Tennesse

O tennesse , freqüentemente referido pelo seu nome inglês tennessine , é o elemento químico do número atômico 117. Seu símbolo Ts. Corresponde ao ununseptium (Uus) do nome sistemático da IUPAC e ainda é referido como elemento 117 na literatura. Foi sintetizado pela primeira vez em janeiro de 2010 pelas reações 249 Bk ( 48 Ca , 3 n ) 294 Ts e 249 Bk ( 48 Ca , 4 n ) 293 Ts no Instituto Unificado de Pesquisa Nuclear ( ОИЯИ ou JINR ) em Dubna , Rússia . A IUPAC confirmou a sua identificação em dezembro 2015 e em novembro 2016 deu seu nome final Inglês em referência ao Tennessee , o americano Estado onde o Oak Ridge National Laboratory está localizado, onde o berkelium alvo que permitiu a síntese vem. Do elemento 117 .

É um transactinídeo altamente radioativo, do qual o isótopo conhecido mais estável, 294 Ts, tem meia-vida de cerca de 51 ms . Localizado sob astatine na tabela periódica dos elementos , ele pertence ao bloco p e provavelmente seria de natureza metálica , mais precisamente um metal pobre .

Designação sistemática e nome em francês

O antigo nome ununseptium vem do nome sistemático atribuído pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) a elementos químicos não observados ou cuja caracterização experimental ainda não foi formalmente validada. É composto de raízes latinas que significam " um - um - sete " e o sufixo genérico - ium para os nomes dos elementos químicos.

A descoberta do elemento 117 foi confirmada pela IUPAC em 30 de dezembro de 2015 . Em 8 de junho de 2016 , a Divisão de Química Inorgânica da IUPAC anunciou sua decisão de manter tennessine , símbolo Ts, como seu nome finalista . Uma consulta pública foi aberta até 8 de novembro de 2016 . A IUPAC o adotou definitivamente em 28 de novembro de 2016 .

A tradução do nome inglês tennessine para outras línguas que não o inglês apresentou certas dificuldades sem precedentes, em particular em francês, na medida em que não terminou em -ium , imediatamente transponível para muitas línguas. Por recomendação de abril de 2016 , a IUPAC indicou de fato que o nome em inglês dos elementos do grupo 17 normalmente deveria ter a desinência -ine . O uso em francês então retomou em grande parte a forma inglesa Tennessine por meio da imprensa e revistas, bem como pelo Ministério da Educação de Quebec . A forma tennesse , deduzida pela continuidade com o nome dos outros elementos do grupo 17 - que, além do flúor , tem a terminação em francês - e - foi atestada primeiro um tanto marginalmente, depois foi proposta pelos bancos de dados terminológicos de línguas da Governo do Canadá e foi finalmente selecionado em março de 2017 pela Chemical Society of France e publicado em junho de 2017 no Jornal Oficial .

Síntese

A primeira síntese do elemento 117 é o resultado de uma colaboração entre o Oak Ridge National Laboratory ( ORNL ) em Oak Ridge , Tennessee , e o United Institute for Nuclear Research ( JINR ) em Dubna , Tennessee. ' Oblast de Moscou . ORNL era então o único laboratório no mundo capaz de fornecer o alvo de berquélio necessário para o experimento, enquanto a equipe de Yuri Oganessian no JINR tinha instalações capazes de detectar os nuclídeos resultantes da fusão deste alvo com projéteis de cálcio 48 . O alvo de berquélio foi produzido por irradiação de nêutrons ao longo de um período de cerca de 250 dias no High Flux Isotope Reactor (en) ORNL sete alvo contendo uma mistura de microesferas CMO 2 e pó de alumínio . Cerca de 50 g de actinídeos estão presentes em cada um dos alvos usados pelo High Flux Isotope Reactor , principalmente cúrio (42 g ), amerício (5 g ) e plutônio (3 g ). Após a irradiação, os alvos foram armazenados por três a quatro meses para reduzir a concentração de iodo-131, em seguida, 22,2 mg de berquélio foram isolados dos outros constituintes. Seis alvos de 6,0 cm 2 foram montados deste último ao Instituto de Pesquisa de Reatores Atômicos (in) por deposição de BKO 2 (equivalente a 0,31 mg cm -2 de berkélium 249). Os alvos foram então colocados em Dubna de frente para o feixe de íons de cálcio 48, em um disco girando a 1.700 rotações por minuto.

