Flerovium

Flerovium
114 Fl
Pb ↑ Florida ↓ (Uho) Tabla periódica ununtrium ← flerovium → Ununpentium
Apariencia
desconocido
Propiedades generales
Nombre, símbolo, número	flerovium, Fl, 114
Pronunciación	/ F l ɨ r oʊ v yo ə m / FLI- ROH -vee-əm
Categoría Elemento	desconocido
Grupo, período, bloque	14, 7, p
Peso atómico estándar	[289]
Configuración electrónica	[ Rn ] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 2 (Valor de referencia) 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 (Valor de referencia)
Historia
Descubrimiento	Instituto Conjunto de Investigación Nuclear y Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (1999)
Propiedades físicas
Fase	sólido (prevista)
Densidad (cerca rt)	22 (valor de referencia) g · cm -3
Punto de fusion	340 K , 70 ° C, 160 (valor de referencia) ° F
Punto de ebullicion	420 K, 150 ° C, 300 (valor de referencia) ° F
Propiedades atómicas
Estados de oxidación	2, 4 (predicción)
Energías de ionización	Primero: 823,9 (predicción) kJ · mol -1
	Segundo: 1621.0 (predicción) kJ · mol -1
Radio atómico	160 (estimado) pm
Radio covalente	143 (estimado) pm
Miscelánea
Número de registro del CAS	54085-16-4
La mayoría de los isótopos estables
Artículo principal: Los isótopos de flerovium
iso N / A media 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% α 10.19 282 Cn 60% SF 285 Fl syn 125 ms α 281 Cn

Flerovium es la radiactivo elemento químico con el símbolo "Fl" y número atómico 114. El elemento es el nombre del Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares de la Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna, Rusia, donde fue descubierto el elemento. El nombre del laboratorio, a su vez, hace honor al físico ruso Gueorgui Fliórov. El nombre fue adoptado por IUPAC el 30 de mayo de 2012.

Alrededor del 80 desintegraciones de átomos de flerovium se han observado hasta la fecha, 50 directamente y 30 de la descomposición de la más pesada elementos livermorium y ununoctium . Todos los decaimientos se han asignado a los cinco vecinos isótopos con números de masa 285-289. El isótopo más larga vida actualmente conocido es ²⁸⁹ Fl, con una vida media de ~ 2,6 s, aunque hay evidencia de una isómero nuclear, ^{289 ter} Fl, con una vida media de ~ 66 s, que sería uno de los núcleos de más larga duración en la región elemento superpesado.

Los estudios químicos realizados en el período 2007-2008 indican que flerovium es inesperadamente volátil para un grupo de 14 elementos; en los resultados preliminares que incluso parecía exhibir -gas noble -como propiedades debido a efectos relativistas.

Historia

Descubrimiento

En diciembre de 1998, los científicos de Dubna ( Instituto Conjunto de Investigación Nuclear) en Rusia bombardeó un blanco ²⁴⁴ Pu con ⁴⁸ iones Ca. Un solo átomo de flerovium, descomposición por 9,67 MeV emisión alfa con una vida media de 30 s, se produjo y se asigna a ²⁸⁹ Fl. Esta observación fue posteriormente publicado en enero de 1999. Sin embargo, la cadena de desintegración observado no se ha repetido y la identidad exacta de esta actividad es desconocida, aunque es posible que se deba a un isómero meta-estable, a saber, ^289m Fl.

En marzo de 1999, el mismo equipo reemplazó el objetivo ²⁴⁴ Pu con un ²⁴² Pu uno con el fin de producir otros isótopos. En esta ocasión se produjeron dos átomos de flerovium, decayendo por 10,29 MeV emisión alfa con una vida media de 5,5 s. Se les asignó como ²⁸⁷ Fl. Una vez más, esta actividad no se ha visto de nuevo y no está claro qué núcleo se produjo. Es posible que se trataba de un isómero meta-estable, a saber, ^287m Fl.

