Tennessee

Tennessee [4] [5] ( novolat. a angličtině. Tennessine [6] ), dříve vystupoval pod dočasnými názvy ununseptium ( lat. Ununseptium , Uus) nebo eka-astat - chemický prvek sedmnácté skupiny (podle zastaralé klasifikace - hlavní podskupina sedmé skupiny), sedmá perioda periodického systému chemických prvků , označovaná symbolem Ts a mající nábojové číslo 117. Extrémně radioaktivní. Poločas rozpadu stabilnějšího ze dvou známých izotopů , 294 Ts, je asi 78 milisekund [7] [8] a má atomovou hmotnost 294,210 (5) amu . [1] . Formálně se odkazuje na halogeny , nicméně jeho chemické vlastnosti nebyly dosud studovány a mohou se lišit od vlastností charakteristických pro tuto skupinu prvků. Tennessee byl objeven jako poslední z prvků sedmé periody periodické tabulky a obecně poslední z prvků objevených pro rok 2022 [9] .

Původ jména

Po objevu dostal prvek dočasné jméno „ununseptium“, které bylo prvku přiděleno podle pravidel Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (IUPAC) , vytvořené z kořenů latinských číslic a doslova znamenající něco jako „jeden“. -jedna sedmina" (latinská číslice "117-th" se píše zcela jinak: centesimus septimus decimus ). Později, po potvrzení objevu, byl název změněn na trvalé „tennessine“.

Podle pravidel pro pojmenování nových prvků přijatých v roce 2002 by pro zajištění jazykové jednotnosti měly být všechny nové prvky pojmenovány končící na "-ium" [10] . V angličtině však mají názvy prvků 17. skupiny periodického systému (halogeny) tradičně koncovku "-ine": Fluor - fluor , Chlorine - chlorine , Bromine - bromine , Iodine - iodine , Astatine - astatine . Proto krátce po uznání objevu 113., 115., 117. a 118. prvku došlo ke změnám pravidel, podle kterých se podle tradice převzaté v anglické chemické nomenklatuře prvky 17. skupiny v angl. měla by dostat jména, končící na "-ine" [11] .

Dne 30. prosince 2015 IUPAC oficiálně uznal objev 117. prvku a prioritu v něm vědců ze Spojeného institutu pro jaderný výzkum (JINR) a Livermore National Laboratory [12] .

Dne 7. ledna 2016 zveřejnila chemička a blogerka Kay Day petici žádající o název nového prvku „Octarine“ podle barvy magie z knižní série Zeměplocha od Terryho Pratchetta [13] .

Dne 8. června 2016 IUPAC doporučil, aby prvek dostal název „tennessine“ ( Ts ) jako uznání příspěvků státu Tennessee , včetně Oak Ridge National Laboratory , Vanderbilt University a University of Tennessee v Knoxville , k studium supertěžkých prvků, včetně výroby a chemické separace izotopů, aktinidy pro syntézu supertěžkých prvků v reaktoru s vysokým tokem izotopů a Centru pro rozvoj radiochemického inženýrství NLRB . Název „tennessine“ byl představen vědecké komunitě na 5měsíční diskusi od 8. června do 8. listopadu 2016 [14] .

Dne 28. listopadu 2016 IUPAC schválil název „tennessine“ pro 117. prvek [5] [15] .

Název Tennessine je uveden ve formátu používaném pro názvy halogenů v angličtině . Současně se ve většině ostatních jazyků (ruština, němčina, francouzština atd. ) přípona „-in“ nepoužívá v názvech halogenů, i když například v ruskojazyčné literatuře do roku 1962 se používal název „astatin“ a nikoli „astatin“ [16] . Protože jazykem mezinárodní chemické nomenklatury a pracovním jazykem IUPAC je angličtina, tato organizace neposkytuje latinské názvy prvků. Proto latinský název tennessine zůstává nejistý - může to být tradiční Tennessium nebo, v angličtině , Tennessinum . S přihlédnutím ke zvláštnostem jiných jazyků IUPAC ve svých doporučeních uvedl, že anglická tradice pojmenování halogenů není příkladem pro jiné jazyky a název tennessine lze pro snadné použití přeložit, transformovat nebo upravit v jiných jazycích. a jednotnost názvů halogenů [17] . O několik dní později se organizace zodpovědná za španělskou chemickou terminologii rozhodla použít název teneso , přičemž upustila příponu -ine , stejně jako v jiných španělských názvech pro halogeny [18] . V návaznosti na to Komise pro obohacení francouzského jazyka podle tradice doporučila název tennesse pro použití ve francouzštině [19] . Poté k podobnému rozhodnutí – použít název tenness – došlo německými odborníky [20] .

Zajímavostí je, že další halogen, astat, po nepotvrzeném objevu v roce 1932 nějakou dobu nesl název " alabamium " ( latinsky Alabamium , anglicky Alabamine ), daný na počest jiného amerického státu [16] .

Symbol Ts byl vybrán jako symbol pro tennessin , který se již používá v organické chemii k reprezentaci tosylového radikálu . Tak například vzorec TsOH odpovídá jak kyselině tokřemičité , tak hypotetické kyselině tennessoové, ačkoli vzorec posledně jmenované by se měl tradičně psát jako HTsO. Objevitelé se však domnívají, že taková shoda pravděpodobně nezpůsobí zmatek, protože symboly pro propyl a acyl (nebo acetyl ) již používají symboly Pr a Ac, které jsou totožné se symboly pro praseodym a aktinium . Jiné označení, Tn , bylo odmítnuto, protože tento symbol, přijatý v roce 1923 k označení thoronu (emanace thoria) – jednoho z izotopů radonu – se nadále pravidelně používá v řadě oblastí vědy [21] .