A equipe JINR anunciado em janeiro 2010 que ele tinha observado o decaimento radioativo do elemento 117 através de duas cadeias de desintegração usando o "separador recuo gás Doubna" (DGFRS-I): uma correspondendo a um isótopo. Ímpar-ímpar ( 294 Ts, 117 prótons e 177 nêutrons ) tendo sofrido seis decaimentos α antes da fissão espontânea , e o outro correspondendo a um isótopo ímpar-par ( 293 Ts, 117 prótons e 176 nêutrons ) tendo sofrido três decaimentos α antes da fissão espontânea:

48
20Este +249
97Bk →297
117Ts * →294
117Ts + 3 1
0n (1 nuclídeo observado) 48
20Este +249
97Bk →297
117Ts * →293
117Ts + 4 1
0n (5 nuclídeos observados)

Esses dados foram encaminhados ao Laboratório Nacional Lawrence Livermore ( LLNL ) para análise posterior, e os resultados completos foram divulgados em 9 de abril de 2010 , revelando que os dois isótopos observados poderiam ter meia-vida de várias dezenas ou até centenas de milissegundos .

A seção transversal dessa reação é estimada em cerca de 2 celeiros de pico ; os nuclídeos 293 Ts e 294 Ts obtidos cada um têm uma cadeia de decaimento a priori bastante longa, até dubnium ou lawrencium , o que permitiu a caracterização:

Todos os produtos do decaimento do elemento 117 eram desconhecidos antes deste experimento, então suas propriedades não puderam ser usadas para confirmar a validade deste experimento. Uma segunda síntese foi realizada em 2012 pela mesma equipe do JINR, que desta vez obteve sete núcleos do elemento 117 . Os resultados desta experiência confirmaram os da primeira síntese. Finalmente, dois elementos adicionais 117 núcleos foram sintetizados em 2014 no Heavy Ion Research Center ( GSI ) em Darmstadt , Alemanha , por uma equipe conjunta de GSI e ORNL usando a mesma reação que a realizada no JINR; a equipe GSI havia inicialmente considerado explorar as reações alternativas 244 Pu ( 51 V , x n ) 295- x Ts e, possivelmente, 243 Am ( 50 Ti , x n ) 293- x Ts, se não obtivessem sucesso, não obteníveis de 249 Bk de ORNL.

A estabilidade dos nuclídeos diminui rapidamente além do cúrio ( elemento 96 ) à medida que o número atômico aumenta. De seaborgio ( N O 106), todos os isótopos conhecido tem uma meia vida de apenas alguns minutos, ao passo que a do mais isótopo estável de dubnium ( N O 105), que precede a tabela periódica , é de 30 h , e que nenhum elemento químico com um número atômico maior que 82 (correspondendo ao chumbo ) tem um isótopo estável . Porém, por razões ainda não totalmente compreendidas, a estabilidade dos núcleos atômicos tende a aumentar ligeiramente em torno dos números atômicos 110 a 114, o que parece indicar a presença de uma " ilha de estabilidade ". Este conceito, que foi teorizado por Glenn Seaborg , explicaria por que os transactinídeos têm uma meia-vida mais longa do que o previsto por cálculo. O elemento 117 possui o segundo maior número atômico entre os elementos identificados - apenas o oganesson está localizado depois dele na tabela periódica - e seu isótopo 294 Ts tem meia-vida de aproximadamente 51 ms , significativamente maior do que o valor teórico que havia sido usado na publicação relatando sua descoberta. A equipa do JINR considera que estes dados constituem uma prova experimental da existência da ilha de estabilidade.

O isótopo 295 Ts teria meia-vida de 18 ± 7 ms . Pode ser possível produzi-lo usando uma reação de 249 Bk ( 48 Ca , 2 n ) 295 Ts semelhante à que já produziu os isótopos 294 Ts e 293 Ts. A probabilidade dessa reação seria, no entanto, no máximo $1 / 7$ da produção de 294 Ts. Modelando tomando o efeito de túnel em consideração torna possível prever a existência de vários isótopos de elemento 117 até a 303 Ts. De acordo com esses cálculos, o mais estável deles seria 296 Ts, com um período de 40 ms para decaimento α . Cálculos pelo modelo de gota de líquido fornecem resultados semelhantes, sugerindo uma tendência de aumento da estabilidade para isótopos mais pesados do que 301 Ts, com um período parcial maior que a idade do universo para 335 Ts, se ignorarmos o decaimento β .