El descubrimiento ahora confirmado de flerovium se hizo en junio de 1999 cuando el equipo de Dubna repitió la reacción de ²⁴⁴ Pu. Esta vez, se produjeron dos átomos del elemento 114 en descomposición por la emisión de partículas de 9,82 MeV alfa con una vida media de 2,6 s.

Esta actividad se asigna inicialmente a ²⁸⁸ Fl por error, debido a la confusión con respecto a las observaciones anteriores. Además trabajo en diciembre 2002 ha permitido una reasignación positiva a ²⁸⁹ Fl.

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

En mayo de 2009, el Grupo de Trabajo Conjunto (GTC) de IUPAC publicó un informe sobre el descubrimiento de copernicium en la que reconocían el descubrimiento del isótopo ²⁸³ Cn. Por lo tanto, esto implica el descubrimiento de facto de flerovium, desde el reconocimiento de los datos para la síntesis de ²⁸⁷ Fl y ²⁹¹ Lv (ver más abajo), en relación con ²⁸³ Cn. En 2011, la IUPAC evaluó los experimentos del equipo de Dubna en 1999-2007. Considerando lo que encontraron los primeros datos concluyentes, los resultados de 2004-2007 fueron aceptados como identificación del elemento 114.

El descubrimiento de flerovium, como ²⁸⁷ y ²⁸⁶ Fl Fl, se confirmó en enero de 2009 en Berkeley. Esto fue seguido por la confirmación de ²⁸⁸ Fl y ²⁸⁹ Fl en julio de 2009 en el GSI (véase la sección 2.1.3).

Naming

Ununquadium (Uuq) fue el temporal IUPAC Nombre de elemento sistemático. El elemento se refiere a menudo como elemento 114, por su número atómico.

De acuerdo a las recomendaciones de la IUPAC, el descubridor (s) de un nuevo elemento tiene el derecho de sugerir un nombre. El descubrimiento de ununquadium fue reconocido por Grupo mixto de la IUPAC el 1 de junio de 2011, junto con la de ununhexium . Según el vice-director de ICIN, el equipo de Dubna eligió elemento name 114 flerovium (símbolo Fl), después de que el fundador del instituto ruso, Flerov Laboratorio de Reacciones Nucleares, el físico soviético Gueorgui Fliórov (también escrito Flerov). Sin embargo, la IUPAC nombró oficialmente flerovium después del Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares, no de sí mismo Flerov. Flerov es conocida por escrito a Stalin en abril de 1942 y señalando el silencio conspicuo en revistas científicas en el campo de la fisión nuclear en los Estados Unidos, Gran Bretaña y Alemania. Flyorov deduce que esta investigación debe haber vuelto información clasificada en esos países. Trabajo y exhortaciones de Flyorov llevaron a la eventual desarrollo de la URSS propia 's proyecto de la bomba atómica.

Los futuros experimentos

El equipo RIKEN han indicado planes para estudiar la reacción de fusión fría:

208
82 Pb + 76
32 Ge → 284
114 Fl →?

El FLNR tiene planes futuros para estudiar isótopos ligeros de flerovium, formados en la reacción entre ²³⁹ Pu y ⁴⁸ Ca.

Nucleosíntesis

Combinaciones Target-proyectil que conducen a Z = 114 núcleos compuestos

La siguiente tabla contiene varias combinaciones de objetivos y proyectiles que podrían ser utilizados para formar núcleos compuestos con un número atómico de 114.

Fusión fría

Esta sección se ocupa de la síntesis de núcleos de flerovium por las llamadas reacciones de fusión "en frío". Estos procesos crean núcleos compuestos a baja energía de excitación (~ 10 a 20 MeV, por lo tanto, "frío"), lo que lleva a una mayor probabilidad de supervivencia de la fisión. El núcleo excitado entonces decae al estado fundamental a través de la emisión de sólo uno o dos neutrones.

²⁰⁸ Pb ⁽⁷⁶ Ge, x n) ^{284- x} Fl

El primer intento de sintetizar flerovium en las reacciones de fusión fría se realizó a Gran accélérateur national d'iones lourds (GANIL), Francia en 2003. No se detectaron átomos estableciendo un límite de rendimiento de 1,2 pb.

