Прејди на содржината

Изотопи на рендгениумот

Проверена
Од Википедија — слободната енциклопедија
Рендгениум  (111Rg)
Општи својства
Име и симболрендгениум (Rg)
Изгледсребрена (предвидена)[1]
Рендгениумот во периодниот систем
Водород (двоатомски неметал)
Хелиум (благороден гас)
Литиум (алкален метал)
Берилиум (земноалкален метал)
Бор (металоид)
Јаглерод (повеќеатомски неметал)
Азот (двоатомски неметал)
Кислород (двоатомски неметал)
Флуор (двоатомски неметал)
Неон (благороден гас)
Натриум (алкален метал)
Магнезиум (земноалкален метал)
Алуминиум (слаб метал)
Силициум (металоид)
Фосфор (повеќеатомски неметал)
Сулфур (повеќеатомски неметал)
Хлор (двоатомски неметал)
Аргон (благороден гас)
Калиум (алкален метал)
Калциум (земноалкален метал)
Скандиум (преоден метал)
Титан (преоден метал)
Ванадиум (преоден метал)
Хром (преоден метал)
Манган (преоден метал)
Железо (преоден метал)
Кобалт (преоден метал)
Никел (преоден метал)
Бакар (преоден метал)
Цинк (преоден метал)
Галиум (слаб метал)
Германиум (металоид)
Арсен (металоид)
Селен (повеќеатомски неметал)
Бром (двоатомски неметал)
Криптон (благороден гас)
Рубидиум (алкален метал)
Стронциум (земноалкален метал)
Итриум (преоден метал)
Циркониум (преоден метал)
Ниобиум (преоден метал)
Молибден (преоден метал)
Технециум (преоден метал)
Рутениум (преоден метал)
Родиум (преоден метал)
Паладиум (преоден метал)
Сребро (преоден метал)
Кадмиум (преоден метал)
Индиум (слаб метал)
Калај (слаб метал)
Антимон (металоид)
Телур (металоид)
Јод (двоатомски неметал)
Ксенон (благороден гас)
Цезиум (алкален метал)
Бариум (земноалкален метал)
Лантан (лантаноид)
Цериум (лантаноид)
Празеодиум (лантаноид)
Неодиум (лантаноид)
Прометиум (лантаноид)
Самариум (лантаноид)
Европиум (лантаноид)
Гадолиниум (лантаноид)
Тербиум (лантаноид)
Диспрозиум (лантаноид)
Холмиум (лантаноид)
Ербиум (лантаноид)
Тулиум (лантаноид)
Итербиум (лантаноид)
Лутециум (лантаноид)
Хафниум (преоден метал)
Тантал (преоден метал)
Волфрам (преоден метал)
Рениум (преоден метал)
Осмиум (преоден метал)
Иридиум (преоден метал)
Платина (преоден метал)
Злато (преоден метал)
Жива (преоден метал)
Талиум (слаб метал)
Олово (слаб метал)
Бизмут (слаб метал)
Полониум (слаб метал)
Астат (металоид)
Радон (благороден гас)
Франциум (алкален метал)
Радиум (земноалкален метал)
Актиниум (актиноид)
Ториум (актиноид)
Протактиниум (актиноид)
Ураниум (актиноид)
Нептуниум (актиноид)
Плутониум (актиноид)
Америциум (актиноид)
Кириум (актиноид)
Берклиум (актиноид)
Калифорниум (актиноид)
Ајнштајниум (актиноид)
Фермиум (актиноид)
Менделевиум (актиноид)
Нобелиум (актиноид)
Лоренциум (актиноид)
Радерфордиум (преоден метал)
Дубниум (преоден метал)
Сиборгиум (преоден метал)
Бориум (преоден метал)
Хасиум (преоден метал)
Мајтнериум (непознати хемиски својства)
Дармштатиум (непознати хемиски својства)
Рендгениум (непознати хемиски својства)
Копернициум (преоден метал)
Нихониум (непознати хемиски својства)
Флеровиум (слаб метал)
Московиум (непознати хемиски својства)
Ливермориум (непознати хемиски својства)
Тенесин (непознати хемиски својства)
Оганесон (непознати хемиски својства)
Au

