Sziborgium
 |
Ez a szócikk vagy szakasz lektorálásra, tartalmi javításokra szorul. |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Általános | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Név, vegyjel, rendszám | sziborgium, Sg, 106 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Latin megnevezés | seaborgium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elemi sorozat | átmenetifémek | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Csoport, periódus, mező | 6, 7, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Megjelenés | ismeretlen, vsz. ezüstös fehér vagy fémes szürke | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomtömeg | (266) g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronszerkezet | talán [Rn] 5f14 6d4 7s² (volfrám alapján vsz.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronok héjanként | 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Halmazállapot | vsz. szilárd | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-szám | 54038-81-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hivatkozások | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A sziborgium[1] a 106. rendszám kémiai elem, vegyjele Sg.
A sziborgium mesterségesen előállított elem, legstabilabb izotópjának, a 271Sg-nak a felezési ideje 1,9 perc. A sziborgiummal végzett kémiai kísérletek alapján ez az elem határozottan a 6-os csoportba tartozik, a volfrám nehezebb homológja.
Javasolt nevek
[szerkesztés]
A berkeley-i tudóscsoport javasolt a seaborgium (Sg) nevet, Glenn T. Seaborg amerikai kémikus, a csoport tagjának tiszteletére, aki számos más aktinoida felfedezésében is közreműködött. A csoport által választott név viták tárgyává vált. A IUPAC ideiglenesen az unnilhexium szisztematikus nevet fogadta el. 1994-ben a IUPAC egyik bizottsága a 106-os elem nevére a rutherfordium-ot javasolta, és elfogadta azt a szabályt, hogy élő személyről nem lehet elemet elnevezni.[2] Ezt a szabályt az American Chemical Society hevesen támadta. Kritikájukban rámutattak, hogy az einsteinium Albert Einstein életében történő elnevezésével már precedenst teremtettek, és egy tanulmány szerint a kémikusokat nem zavarta, hogy Seaborg még életben volt. 1997-ben a 104–108-as elemekhez kapcsolódó kompromisszum részeként a 106-os elem seaborgium nevét nemzetközileg elismerték.[3]
Elektronszerkezet
[szerkesztés]A sziborgium a periódusos rendszer 106. eleme. A jósolt elektronszerkezet kétféle ábrázolása a következő:
| Bohr-modell | 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2 |
|---|---|
| Kvantummechanikai modell | 1s²2s²2p63s²3p64s²3d104p65s²4d105p66s²4f145d106p67s²5f146d4 |
Az eka-volfrám/dvi-molibdén kémiai tulajdonságainak előrejelzése
[szerkesztés]Oxidációs állapotok
[szerkesztés]A 106-os elem az előrejelzések szerint a 6d átmenetifém sorozat harmadik tagja és a periódusos rendszer 6. csoportjának legnehezebb tagja, a króm, molibdén és volfrám alatt helyezkedik el. A csoport mindegyik tagja könnyen felveszi a +6-os oxidációs számot, mely a csoportban lefelé haladva egyre stabilabbá válik. A sziborgium esetén a +6-os oxidációs állapotot stabilnak tételezik fel. A csoportban nehezebb elemeinél a stabil +5 és +4 oxidációs szám is jól ismert, míg +3-as oxidációs állapotban a króm(III) kivételével redukálnak.
Kémia
[szerkesztés]A sziborgium kémiai viselkedését nagyrészt a felette található molibdén és volfrám tulajdonságainak extrapolálásával jósolják meg. A molibdén és volfrám könnyen képez stabil MO3 trioxidot, így a sziborgiumból várhatóan SgO3 keletkezik. Az MO3 oxidok oxoanionok képződése közben oldódnak lúgokban, így a sziborgiumból SgO42− sziborgátion kell keletkezzen. Ezen kívül a WO3 savakkal is reagál, ami az SgO3 hasonló amfoter sajátságára enged következtetni. Az MoO3 oxid nedvességgel is reagál MoO2(OH)2 hidroxid képződése közben, ezért az SgO2(OH)2 is létezhet. A nehezebb homológok konnyen képeznek illékony, reakcióképes MX6 hexahalogenideket (X=Cl,F), de csak a volfrám instabil hexabromidja (WBr6) ismert. Ezek alapján megjósolták az SgF6 és SgCl6 vegyületek létezését, és az „eka-volfrám jellemvonás” megmutatkozhat az SgBr6 hexabromid nagyobb stabilitásában. Ezek a halogenidek oxigénnel és nedvességgel szemben nem stabilak, belőlük illékony MOX4 és MO2X2 oxohalogenidek keletkeznek. Ily módon létezhet az SgOX4 (X=F,Cl) és az SgO2X2 (X=F,Cl) is. Vizes oldatban fluoridionnal számos anionos oxofluoro komplex keletkezik, például MOF5− és MO3F33−. A sziborgiummal is hasonló komplexek várhatók.