Propriedades

Na medida em que o caráter metálico afirma-se em detrimento do caráter halogênio quando desce ao longo da coluna n o 17 da tabela periódica , espera-se que a tendência vai continuar com o elemento 117 , de modo que ele provavelmente teria ainda mais marcadas propriedades de metal magro do que as de astatine . O potencial padrão de par redox TS / Ts - seria -0,25 V , de modo a que, ao contrário de halogéneos, o elemento 117 não deve ser reduzida para a -1 estado de oxidação sob condições padrão.

Além disso, os halogênios formam moléculas diatômicas unidas por ligações σ , cujo caráter anti- ligação é acentuado ao descer ao longo do grupo 17 . Aquela da molécula de diastato em 2, que nunca foi caracterizado experimentalmente, já é considerado muito anti-ligação e não é mais energeticamente muito favorável, de modo que a molécula diatômica Ts 2ou de fato unidos essencialmente por uma ligação π ; o cloreto TsCl - escrita não relacionada ao cloreto de tosila , comumente abreviado como TsCl também - seria, entretanto, uma única ligação totalmente π.

Finalmente, a teoria VSEPR prevê que todos os fluoretos de classificação de elementos do grupo 17 têm uma geometria molecular em T. Isso foi observado para todos os trifluoretos de halogênios, que têm uma estrutura denotada AX 3 E 2em que o átomo central A está rodeado por três ligantes X e dois pares de elétrons E. Este é, por exemplo, o caso do trifluoreto de cloro ClF 3. Seria de esperar observar o mesmo fenômeno para o elemento 117 , no entanto, os efeitos relativísticos em sua procissão eletrônica, notadamente da interação spin-órbita , tornam uma geometria trigonal para a molécula TsF 3 mais provável., devido à natureza mais iônica da ligação entre o flúor e o elemento 117 , o que poderia ser explicado pela maior diferença de eletronegatividade entre esses dois elementos.

Trifluoreto de iodo IF 3 tem uma geometria T.
A geometria de TsF 3 seria trigonal.

Os efeitos devido às interações spin-órbita globalmente tendem a aumentar com o número atômico, visto que a quantidade de movimento dos elétrons aumenta com ele, tornando os elétrons de valência mais sensíveis aos efeitos relativísticos para elementos superpesados . No caso do elemento 117 , isso tem o efeito de diminuir os níveis de energia das subcamadas 7s e 7p, o que tem o efeito de estabilizar os elétrons correspondentes, embora dois dos níveis de energia 7p sejam mais estabilizados do que os outros quatro. A estabilização dos elétrons 7s vem sob o efeito do par inerte ; a separação da subcamada 7p entre elétrons estabilizados e elétrons menos estabilizados é modelada como uma separação do número quântico azimutal $ℓ$ de 1 a $1 / 2$ e $3 / 2$ respectivamente. A configuração eletrônica do elemento 117 pode, portanto, ser representada por 7s.2
7p2
1 ⁄ 2 7p3
3 ⁄ 2.

As outras subcamadas também são afetadas por esses efeitos relativísticos. Assim, os níveis de energia 6d também são separados em quatro níveis 6d 3/2 e seis níveis 6d 5/2 e se movem para perto dos níveis 7s, embora nenhuma propriedade química particular relacionada aos elétrons 6d tenha sido calculada para o elemento 117 . A diferença entre os níveis 7p 1/2 e 7p 3/2 é anormalmente alta: 9,8 eV ; é apenas 3,8 eV para a subcamada 6p de astatine , para a qual a química dos elétrons 6p 1/2 já parece ser "limitada". Esta é a razão pela qual se espera que a química do elemento 117 , se ele pode ser estudado, diferir daquela do resto do grupo 17.

Notas e referências

Notas

Ts é também o símbolo do grupo tosil (CH 3 C 6 H 4 SO 2) em química orgânica e tera segundo ( 10 12 s ) em física .

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Veja também

links externos

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Metais Alcalinos	Alcalino- terroso	Lantanídeos	Metais de transição	Metais pobres	Metal- loids	Não metais	genes halo	Gases nobres	Itens não classificados
		Actinides
		Superactinides