Fusión caliente

Esta sección se ocupa de la síntesis de núcleos de flerovium por las llamadas reacciones de fusión "calientes". Estos procesos crean núcleos compuestos a alta energía de excitación (~ 40-50 MeV, por lo tanto "caliente"), que conduce a una reducción de la probabilidad de la supervivencia de la fisión. El núcleo excitado entonces decae al estado fundamental a través de la emisión de neutrones 3-5. Las reacciones de fusión que utilizan ⁴⁸ núcleos Ca suelen producir núcleos compuestos con energías intermedias de excitación (~ 30 a 35 MeV) y se refieren a veces como reacciones de fusión "cálidos". Esto conduce, en parte, a rendimientos relativamente altos de estas reacciones.

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

Los primeros experimentos sobre la síntesis de flerovium fueron realizadas por el equipo en Dubna en noviembre de 1998. Ellos fueron capaces de detectar una sola cadena de desintegración largo, asignado a ²⁸⁹ Fl. La reacción se repitió en 1999 y se detectaron otros dos átomos de flerovium. Los productos fueron asignados a ²⁸⁸ Fl. El equipo estudió además la reacción en el año 2002. Durante la medición de la 3n, 4n, y funciones de excitación evaporación neutrones 5n fueron capaces de detectar tres átomos de ²⁸⁹ Fl, doce átomos del nuevo isótopo ²⁸⁸ Fl, y un átomo de la nueva isótopo ²⁸⁷ Fl. Basándose en estos resultados, el primer átomo a ser detectado fue reasignado tentativamente a ²⁹⁰ Fl o ^289m Fl, mientras que los dos átomos de posteriores fueron reasignados a ²⁸⁹ Fl y por lo tanto pertenecen a la descubrimiento experimento no oficial. En un intento de estudiar la química de copernicium como el isótopo ²⁸⁵ Cn, esta reacción se repitió en abril de 2007. Sorprendentemente, un PSI-FLNR detectados directamente dos átomos de ²⁸⁸ Fl formando la base para los primeros estudios químicos de flerovium.

En junio de 2008, se repitió el experimento para evaluar mejor la química del elemento con el ²⁸⁹ Fl isótopo. Un solo átomo se detectó que parecen confirmar las propiedades noble-gas-como del elemento.

Entre mayo y julio de 2009, el equipo de GSI estudió esta reacción, por primera vez, como un primer paso hacia la síntesis de ununseptium. El equipo fue capaz de confirmar los datos de síntesis y degradación para ²⁸⁸ Fl y ²⁸⁹ Fl, produciendo nueve átomos de la antigua isótopo y cuatro átomos de estos últimos.

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

El equipo de Dubna primero estudió esta reacción en marzo-abril de 1999 y detectó dos átomos de flerovium, adscritos a ²⁸⁷ Fl. La reacción se repitió en septiembre de 2003 para tratar de confirmar los datos de la desintegración de ²⁸⁷ Fl y ²⁸³ Cn desde datos contradictorios para ²⁸³ Cn se había recogido (ver copernicium ). Los científicos rusos fueron capaces de medir datos de la desintegración de ²⁸⁸ Fl, Fl ²⁸⁷ y el nuevo isótopo ²⁸⁶ Fl de la medición de las funciones 2n, 3n, 4n y de excitación.

En abril de 2006, una colaboración PSI-FLNR utilizó la reacción para determinar las primeras propiedades químicas de copernicium produciendo ²⁸³ Cn como un producto rebasamiento. En un experimento de confirmación en abril de 2007, el equipo fue capaz de detectar ²⁸⁷ Fl directamente y por lo tanto medir algunos datos iniciales sobre las propiedades químicas atómicos de flerovium.

El equipo de Berkeley, utilizando el Separador lleno de gas Berkeley (BGS), continuó sus estudios utilizando recientemente adquiridas ²⁴² objetivos Pu por intentar la síntesis de flerovium en enero de 2009 mediante la reacción anterior. En septiembre de 2009, se informó que habían tenido éxito en la detección de dos átomos de flerovium, como ²⁸⁷ y ²⁸⁶ Fl Fl, lo que confirma las propiedades de desintegración reportados en el FLNR, aunque las secciones transversales medidos fueron ligeramente inferiores; sin embargo, las estadísticas eran de menor calidad.

