por minuto.

El equipo del JINR anunció en enero de 2010 que había observado la desintegración radiactiva del elemento 117 a través de dos cadenas de desintegración gracias al "separador de retroceso de gas Doubna" (DGFRS-I): una correspondiente a un isótopo. Impar-impar ( 294 Ts, 117 protones y 177 neutrones ) habiendo sufrido seis desintegraciones α antes de la fisión espontánea , y el otro correspondiente a un isótopo par impar ( 293 Ts, 117 protones y 176 neutrones ) habiendo sufrido tres desintegraciones α antes de la fisión espontánea:

48
20Esto +249
97Bk →297
117Ts * →294
117Ts + 3 1
0n (1 nucleido observado) 48
20Esto +249
97Bk →297
117Ts * →293
117Ts + 4 1
0n (5 nucleidos observados)

Estos datos se enviaron al Laboratorio Nacional Lawrence Livermore ( LLNL ) para su análisis adicional, y los resultados completos se publicaron el 9 de abril de 2010 , revelando que los dos isótopos observados podrían tener una vida media de varias docenas o incluso cientos de milisegundos .

Se estima que la sección transversal de esta reacción es de alrededor de 2 pico graneros ; los nucleidos 293 Ts y 294 Ts obtenidos tienen cada uno una cadena de desintegración a priori bastante larga, hasta dubnium o lawrencium , lo que permitió caracterizar:

Todos los productos de descomposición del elemento 117 eran desconocidos antes de este experimento, por lo que sus propiedades no pudieron usarse para confirmar la validez de este experimento. Una segunda síntesis fue realizada en 2012 por el mismo equipo de JINR, que esta vez obtuvo siete núcleos de 117 elementos . Los resultados de este experimento confirmaron los de la primera síntesis. Finalmente, dos núcleos del elemento 117 adicionales fueron sintetizados en 2014 en el Centro de Investigación de Iones Pesados ( GSI ) en Darmstadt , Alemania , por un equipo conjunto de GSI y ORNL utilizando la misma reacción que la realizada en JINR; El equipo de GSI había considerado inicialmente explorar las reacciones alternativas 244 Pu ( 51 V , x n ) 295- x Ts, y, posiblemente, 243 Am ( 50 Ti , x n ) 293- x Ts, si no tenían éxito no se pueden obtener de 249 Bk de ORNL.

La estabilidad de los nucleidos disminuye rápidamente más allá del curio ( elemento 96 ) a medida que aumenta el número atómico . A partir del seaborgio ( n o 106), todos los isótopos conocidos tienen una vida media de sólo unos minutos, mientras que la del isótopo más estable del dubnio ( n o 105), que precede a la tabla periódica , es de 30 h , y que no El elemento químico con un número atómico superior a 82 (correspondiente al plomo ) tiene un isótopo estable . Sin embargo, por razones que aún no se comprenden completamente, la estabilidad de los núcleos atómicos tiende a aumentar ligeramente alrededor de los números atómicos 110 a 114, lo que parece indicar la presencia de una " isla de estabilidad ". Este concepto, que fue teorizado por Glenn Seaborg , explicaría por qué las transactínidas tienen una vida media más larga que la predicha por los cálculos. El elemento 117 tiene el segundo número atómico más alto entre los elementos identificados, solo el oganesson se encuentra después de él en la tabla periódica, y su isótopo 294 Ts tiene una vida media de aproximadamente 51 ms , significativamente mayor que el valor teórico que se había calculado. utilizado en la publicación que informa sobre su descubrimiento. El equipo de JINR considera que estos datos constituyen una prueba experimental de la existencia de la isla de estabilidad.

El isótopo 295 Ts tendría una vida media de 18 ± 7 ms . Podría ser posible producirlo usando una reacción de 249 Bk ( 48 Ca , 2 n ) 295 Ts similar a la que ya produjo los isótopos 294 Ts y 293 Ts. La probabilidad de esta reacción sería, sin embargo, como máximo $1 / 7$ de la de producir 294 Ts. Modelado de tomar el efecto túnel en cuenta hace que sea posible predecir la existencia de varios isótopos del elemento 117 hasta a 303 Ts. Según estos cálculos, el más estable de ellos sería el de 296 Ts, con un período de 40 ms para la desintegración α . Los cálculos del modelo de gota de líquido dan resultados similares, lo que sugiere una tendencia de estabilidad creciente para isótopos más pesados que 301 Ts, con un período parcial mayor que la edad del universo para 335 Ts. Si ignoramos la desintegración β .