Kísérleti kémia
[szerkesztés]Gázfázisú kémia
[szerkesztés]A sziborgium kémiájának megismerésére végzett első kísérletek egy illékony oxoklorid gáz termokromatográfiás vizsgálatára irányult. A sziborgium atomokat a 248Cm(22Ne,4n)266Sg reakciókban hozták létre, termalizálták őket, majd O2/HCl elegyével reagáltatták. Megmérték a keletkezett oxoklorid adszorpciós tulajdonságait, és összehasonlították a molibdén- és volfrámvegyületekével. Az eredmények azt mutatták, hogy a sziborgium a 6-os csoport elemeihez hasonló illékony oxokloridot képez:
- Sg + O2 + 2 HCl → SgO2Cl2 + H2
2001-ben egy tudóscsoport folytatta a sziborgium gázfázisú kémiájának vizsgálatát, sziborgiumot reagáltattak O2-vel H2O-s környezetben. Az oxoklorid képződéséhez hasonlóan a kísérleti eredmények sziborgium-oxid-hidroxid képződését jelezték, ami a könnyebb 6-os csoportbeli elemek jól ismert reakciója.[4]
- 2 Sg + 3 O2 → 2 SgO3
- SgO3 + H2O → SgO2(OH)2
Vizes oldatok kémiája
[szerkesztés]A sziborgium vizes oldatbeli kémiájában igazolták, hogy – könnyebb homológjaihoz, a molibdénhez és volfrámhoz hasonlóan – +6-os oxidációs állapota stabil. A sziborgium kationcserélő gyantáról HNO3/HF oldattal lemosódik, valószínűleg mint semleges SgO2F2 vagy [SgO2F3]− anionos komplex formájában. Ugyanakkor 0,1 M HNO3-mal – a molibdéntől és volfrámtól eltérően – nem eluálódik, ami azt jelzi, hogy a [Sg(H2O)6]6+ hidrolízise csak a [Sg(OH)5(H2O)]+ kationos komplexig megy végbe.
A vizsgált vegyületek és komplex ionok összefoglalása
[szerkesztés]| Képlet | Név |
|---|---|
| SgO2Cl2 | sziborgium-oxoklorid ; sziborgium(VI)-dioxid-diklorid ; sziborgil-diklorid |
| SgO2F2 | sziborgium-oxofluorid ; sziborgium(VI)-dioxid-difluorid ; sziborgil-difluorid |
| SgO3 | sziborgium-oxid ; sziborgium(VI)-oxid ; sziborgium-trioxid |
| SgO2(OH)2 | sziborgium-oxid-hidroxid ; sziborgium(VI)-dioxid-dihidroxid |
| [SgO2F3]− | trifluorodioxosziborgát(VI) |
| [Sg(OH)5(H2O)]+ | akvapentahidroxisziborgium(VI) |
Hideg fúzióval szintetizált izotópok története
[szerkesztés]Ez a rész a sziborgium nuklidok úgynevezett „hideg” fúziós előállítási reakcióval foglalkozik. Ezek olyan folyamatok, amelyekben a keletkező nuklid kevéssé gerjesztett (~10-20 MeV, innen a „hideg”), így hasadással szemben nagyobb valószínűséggel marad stabil. A gerjesztett mag ezután mindössze egy-két neutron kibocsátásával alapállapotba bomlik.