En abril de 2009, con la colaboración de Instituto Paul Scherrer (PSI) y Flerov Laboratorio de Reacciones Nucleares (FLNR) de ICIN llevó a cabo otro estudio de la química de flerovium usando esta reacción. Se ha detectado un solo átomo de ²⁸³ Cn.

En diciembre de 2010, el equipo en el LBNL anunció la síntesis de un solo átomo del nuevo isótopo ²⁸⁵ Fl con el consiguiente observación de 5 nuevos isótopos de elementos hija.

Como producto de la desintegración

Los isótopos de flerovium también se han observado en el cadenas de desintegración de livermorium y ununoctium .

Isótopos y propiedades nucleares

Cronología del descubrimiento de isótopos

Isótopos retraídos

²⁸⁵ Fl

En la síntesis reivindicada de ²⁹³ Uuo en 1999, el isótopo ²⁸⁵ Fl fue identificado como descomposición por 11,35 MeV emisión alfa con una vida media de 0,58 ms. La demanda se retrae en 2001 después de que se descubrió que los datos han sido fabricados. Este isótopo finalmente fue creado en 2010 y sus propiedades de descomposición No se han encontrado los datos de la desintegración retraídos.

La fisión de núcleos compuestos con un número atómico de 114

Varios experimentos se han realizado entre 2000 y 2004 en el Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares en Dubna estudiar la características de fisión del núcleo compuesto ²⁹² Fl. La reacción nuclear utilizado es 244
94 Pu + 48
20 Ca. Los resultados han puesto de manifiesto cómo los núcleos como este fisión predominantemente por la expulsión de los núcleos de capa cerrada como ¹³² Sn (Z = 50, N = 82). También se encontró que el rendimiento de la vía de fusión-fisión fue similar entre ⁴⁸ y ⁵⁸ proyectiles Ca Fe, indicando un posible uso futuro de ⁵⁸ proyectiles Fe en la formación de elemento superpesado.

Isomería Nuclear

²⁸⁹ Fl

En la primera síntesis reclamada de flerovium, un isótopo asignado como ²⁸⁹ Fl decayó emitiendo una partícula alfa 9.71 MeV con una duración de 30 segundos. Esta actividad no se observó en repeticiones de la síntesis directa de este isótopo. Sin embargo, en un solo caso de la síntesis de ²⁹³ Lv, se midió una cadena de desintegración a partir de la emisión de una partícula alfa 9,63 MeV con una tiempo de vida de 2,7 minutos. Todos los decaimientos posteriores fueron muy similares a los observados desde ²⁸⁹ Fl, suponiendo que la decadencia de los padres se ha perdido. Esto sugiere fuertemente que la actividad debe ser asignado a un nivel de isómeros. La ausencia de la actividad en experimentos recientes indican que el rendimiento del isómero es de ~ 20% en comparación con el estado fundamental y supone que la observación en el primer experimento fue una suerte (o no según la historia clínica indica). Se requiere más investigación para resolver estos problemas.

²⁸⁷ Fl

De una manera similar a los de ²⁸⁹ Fl, primeros experimentos con un objetivo de ²⁴² Pu identificaron un isótopo ²⁸⁷ Fl descomposición por la emisión de una partícula alfa 10.29 MeV con una duración de 5,5 segundos. La hija de forma espontánea fisiona con una vida útil de acuerdo con la síntesis anterior de ²⁸³ Cn. Tanto estas actividades no se han observado desde (ver copernicium ). Sin embargo, la correlación sugiere que los resultados no son al azar y son posibles debido a la formación de isómeros cuyo rendimiento depende obviamente en los métodos de producción. Se requiere más investigación para desentrañar estas discrepancias.

Características Decay

Estimación teórica de la Alpha Decay vida media de los isótopos del flerovium apoya los datos experimentales. El isótopo de fisión-sobrevivido ²⁹⁸ Fl se prevé contar con la desintegración alfa vida media de alrededor de 17 días.