Rg

(Uht)
дармштатиумрендгениумкопернициум
Атомски број111
Стандардна атомска тежина (Ar)[281]
Категоријанепозната, преоден метал
Група и блокгрупа 11, d-блок
ПериодаVII периода
Електронска конфигурација[Rn] 5f14 6d9 7s2 (предвидена)[1][2]
по обвивка
2, 8, 18, 32, 32, 17, 2 (предвидени)
Физички својства
Фазацврста (предвидена)[3]
Густина близу с.т.28,7 г/см3 (предвидена)[2]
Атомски својства
Оксидациони степени5, 3, 1, −1(предвидена)[2][4]
Енергии на јонизацијаI: 1.022,7 kJ/mol
II: 2.074,4 kJ/mol
II: 3.077,9 kJ/mol
(повеќе) (претпоставки)[2]
Атомски полупречникемпириски: 138 пм (предвиден)[2][4]
Ковалентен полупречник121 пм (предвиден)[5]
Разни податоци
Кристална структурателоцентрирана коцкеста (тцк)
Кристалната структура на рендгениумот

(предвидена)[3]
CAS-број54386-24-2
Историја
Наречен поПо Вилхелм Рентген
ОткриенГермански институт за истражување на тешки јони (1994)
Најстабилни изотопи
Главна статија: Изотопи на рендгениумот
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП
282Rg веш 0,5 s α 9 278Mt
281Rg[6] веш 26 s СЦ (90 %)
α (10 %) 277Mt
280Rg веш 3,6 s α 9,75 276Mt
279Rg веш 0,17 s α 10,37 275Mt
| наводи | Википодатоци

Рендгениумот (111 Rg) — вештачки елемент и затоа не може да се даде стандардна атомска тежина. Како и сите вештачки елементи, нема стабилни изотопи. Првиот изотоп кој бил синтетизиран бил 272Rg во 1994 година, што е и единствениот директно синтетизиран изотоп; сите други се распадни производи на потешки елементи. Познати се седум радиоизотопи, со масен број од 272, 274 и 278-282. Најдолговечниот изотоп е 282Rg со полураспад од околу 2 минути, иако непотврдените 283Rg и 286Rg може да имаат подолг полураспад од околу 5,1 минути и 10.7 минути соодветно.

Список на изотопи

[уреди | уреди извор]
Нуклид[7]
Z N Изотопна маса (Da)
[б 1][б 2]
Полураспад
Распаден
облик

[б 3]
Изведен
изотоп

Спин и
парност
[б 4]
272Rg 111 161 272.15327(25)# 4,2 ± (11) ms α 268Mt 5+#, 6+#
274Rg[n 1] 111 163 274.15525(23)# 20 ± (11) ms α 270Mt
278Rg[n 2] 111 167 278.16159(42)# 4,6+5,5
1,6
 ms
[8]
α 274Mt
279Rg[n 3] 111 168 279.16288(45)# 90+60
25
 ms
[8]
α (87%) 275Mt
СЦ (13%)[8] (various)
280Rg[n 4] 111 169 280.16520(57)# 3,9 ± (3) s[8] α (87%) 276Mt
ЕЗ (13%)[9] 280Ds
281Rg[n 5] 111 170 281.16676(83)# 11+3
1
 s
[8]
СЦ (86%) (various)
α (14%)[8] 277Mt
282Rg[n 6] 111 171 282.16934(63)# 130 ± (50) s α 278Mt
283Rg[n 7] 111 172 283.17110(73)# 5.1 min? СЦ (various)
286Rg[n 8] 111 175 286.17876(49)# 10.7 min? α 282Mt
 прегледај 
  1. ( ) – Неизвесноста (1σ) е дадена во концизен облик во загради по соодветните последни цифри.
  2. # – Атомска маса означена со #: вредноста и неизвесноста не се само изведени само од опитни податоци, туку барем делумно од трендови од масената површина (TMS).
  3. Облици на распад:
    EC: Електронски зафат
    SF: Спонтан распад
  4. # – Вредностите означени со # не се само изведени од опитни податоци, туку барем делумно и од трендови во соседните нуклиди (TNN).

Изотопи и јадрени својства

[уреди | уреди извор]

Нуклеосинтеза

[уреди | уреди извор]

Супер-тешките елементи како што е рендгениумот се произведуваат со бомбардирање на полесни елементи во забрзувачите на честички кои предизвикуваат реакции на јадрено соединување. Додека најлесниот изотоп на рендгениумот, рендгениум-272, може да се синтетизира директно на овој начин, сите потешки изотопи на рендгениум се забележани само како распадни производи на елементи со поголем атомски број. [10]

Во зависност од вклучените енергии, реакциите на јадрено соединување може да се категоризираат како „топли“ или „ладни“. Во реакциите на топло соединување, многу лесни проектили со висока енергија се забрзуваат кон многу тешки цели (актиноиди), предизвикувајќи сложени јадра при висока енергија на возбудување (~ 40-50 MeV ) што може или да претставува цепење или да испарат неколку (3 до 5) неутрони. [11] Во реакциите на ладно соединување, произведените споени јадра имаат релативно ниска енергија на возбудување (~ 10-20 MeV), што ја намалува веројатноста овие производи да подлежат на реакции на цепење. Како што споените јадра се ладат до основната состојба, тие бараат емисија на само еден или два неутрони, и на тој начин овозможува генерирање на повеќе производи богати со неутрони. Вториот е различен концепт од оној каде што се тврди дека јадреното соединување се постигнува во услови на собна температура (види ладна фузија). [12]

Табелата подолу содржи различни комбинации на цели и проектили кои би можеле да се користат за формирање на сложени јадра со Z=111.