Být v přírodě

Tennessin se v přírodě nenachází ve volné formě kvůli jeho extrémně vysoké radioaktivitě.

Izotopy

Tennessee nemá žádné stabilní izotopy. 294 Ts je nejdéle žijící známý izotop, s poločasem rozpadu 51 milisekund.

Získání

Tennessin (ununseptium, eka-astatin) byl poprvé získán JINR v Dubně (Rusko) v roce 2009 . Pro syntézu 117. prvku byl terč z izotopu 97. prvku, berkelium-249 , získaný v Oak Ridge National Laboratory (USA), bombardován ionty vápníku-48 na urychlovači U-400 Laboratory of Nuclear Reactions, SÚJV [22] . Pro syntézu prvku byly použity následující reakce:

{\ce {^{48}_{20}{Ca}+_{97}^{249}{Bk}\to _{117}^{297}{Ts}^{\ast }\to _{117}^{294}{Ts}+3_{0}^{1}{n}}}

{\ce {^{48}_{20}{Ca}+_{97}^{249}{Bk}\to _{117}^{297}{Ts}^{\ast }\to _{117}^{293}{Ts}+4_{0}^{1}{n}}}

V důsledku toho bylo zaznamenáno šest jader nového prvku - pět293
Ts a jeden294
Ts .

5. dubna 2010 byla přijata k publikaci v časopise Physical Review Letters [8] vědecká práce popisující objev nového chemického prvku s atomovým číslem 117 .

V červnu 2012 byl experiment opakován. Bylo detekováno pět jader293
Ts [23] [24] .

V roce 2014 byla existence 117. prvku potvrzena mezinárodní skupinou jaderných fyziků pracující v Centru pro studium těžkých iontů. Helmholtz ( Darmstadt , Německo) [25] [26] .

Fyzikální vlastnosti

Tennessee je nominálně halogen , po jódu a astatu . Přesné vlastnosti tennessinu zůstávají předmětem debaty.

Tennessee je podle nejpravděpodobnějšího modelu metaloid (nebo polokov), s výhodou kovových vlastností oproti nekovovým [27] .

Očekává se, že jeho hustota se bude pohybovat v rozmezí 7,1-7,3 g/cm³ , tedy mírně vyšší než hustota jeho homologu astatu , rovná se 6,3-6,5 g/cm³ (vzhledem k tomu, že astat je velmi silně radioaktivní, jeho hustota vypočteno i teoreticky) [27] .

Při pokojové teplotě by měl být tennessin pevný, v raných pracích se jeho bod tání předpovídal v rozmezí 300–500 °C, bod varu - 550 °C, podle jednoho výpočtu, a dokonce 610 °C [28] . trend zvyšování teploty tání s rostoucími atomovými čísly v halogenové skupině.

Pozdější výpočty však dávají mnohem nižší hodnoty a předpovídají, že tennessin se bude vařit při teplotách až 345 °C [29] nebo ještě nižších, až do 230 °C, což je pod bodem varu astatinu , což je 309 °C [ 30] .

Takové nízké očekávané body varu mohou být způsobeny skutečností, že na rozdíl od jiných halogenů může být tennessin monoatomický, netvoří nebo téměř netvoří dvouatomové molekuly Ts 2 [28] [31] .

Chemické vlastnosti

Všechny halogeny v té či oné míře vykazují vlastnosti oxidačních činidel a jejich oxidační schopnost klesá od fluoru k astatinu . Tennessin, následovaný v řadě halogenů po astatinu, téměř nebude schopen vykazovat oxidační schopnost kvůli velkému úběru elektronů z jádra a pravděpodobně se stane prvním z halogenů, jehož redukční schopnost bude silnější. než oxidační. Předpokládá se, že na rozdíl od ostatních halogenů bude nejstabilnější oxidační stav tennessinu +1. Tento oxidační stav bude zvláště stabilní, stejně jako stabilita iontu At + , pouze tennessin bude ještě stabilnější.

Oxidační stav −1, stejně jako zbytek halogenů, je pravděpodobně možný, ale předpokládá se, že v tennessinu se vyskytuje pouze se silnými redukčními činidly a že tennessin na rozdíl od jiných halogenů nemůže tvořit stabilní soli v oxidačním stavu −1 ( takové soli mohou být nazývány tennessinidy). Mohou být oxidovány i vzdušným kyslíkem do oxidačního stavu +1 - hypotennessinity, analogy chlornanů [28] .

Teoreticky předpovězeno, že druhý nejčastější oxidační stav tennessinu je +3 [32] . Oxidační stav +5 je také možný, ale pouze za přísných podmínek, protože vyžaduje zničení celé podúrovně 7p. Přestože všechny lehčí halogeny, kromě fluoru, vykazují oxidační stav +7, na rozdíl od nich pro tennessin to nebude možné kvůli extrémně vysoké párovací energii 7s elektronů. Proto by měl být maximální oxidační stav pro tennessin +5.

Nejjednodušší sloučeninou tennessinu je jeho vodíková sloučenina TsH nebo (analogicky se jmény jiných halogenů) tennessin vodík.