En búsqueda de la isla de estabilidad: ²⁹⁸ Fl

Según macroscópico-microscópica (MM) teoría, Z = 114 es el próximo número mágico esférica. Esto significa que tales núcleos son esféricos en su estado fundamental y deben tener, barreras de fisión anchas altas a la deformación y por lo tanto, a largo SF vidas medias parciales.

En la región de Z = 114, la teoría MM indica que N = 184 es la siguiente neutrones esférica número mágico y propone el núcleo ²⁹⁸ Fl como un fuerte candidato para la próxima esférica núcleo doblemente mágico, después de ²⁰⁸ Pb (Z = 82, N = 126). ²⁹⁸ Fl es llevado a estar en el centro de un hipotético " isla de estabilidad ". Sin embargo, otros cálculos utilizando campo medio relativista (RMF) proponen la teoría Z = 120, 122, y 126 de protones como alternativa números mágicos dependiendo de el conjunto elegido de parámetros. Es posible que en lugar de un pico a una específica shell de protones, existe una meseta de los efectos de cáscara de protones desde Z = 114-126.

Cabe señalar que los cálculos sugieren que el mínimo de la La energía existe shell-corrección y de ahí la barrera más alta de fisión para ²⁹⁷ Uup , causada por efectos de emparejamiento. Debido a las altas barreras de fisión esperados, cualquier núcleo dentro de esta isla de estabilidad decae exclusivamente por la emisión de partículas alfa y, como tal, el núcleo con la más larga vida media se prevé que sea ²⁹⁸ Fl. La vida media esperada es poco probable que alcance valores superiores a unos 10 minutos, a menos que la capa de neutrones N = 184 resulta ser más la estabilización de lo previsto, para la cual existe alguna evidencia. Además, Fl ²⁹⁷ puede tener una vida media aún-más largo debido al efecto del neutrón impar, la creación de transiciones entre los niveles Nilsson similares con valores _alfa Q inferiores.

En cualquier caso, una isla de estabilidad no representa los núcleos con la más larga vida media, pero los que se estabilizaron significativamente contra la fisión por efectos cerrado-shell.

Evidencia para Z = 114 shell de protones cerrada

Aunque las pruebas para los depósitos cerrados de neutrones puede considerarse directamente de la variación sistemática de los valores _alfa para Q-estado fundamental a las transiciones en el estado fundamental, la evidencia de conchas de protones cerrados proviene de (parciales) de fisión espontánea vidas medias. Tales datos pueden ser a veces difícil de extraer debido a las bajas tasas de producción y débil ramificación SF. En el caso de Z = 114, la evidencia para el efecto de esta capa cerrada propuesta viene de la comparación entre los núcleos emparejamientos ²⁸² Cn (T 1/2 _SF = 0,8 ms) y ²⁸⁶ Fl (T 1/2 _SF = 130 ms) y ²⁸⁴ Cn (T _SF = 97 ms) y ²⁸⁸ (Fl T _SF> 800 ms). Otra prueba vendría de la medición de la SF vidas medias parciales de núcleos con Z> 114, como ²⁹⁰ Lv y ²⁹² Uuo (tanto N = 174 isotonos). La extracción de z = 114 efectos se complica por la presencia de un dominando N = 184 efecto en esta región.

Dificultad de síntesis de ²⁹⁸ Fl

La síntesis directa del núcleo ²⁹⁸ Fl por una vía de fusión de evaporación es imposible, ya que no se conoce ningún combinación de objetivo y el proyectil puede proporcionar 184 neutrones en el núcleo compuesto.