Цел Проектил CN Резултат од обидот
205Tl 70Zn 275Rg Неуспеша реакција
208Pb 65Cu 273Rg Успешна реакција
209Bi 64Ni 273Rg Успешна реакција
231Pa 48Ca 279Rg Реакцијата сеуште не дала резултати
238U 41K 279Rg Реакцијата сеуште не дала резултати
244Pu 37Cl 281Rg Реакцијата сеуште не дала резултати
248Cm 31P 279Rg Реакцијата сеуште не дала резултати
250Cm 31P 281Rg Реакцијата сеуште не дала резултати

Ладно соединување

[уреди | уреди извор]

Пред првата успешна синтеза на рендгениумот во 1994 година од страна на тимот ЦИТЈ, тим од Заедничкиот институт за јадрени истражувања (ЗИЈИ), Русија, исто така се обидел да синтетизира рендгениум со бомбардирање на бизмут-209 со никел-64 во 1986 година. Не биле идентификувани атоми на рентген. По надградбата на нивните капацитети, тимот успешно открил 3 атоми од 272Rg во нивниот експеримент за откривање. [13] Во 2002 година биле синтетизирани уште 3 атоми. [14] Откритието на рендгениумот било потврдено во 2003 година кога тим од РИКЕН кој измерил распаѓање на 14 атоми од 272Rg. [15]

Истиот изотоп на рендгениумот, исто така, бил забележан од американски тим во Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) од реакцијата:

208
82
Pb
+ 65
29
Cu
272
111
Rg
+
n

Оваа реакција била спроведена како дел од нивната студија за проектили со непарен атомски број во реакции на ладно соединување. [16]

Реакцијата 205Tl(70Zn,n)274 Rg била испробана од тимот на РИКЕН во 2004 година и повторена во 2010 година во обид да се обезбеди откривање на нејзиниот родител 278Nh: [17]

205
81
Tl
+ 70
30
Zn
274
111
Rg
+
n

Поради слабоста на целта на талиум, тие не биле во можност да пронајдат ниту еден атом од 274 g.

Распаден производ

[уреди | уреди извор]
Список на изотопи на рендгениумот забележани преку распад
Остатоци од испарување Набљудуван изотоп на ренген
294 Lv, 290 Fl, 290 Nh ? 286 Rg ?
287 Fl, 287 Nh ? 283 Rg ?
294 Ts, 290 Mc, 286 Nh 282 Rg
293 Ts, 289 Mc, 285 Nh 281 Rg [18]
288 Mc, 284 Nh 280 Rg [19]
287 Mc, 283 Nh 279 Rg [19]
286 Mc, 282 Nh 278 Rg [19]
278 Nh 274 Rg [20]

Сите изотопи на рендгениумот, освен рендгениум-272, биле откриени само во ланците на распаѓање на елементите со повисок атомски број, како што е нихониумот. Нихониум моментално има шест познати изотопи, со уште два непотврдени; сите тие се подложени на алфа-распд за да станат јадра на рендгениум, со масовни броеви помеѓу 274 и 286. Матичните јадра на нихониум може да бидат самите распадни производи на московиум и тенесин, и (преку непотврдени гранки) флеровиум и ливермориум. [21] На пример, во јануари 2010 година, тимот на Заедничкиот институт за јадрени истражувања (ЗИЈИ) го идентификувала рендгениум-281 како финален производ во распаѓањето на тенесин преку низата на алфа-распад:

293
117
Ts
289
115
Mc
+ 4
2
He
289
115
Mc
Елементот нихониум не постои. + 4
2
He
Елементот nihonium не постои.281
111
Rg
+ 4
2
He

Нуклеарен изомеризам

[уреди | уреди извор]
274Rg

Два атома од 274Rg се забележани во ланецот на распаѓање од 278Nh. Тие се распаѓаат со алфа-емисија, емитувајќи алфа честички со различни енергии и имаат различен животен век. Покрај тоа, двата цели ланцу на распаѓање се смета дека се различни. Ова укажува на присуство на два јадрени изомери, но потребни се дополнителни истражувања.