208Pb(54Cr,xn)262-xSg (x=1,2,3)
[szerkesztés]A 106-os elem hideg fúziós reakcióval történő előállítását először 1974 szeptemberében kísérelte meg egy G. N. Flerov által vezetett szovjet tudóscsoport a dubnai Egyesített Atomkutató Intézetben. A csoport 0,48 másodperces spontán hasadásos aktivitásról számolt be, melyet a 259106 izotóphoz rendeltek. Későbbi bizonyítékok alapján azt feltételezik, hogy a csoport valószínűleg a 260Sg és leánymagjának, a 256Rf-nek a bomlását mérte. A TWG (transzfermium munkacsoport) megállapította, hogy – abban az időben – az eredmények nem voltak elég meggyőzőek.[5]
A dubnai csoport 1983-84-ben ismét megvizsgálta a problémát, és kimutattak egy – közvetlenül a 260Sg-nak tulajdonított – 5 ms-os spontán hasadásos aktivitást[5]
A GSI csoportja ezt a reakciót először 1985-ben vizsgálta, a genetikus szülő-leány bomlások korreláció továbbfejlesztett módszerének felhasználásával. Kimutatták a 261Sg (x=1) és 260Sg izotópokat, és megmérték a részleges 1n neutron párolgás gerjesztési függvényt.[6]
2000 decemberében a franciaországi GANIL egyik csoportja tanulmányozta a reakciót, és újabb eredményként kimutattak 10 atom 261Sg-et és 2 atom 260Sg-at.
Izotópok bomlástermékként történő előállítása
[szerkesztés]A sziborgium izotópjait nehezebb elemek bomlásának termékeként is megfigyelték. Az eddig összegyűlt megfigyeléseket az alábbi táblázat foglalja össze:
| Bepárlási maradék | Megfigyelt Sg izotóp |
|---|---|
| 291Lv, 287Fl, 283Cn | 271Sg |
| 271Hs | 267Sg |
| 270Hs | 266Sg |
| 277Cn, 273Ds, 269Hs | 265Sg |
| 271Ds, 267Ds | 263Sg |
| 270Ds | 262Sg |
| 269Ds, 265Hs | 261Sg |
| 264Hs | 260Sg |
Az izotópok felfedezésének kronológiája
[szerkesztés]| Izotóp | A felfedezés éve | Mely reakcióban fedezték fel |
|---|---|---|
| 258Sg | 1994 | 209Bi(51V,2n) |
| 259Sg | 1985 | 207Pb(54Cr,2n) |
| 260Sg | 1985 | 208Pb(54Cr,2n) |
| 261Sg | 1985 | 208Pb(54Cr,n) |
| 262Sg | 2001 | 207Pb(64Ni,n)[7] |
| 263Sgm | 1974 | 249Cf(18O,4n) |
| 263Sgg | 1994 | 208Pb(64Ni,n)[7] |
| 264Sg | 2006 | 238U(30Si,4n) |
| 265Sg | 1993 | 248Cm(22Ne,5n) |
| 266Sg | 2004 | 248Cm(26Mg,4n) |
| 267Sg | 2004 | 248Cm(26Mg,3n)[8] |
| 268Sg | ismeretlen | |
| 269Sg | ismeretlen | |
| 270Sg | ismeretlen | |
| 271Sg | 2003 | 242Pu(48Ca,3n)[9] |
Izotópok
[szerkesztés]A sziborgiumnak 11 ismert izotópja létezik (a metastabil és K-spin izomereket nem számítva). A leghosszabb élettartamú a 271Sg, mely alfa-bomlással és spontán hasadással bomlik. Felezési ideje 1,9 perc. A legrövidebb életű izotóp a 258Sg, ez szintén alfa-bomlásra és spontán hasadásra képes. Felezési ideje 2,9 ms.
Izoméria a sziborgium nuklidokban
[szerkesztés]266Sg
[szerkesztés]Az első vizsgálatok 8,63 MeV-os alfa-sugárzást azonosítottak kb. 21 másodperc felezési idővel, amit a 266Sg alapállapotának tekintettek. Később azonosítottak kb. 21 másodperc felezési idejű 8,52 MeV és 8,77 MeV energiájú alfa-sugárzó nuklidokat is, ami páros-páros nuklidok esetén szokatlan. A 270Hs előállítása során végzett újabb vizsgálatok szerint a 266Sg-ot spontán hasad 360 ms felezési idővel. A 277112 és 269Hs tanulmányozása során végzett újabb munkák új információkat szolgáltattak a 265Sg és 261Rf bomlásáról. Ezek alapján az eredeti 8,77 MeV-os sugárzást a 265Sg-höz kell rendelni. A jelenlegi adatok szerint így az alapállapot a spontán hasadás, a 8,52 MeV-os sugárzás pedig egy nagy spinű K-izomer. Ezen hozzárendelések megerősítéséhez további vizsgálatok szükségesek. Az adatok átértékelése alapján a 8,52 MeV-os sugárzást a 265Sg-hoz kell rendelni, a 266Sg pedig csak hasadást szenved.
