Флеро́вий ( лат. Flerovium , Fl ), ранее был известен как унунква́дий ( лат. Ununquadium , Uuq), использовалось также неофициальное название эка-свинец — химический элемент 14-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы IV группы), 7-го периода периодической системы , c атомным номером 114.

История

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 :

${\displaystyle {\ce {{^{244}_{94}Pu}+{^{48}_{20}Ca}\rightarrow {^{288}_{114}Fl}+{4_{0}^{1}n}}}}$

${\displaystyle {\ce {{^{244}_{94}Pu}+{^{48}_{20}Ca}\rightarrow {^{289}_{114}Fl}+{3_{0}^{1}n}}}}$

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

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

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 ²⁴² Pu пучком ионов ⁴⁸ Ca были получены два нуклида 114-го элемента с массовыми числами 286 и 287 :

${\displaystyle {\ce {{^{242}_{94}Pu}+{^{48}_{20}Ca}\rightarrow {^{286}_{114}Fl}+{4_{0}^{1}n}}}}$

${\displaystyle {\ce {{^{242}_{94}Pu}+{^{48}_{20}Ca}\rightarrow {^{287}_{114}Fl}+{3_{0}^{1}n}}}}$

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

${\displaystyle {\ce {{^{242}_{94}Pu}+{^{48}_{20}Ca}\rightarrow {^{285}_{114}Fl}+{5_{0}^{1}n}}}}$

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

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

Происхождение названия

Официальное название флеро́вий ( flerovium ) дано в честь Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований , где был синтезирован элемент . Лаборатория носит имя её основателя, советского физика Г. Н. Флёрова , руководителя группы, синтезировавшей элементы с номерами от 102 до 110. 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 . 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 , 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 . 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 . Название утверждено 30 мая 2012 года .

Известные изотопы

Наиболее распространённые моды распада, альфа-распад (с превращением в изотопы коперниция ) и спонтанное деление . Наиболее долгоживущим изотопом является ²⁸⁹ Fl с периодом полураспада 1,9 секунды .

Изотоп	Масса	Период полураспада	Тип распада
284 Fl	284	2,5 мс	спонтанное деление
285 Fl	285	0,1 с	α-распад в 281 Cn
286 Fl	286	0,12 с	спонтанное деление (60 %), α-распад в 282 Cn (40 %)
287 Fl	287	0,48 с	α-распад в 283 Cn
288 Fl	288	0,66 с	α-распад в 284 Cn
289 Fl	289	1,9 с	α-распад в 285 Cn

Флеровий-298

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 ²⁹⁸ Fl 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 ²⁹⁸ Fl 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 . Возможной реакцией синтеза может быть ^{[ источник не указан 2635 дней ]} :

${\displaystyle {\ce {^{204}_{80}{Hg}+_{54}^{136}{Xe}\to _{114}^{298}{Fl}+_{20}^{40}{Ca}+2_{0}^{1}{n}}}}$

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

Физические свойства

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/см ³ , 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 .

Химические свойства

В некоторых исследованиях были получены указания 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 7 p 2
1/2 -подоболочки валентных электронов, предсказанной расчётами 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 предполагают, что флеровий не сможет проявлять её или сможет её проявлять только в жёстких условиях. Так, предполагается, что диоксид флеровия FlO ₂ будет высоко нестабильным, распадаясь в обычных условиях на монооксид флеровия и кислород . Флерован FlH ₄ , имеющий расчётную длину связи Fl—H , равную 1,787 Å , будет значительно менее стабильным, чем плюмбан PbH ₄ , и, по-видимому, должен спонтанно распадаться на гидрид флеровия(II) и водород. Единственным устойчивым соединением флеровия(IV) будет, вероятно, тетрафторид флеровия FlF ₄ , хотя его образование обусловлено не sp ³ -, а sd -гибридизацией , и его распад на дифторид флеровия и фтор предположительно должен быть экзотермическим . Однако существуют предсказания относительной устойчивости и более высокой степени окисления, Fl(VI), обусловленной приблизительным энергетическим вырождением 7s и 6d-электронов и sd -гибридизацией .

Получение

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

Примечания

Ссылки

• , — Флеровий на сайте «Атомная и космическая отрасли России»