272Rg

Четири алфа честички емитирани од 272Rg со енергии од 11,37, 11,03, 10,82 и 10,40 MeV се откриени. Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) измерил 272Rg за да има полураспад од 1,6 ms додека неодамнешните податоци од РИКЕН дале полураспад од 3,8 ms. Судирните податоци може да се должат на јадрени изомери, но денешните податоци се недоволни за да се дојде до цврсти задачи.

Хемиски приноси на изотопи

[уреди | уреди извор]

Ладно соединување

[уреди | уреди извор]

Табелата подолу дава пресеци и енергии на возбуда за реакции на ладно соединување кои директно произведуваат изотопи на рендгениум. Податоците со задебелени букви претставуваат максимални изведени од мерењата на функцијата на возбудување. + претставува набљудуван излезен канал.

Проектил Цел CN 1n 2n 3n
64 Ni 209 Bi 273 Rg 3.5 pb, 12,5 MeV
65 Cu 208 Pb 273 Rg 1.7 pb, 13.2 MeV

Теоретски пресметки

[уреди | уреди извор]

Пресеци на остатоци од испарување

[уреди | уреди извор]

Табелата подолу содржи различни комбинации на цели-проектил за кои пресметките обезбедиле проценки за приносите на пресек од различни канали за испарување на неутрони. Даден е каналот со највисок очекуван принос.