Se ha sugerido que un isótopo tal ricos en neutrones puede estar formado por el quasifission (fusión parcial seguida por fisión) de un núcleo masivo. Tales núcleos tienden a la fisión con la formación de isótopos cerca de las capas cerradas Z = 20 / N = 20 ⁽⁴⁰ CA), Z = 50 / N = 82 ⁽¹³² Sn) o Z = 82 / N = 126 ⁽²⁰⁸ Pb / ²⁰⁹ Bi). Si Z = 114 hace representar una capa cerrada, entonces la reacción hipotética continuación puede representar un método de síntesis:

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

Recientemente se ha demostrado que las reacciones de transferencia de multi-nucleones en colisiones de núcleos de actínidos (tales como el uranio y el curio ) podrían ser utilizados para sintetizar el neutrones ricos núcleos superpesados situados en el isla de estabilidad.

También es posible que ²⁹⁸ Fl se puede sintetizar por el la desintegración alfa de un núcleo masivo. Tal método dependerá en gran medida de la estabilidad SF de tales núcleos, ya que la alfa-vida media se espera que sea muy corto. Los rendimientos de estas reacciones serán también más probable ser extremadamente pequeña. Una de estas reacciones es:

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

Propiedades químicas

Propiedades químicas extrapoladas

Estados de oxidación

Flerovium se prevé que sea el segundo miembro de la serie 7p de elementos químicos y el miembro más pesado del grupo 14 (IVA) en la Tabla Periódica, por debajo de plomo. Cada uno de los miembros de este grupo muestran el estado de oxidación de + grupo IV y los últimos miembros tienen un aumento de la química + II debido a la aparición de la efecto de par inerte. Estaño representa el punto en el que la estabilidad de la + II + IV y estados son similares. El plomo, el miembro más pesado, retrata a un cambio de estado + IV al estado + II. Por lo tanto Flerovium debe seguir esta tendencia y un poseer un estado de oxidación + IV y un estable estado + II.

Química

Flerovium debe retratar propiedades químicas eka-plomo y, por tanto, debe formar un monóxido, Flo, y dihaluros, FLF _2, FLCL _2, FLBR _2, y FLI _2. Si el estado + IV es accesible, es probable que sólo es posible en el óxido, Flo _2, y fluoruro, FLF _4. También puede mostrar un óxido mixto, Fl ₃ O _4, análoga a Pb ₃ O _4.

Algunos estudios también sugieren que el comportamiento químico de flerovium podría, de hecho, estar más cerca de la del gas noble radón , que a la de plomo.

Los cálculos sugieren que flerovium no se formará un tetrafluoruro, FLF _4, pero formará una difluoruro (FLF ₂₎ que es soluble en agua.

Química Experimental

Fase gaseosa Atómica

Dos experimentos se realizaron en abril-mayo de 2007 en una colaboración FLNR-PSI conjunta con el objetivo de estudiar la química de copernicium . El primer experimento implicó la reacción ²⁴² Pu ⁽⁴⁸ Ca, 3n) ²⁸⁷ Fl y el segundo la reacción ²⁴⁴ Pu ⁽⁴⁸ Ca, 4n) ²⁸⁸ Fl. Las propiedades de adsorción de los átomos resultantes sobre una superficie de oro se compararon con los de radón. El primer experimento permitió la detección de 3 átomos de ²⁸³ Cn sino también aparentemente detectó 1 átomo de ²⁸⁷ Fl. Este resultado fue una sorpresa dado el tiempo de transporte de los átomos de productos es ~ 2 s, por lo que los átomos flerovium deberían desintegrarse antes de la adsorción. En la segunda reacción, se detectaron 2 átomos de ²⁸⁸ Fl y posiblemente 1 átomo de ²⁸⁹ Fl. Dos de los tres átomos de retratados características de adsorción asociados con un elemento noble-gas-como volátil, que se ha sugerido, pero no se prevé por los cálculos más recientes. Estos experimentos proporcionaron, sin embargo confirmación independiente para el descubrimiento de copernicium, flerovium y livermorium través de la comparación con datos de la desintegración publicados. Otros experimentos en 2008 para confirmar este importante resultado detectaron un solo átomo de ²⁸⁹ Fl-que proporcionó datos que estaban de acuerdo con los datos anteriores que apoyó flerovium tener una interacción noble-gas-como con el oro.

En abril de 2009, la colaboración FLNR-PSI sintetiza un átomo adicional de flerovium.