Propiedades

En la medida en que el carácter metálico hace valer a expensas del carácter halógeno cuando desciende a lo largo de la columna n o 17 de la tabla periódica , se espera que la tendencia va a continuar con el elemento 117 , por lo que probablemente tendría aún más marcadas propiedades de metal magro que las de astato . El potencial estándar de la pareja redox TS / Ts - sería -0,25 V , de modo que, a diferencia de los halógenos, el elemento 117 no se debe reducir a la -1 estado de oxidación bajo condiciones estándar.

Además, los halógenos forman moléculas diatómicas unidas por enlaces σ , cuyo carácter anti- enlace se acentúa al descender por el grupo 17 . El de la molécula de diastato At 2, que nunca se ha caracterizado experimentalmente, ya se supone que es muy anti-enlace y ya no es muy favorable energéticamente, por lo que la molécula diatómica Ts 2o de hecho unidos esencialmente por un enlace π ; el cloruro TsCl - escritura que no está relacionada con el cloruro de tosilo , comúnmente abreviado también como TsCl - mientras tanto, sería un enlace sencillo completamente π.

Finalmente, la teoría VSEPR predice que todos los fluoruros de clasificación de elementos del grupo 17 tienen una geometría molecular en T. Esto se observó para todos los trifluoruros de halógenos, que tienen una estructura denominada AX 3 E 2en el que el átomo central A está rodeado por tres ligandos X y dos pares de electrones E. Este es, por ejemplo, el caso del trifluoruro de cloro ClF 3. Uno esperaría observar el mismo fenómeno para el elemento 117 , sin embargo, los efectos relativistas en su procesión electrónica, en particular de la interacción espín-órbita , hacen más probable una geometría trigonal para la molécula TsF 3 ., debido a la naturaleza más iónica del enlace entre el flúor y el elemento 117 , lo que podría explicarse por la mayor diferencia de electronegatividad entre estos dos elementos.

Trifluoruro de yodo IF 3 tiene una geometría T.
La geometría de TsF 3 sería trigonal.

Los efectos debidos a interacciones espín-órbita globalmente tienden a aumentar con el número atómico, ya que la cantidad de movimiento de los electrones aumenta con él, haciendo que los electrones de valencia sean más sensibles a los efectos relativistas para elementos superpesados . En el caso del elemento 117 , esto tiene el efecto de disminuir los niveles de energía de las subcapas 7s y 7p, lo que tiene el efecto de estabilizar los electrones correspondientes, aunque dos de los niveles de energía 7p están más estabilizados que los otros cuatro. La estabilización de los electrones 7s viene bajo el efecto de par inerte ; la separación de la subcapa 7p entre electrones estabilizados y electrones menos estabilizados se modela como una separación del número cuántico azimutal $ℓ$ de 1 a $1 / 2$ y $3 / 2$ respectivamente. Por tanto, la configuración electrónica del elemento 117 se puede representar mediante 7s.2
7p2
1 ⁄ 2 7p3
3 ⁄ 2.

Las otras subcapas también se ven afectadas por estos efectos relativistas. Por lo tanto, los niveles de energía 6d también se separan en cuatro niveles 6d 3/2 y seis 6d 5/2 y se mueven hasta cerca de los niveles 7s, aunque no se han calculado propiedades químicas particulares relacionadas con los electrones 6d para el elemento 117 . La diferencia entre los niveles 7p 1/2 y 7p 3/2 es anormalmente alta: 9,8 eV ; es sólo 3,8 eV para la subcapa 6p de astato , para la cual la química de los electrones 6p 1/2 ya parece ser "limitada". Esta es la razón por la que se espera que la química del elemento 117 , si se puede estudiar, difiera de la del resto del grupo 17.

Notas y referencias

Notas

Ts es también el símbolo del grupo tosilo (CH 3 C 6 H 4 SO 2) en química orgánica y tera segundo ( 10 12 s ) en física .

Referencias

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Ver también

enlaces externos

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