DNS = Di-јадрен систем; σ = пресек

Цел Проектил CN Канал (производ) σ макс Модел Уп
238 U 41 К 279 Rg 4n ( 275 Rg) 0,21 pb DNS [22]
244 Pu 37 Cl 281 Rg 4n ( 277 Rg) 0,33 pb DNS [22]
248 Cm 31 P 279 Rg 4n ( 275 Rg) 1,85 pb DNS [22]
250 Cm 31 P 281 Rg 4n ( 277 Rg) 0,41 pb DNS [22]
  1. Не се директно синтетизирани, се јавува како распаден производ на278Nh
  2. Не се директно синтетизирани, се јавува како распаден производ на 282Nh
  3. Not directly synthesized, occurs in decay chain of 287Mc
  4. Не се директно синтетизирани, се јавува како распаден производ на 288Mc
  5. Не се директно синтетизирани, се јавува како распаден производ на 293Ts
  6. Не се директно синтетизирани, се јавува како распаден производ на 294Ts
  7. Не се директно синтетизирани, се јавува како распаден производ на 287Fl; непотврден
  8. Не се директно синтетизирани, се јавува како распаден производ на 290Fl и 294Lv; непотврден
  1. 1,0 1,1 Turler, A. (2004). „Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements“ (PDF). Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences. 5 (2): R19–R25.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Haire, Richard G. (2006). „Transactinides and the future elements“. Во Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (уред.). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd. изд.). Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1.
  3. 3,0 3,1 Östlin, A.; Vitos, L. (2011). „First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals“. Physical Review B. 84 (11). Bibcode:2011PhRvB..84k3104O. doi:10.1103/PhysRevB.84.113104.
  4. 4,0 4,1 Fricke, Burkhard (1975). „Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties“. Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry. 21: 89–144. doi:10.1007/BFb0116498. Посетено на 4 October 2013.
  5. Chemical Data. Roentgenium - Rg, Royal Chemical Society
  6. doi:10.1103/PhysRevC.87.054621
    Овој навод ќе се дополни автоматски во текот на следните неколку минути. Можете да го прескокнете редот или да го проширите рачно
  7. Half-life, decay mode, nuclear spin, and isotopic composition is sourced in:
    Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). „The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties“ (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Kovrizhnykh, N. D.; и др. (2022). „New isotope 286Mc produced in the 243Am+48Ca reaction“. Physical Review C. 106 (64306): 064306. Bibcode:2022PhRvC.106f4306O. doi:10.1103/PhysRevC.106.064306. S2CID 254435744 Проверете ја вредноста |s2cid= (help).
  9. Forsberg, U.; Rudolph, D.; Andersson, L.-L.; Di Nitto, A.; Düllmann, Ch.E.; Fahlander, C.; Gates, J.M.; Golubev, P.; Gregorich, K.E.; Gross, C.J.; Herzberg, R.-D.; Heßberger, F.P.; Khuyagbaatar, J.; Kratz, J.V.; Rykaczewski, K.; Sarmiento, L.G.; Schädel, M.; Yakushev, A.; Åberg, S.; Ackermann, D.; Block, M.; Brand, H.; Carlsson, B.G.; Cox, D.; Derkx, X.; Dobaczewski, J.; Eberhardt, K.; Even, J.; Gerl, J.; и др. (2016). „Recoil-α-fission and recoil-α–α-fission events observed in the reaction 48Ca + 243Am“. Nuclear Physics A. 953: 117–138. arXiv:1502.03030. Bibcode:2016NuPhA.953..117F. doi:10.1016/j.nuclphysa.2016.04.025. S2CID 55598355.
  10. Armbruster, Peter; Munzenberg, Gottfried (1989). „Creating superheavy elements“. Scientific American. 34: 36–42.
  11. Barber, Robert C.; Gäggeler, Heinz W.; Karol, Paul J.; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich (2009). „Discovery of the element with atomic number 112 (IUPAC Technical Report)“ (PDF). Pure and Applied Chemistry. 81 (7): 1331. doi:10.1351/PAC-REP-08-03-05.
  12. Fleischmann, Martin; Pons, Stanley (1989). „Electrochemically induced nuclear fusion of deuterium“. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. 261 (2): 301–308. doi:10.1016/0022-0728(89)80006-3.
  13. Hofmann, S.; Ninov, V.; Heßberger, F. P.; Armbruster, P.; Folger, H.; Münzenberg, G.; Schött, H. J.; Popeko, A. G.; и др. (1995). „The new element 111“. Zeitschrift für Physik A. 350 (4): 281–282. Bibcode:1995ZPhyA.350..281H. doi:10.1007/BF01291182.
  14. Hofmann, S.; Heßberger, F. P.; Ackermann, D.; Münzenberg, G.; Antalic, S.; Cagarda, P.; Kindler, B.; Kojouharova, J.; и др. (2002). „New results on elements 111 and 112“. The European Physical Journal A. 14 (2): 147–157. Bibcode:2002EPJA...14..147H. doi:10.1140/epja/i2001-10119-x.
  15. Morita, K.; Morimoto, K. K.; Kaji, D.; Goto, S.; Haba, H.; Ideguchi, E.; Kanungo, R.; Katori, K.; Koura, H. (2004). „Status of heavy element research using GARIS at RIKEN“. Nuclear Physics A. 734: 101–108. Bibcode:2004NuPhA.734..101M. doi:10.1016/j.nuclphysa.2004.01.019.
  16. Folden, C. M.; Gregorich, K.; Düllmann, Ch.; Mahmud, H.; Pang, G.; Schwantes, J.; Sudowe, R.; Zielinski, P.; и др. (2004). „Development of an Odd-Z-Projectile Reaction for Heavy Element Synthesis: 208Pb(64Ni,n)271Ds and 208Pb(65Cu,n)272111“ (PDF). Physical Review Letters. 93 (21): 212702. Bibcode:2004PhRvL..93u2702F. doi:10.1103/PhysRevLett.93.212702. PMID 15601003.
  17. Morimoto, Kouji (2016). „The discovery of element 113 at RIKEN“ (PDF). www.physics.adelaide.edu.au. 26th International Nuclear Physics Conference. Посетено на 14 May 2017.
  18. Oganessian, Yuri Ts.; Abdullin, F. Sh.; Bailey, P. D.; и др. (2010-04-09). „Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117“. Physical Review Letters. 104 (142502): 142502. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502. PMID 20481935.
  19. 19,0 19,1 19,2 Oganessian, Yu. Ts.; Penionzhkevich, Yu. E.; Cherepanov, E. A. (2007). „Heaviest Nuclei Produced in 48Ca-induced Reactions (Synthesis and Decay Properties)“. AIP Conference Proceedings. 912. стр. 235–246. doi:10.1063/1.2746600.
  20. Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; Kaji, Daiya; Akiyama, Takahiro; Goto, Sin-ichi; Haba, Hiromitsu; Ideguchi, Eiji; Kanungo, Rituparna; Katori, Kenji (2004). „Experiment on the Synthesis of Element 113 in the Reaction 209Bi(70Zn,n)278113“. Journal of the Physical Society of Japan. 73 (10): 2593–2596. Bibcode:2004JPSJ...73.2593M. doi:10.1143/JPSJ.73.2593.
  21. Sonzogni, Alejandro. „Interactive Chart of Nuclides“. National Nuclear Data Center: Brookhaven National Laboratory. Архивирано од изворникот на 2012-12-11. Посетено на 2008-06-06.
  22. 22,0 22,1 22,2 22,3 Feng, Z.; Jin, G.; Li, J. (2009). „Production of new superheavy Z=108–114 nuclei with 238U, 244Pu and 248,250Cm targets“. Physical Review C. 80 (5): 057601. arXiv:0912.4069. doi:10.1103/PhysRevC.80.057601.