265Sg
[szerkesztés]A 265Sg újabb keletű közvetlen szintézise során négy alfa-energiát mértek 7,4 másodperc felezési idővel: 8,94, 8,84, 8,76 és 8,69 MeV. A 277112 és 269Hs bomlásából származó 265Sg bomlásának megfigyelése során úgy találták, hogy a 8,69 MeV-os sugárzást egy izomer szinttel lehet azonosítani, melynek felezési ideje kb. 20 másodperc. Ez a szint valószínűleg okoz némi zavart az adatok 266Sg-hoz és 265Sg-höz rendelésében, mivel mindkét mag hasadó radzerfordium izotópokká bomolhat.
Az adatok újkeletű átértékelése szerint tényleg két izomer létezik, az egyik fő bomlási energiája 8,85 Mev, felezési ideje 8,9 másodperc, a másik izomer bomlási energiája 8,70 MeV, felezési ideje pedig 16,2 mp.
Izotópok kémiai hozama
[szerkesztés]Hideg fúzió
[szerkesztés]Az alábbi táblázat a közvetlenül sziborgium izotópot szolgáltató hideg fúziós reakciók hatáskeresztmetszeteit és gerjesztési energiáit tartalmazza. A félkövér adatok a gerjesztési függvények méréseinek maximumát jelölik. A megfigyelt kilépési csatornákat + jelöli.
| Bombázó részecske | Céltárgy | CN | 1n | 2n | 3n |
|---|---|---|---|---|---|
| 54Cr | 207Pb | 261Sg | |||
| 54Cr | 208Pb | 262Sg | 4,23 nb , 13,0 MeV | 500 pb | 10 pb |
| 51V | 209Bi | 260Sg | 38 pb , 21,5 MeV | ||
| 52Cr | 208Pb | 260Sg | 281 pb , 11,0 MeV |
Forró fúzió
[szerkesztés]Az alábbi táblázat a közvetlenül sziborgium izotópot szolgáltató forró fúziós reakciók hatáskeresztmetszeteit és gerjesztési energiáit tartalmazza. A félkövér adatok a gerjesztési függvények méréseinek maximumát jelölik. A megfigyelt kilépési csatornákat + jelöli.
| Bombázó részecske | Céltárgy | CN | 3n | 4n | 5n | 6n |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 30Si | 238U | 268Sg | + | 9 pb, 40,0 | ~ 80 pb , 51,0 MeV | ~30 pb , 58,0 MeV |
| 22Ne | 248Cm | 270Sg | ~25 pb | ~250 pb | ||
| 18O | 249Cf | 267Sg | + |
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ A raderfordiumtól az oganeszonig – a nemrégen felfedezett kémiai elemek magyar neve. Magyar Tudományos Akadémia, 2019. július 24. (Hozzáférés: 2019. július 27.)
- ↑ (1994) „Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1994)”. Pure and Applied Chemistry 66, 2419. o. DOI:10.1351/pac199466122419.
- ↑ (1997) „Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997)”. Pure and Applied Chemistry 69, 2471. o. DOI:10.1351/pac199769122471.
- ↑ Huebener et al. (2001). „Physico-chemical characterization of seaborgium as oxide hydroxide”. Radiochim. Acta 89, 737–741. o. [2014. október 25-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1524/ract.2001.89.11-12.737. (Hozzáférés: 2010. április 26.)
- ↑ a b Barber, R. C. (1993). „Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements (Note: for Part I see Pure Appl. Chem., Vol. 63, No. 6, pp. 879-886, 1991)”. Pure and Applied Chemistry 65, 1757. o. DOI:10.1351/pac199365081757.
- ↑ Münzenberg, G. (1985). „The isotopes 259106,260106, and 261106”. Zeitschrift für Physik a Atoms and Nuclei 322, 227. o. DOI:10.1007/BF01411887.
- ↑ a b lásd darmstadtium
- ↑ lásd hasszium
- ↑ lásd fleróvium
Fordítás
[szerkesztés]- Ez a szócikk részben vagy egészben a Seaborgium című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
További információk
[szerkesztés]