Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

Флеровий

Флеровий
← Нихоний | Московий →
114 Pb
↑
Fl
↓
(Uho)
ВодородГелийЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргонКалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоРтутьТаллийСвинецВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесонПериодическая система элементов
114Fl
Unknown.svg
Electron shell 114 Flerovium.svg
Внешний вид простого вещества
Неизвестен
Свойства атома
Название, символ, номер Флеровий / Flerovium (Fl), 114
Атомная масса
(молярная масса)		 289,190(4) а. е. м. (г/моль) а. е. м. (г/моль)[1]
Электронная конфигурация предположительно [Rn] 5f14 6d10 7s2 7p2
Химические свойства
Степени окисления +2, +4[2]
Номер CAS 54085-16-4
114
Флеровий
(289)
5f146d107s27p2

Флеро́вий (химический символ — Fl, лат. Flerovium), 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 Д. И. Менделеева, c атомным номером 114[3].

Происхождение названия

[править | править код]
Памятник Георгию Николаевичу Флёрову и элементу Флеровий в Дубне на пересечении улиц Флёрова и Векслера
Почтовая марка России  (ЦФА [АО «Марка»] № 1660), посвящённая Флёрову и 114 элементу таблицы Менделеева

Официальное название флеро́вий (flerovium) дано в честь Лаборатории ядерных реакций имени 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[4]. 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[5], 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[6]. 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[4]. Название утверждено 30 мая 2012 года.

История открытия

[править | править код]

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:

,

Получение элемента было подтверждено в 2004 году[7] и в 2006 годах[8] коллаборацией Дубна-Ливермор в Дубне, а также в 2009 году в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США)[9][10].

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 242Pu пучком ионов 48Ca были получены два нуклида 114-го элемента с массовыми числами 286 и 287[9]:

,
.

В октябре 2010 года группа физиков из Беркли заявила о получении ещё одного изотопа флеровия с массовым числом 285[11].

.

1 июня 2011 года ИЮПАК официально признал открытие флеровия и приоритет в этом коллаборации учёных из ОИЯИ и Ливерморской национальной лаборатории[12]. Официальное утверждение названия произошло через год, 30 мая 2012 года

В 2014—2015 гг. в Дубне получили атомы 284Fl и 285Fl путём реакций 239Pu и 240Pu с 48Ca[13].

Известные изотопы

[править | править код]
Основная статья: Изотопы флеровия

Наиболее распространённые моды распада, альфа-распад (с превращением в изотопы коперниция) и спонтанное деление. Наиболее долгоживущим изотопом является 289Fl с периодом полураспада 1,9 секунды[14].

Изотоп Масса Период полураспада Тип распада
284Fl 284 2,5 мс спонтанное деление
285Fl 285 0,1 с α-распад в 281Cn
286Fl 286 0,12 с[14] спонтанное деление (60 %), α-распад в 282Cn (40 %)[8]
287Fl 287 0,48 с[14] α-распад в 283Cn[8]
288Fl 288 0,66 с[14] α-распад в 284Cn
289Fl 289 1,9 с[14] α-распад в 285Cn

Флеровий-298[править | править код]

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 298Fl 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 298Fl затруднён 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 линии бета-стабильности. Возможной реакцией синтеза может быть[15]:

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

Физические свойства

[править | править код]

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/см3, 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[16][17].

Химические свойства

[править | править код]

В некоторых исследованиях[18] были получены указания[19] 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 7p2
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[20] предполагают, что флеровий не сможет проявлять её или сможет её проявлять только в жёстких условиях. Так, предполагается, что диоксид флеровия FlO2 будет высоко нестабильным, распадаясь в обычных условиях на моноксид флеровия и кислород[21]. Флерован FlH4, имеющий расчётную длину связи Fl—H, равную 1,787 Å[22], будет значительно менее стабильным, чем плюмбан PbH4, и, по-видимому, должен спонтанно распадаться на гидрид флеровия(II) и водород. Единственным устойчивым соединением флеровия(IV) будет, вероятно, тетрафторид флеровия FlF4, хотя его образование обусловлено не sp3-, а sd-гибридизацией[23], и его распад на дифторид флеровия и фтор предположительно должен быть экзотермическим[22]. Однако существуют предсказания относительной устойчивости и более высокой степени окисления, Fl(VI), обусловленной приблизительным энергетическим вырождением 7s и 6d-электронов и sd-гибридизацией[16].

Получение

[править | править код]

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

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — Vol. 88, no. 3. — P. 265–291. — doi:10.1515/pac-2015-0305. Архивировано 31 марта 2016 года.
  2. ↑ Б. Ф. Мясоедов. Флеровий. Большая Российская энциклопедия 2004-2017. БРЭ.
  3. ↑ Два элемента таблицы Менделеева получили официальные наименования, Lenta.RU. Дата обращения: 22 мая 2025.
  4. ↑ 1 2 Химическим элементам 114 и 116 предложили названия, Lenta.RU. Дата обращения: 22 мая 2025.
  5. ↑ Российские физики предложат назвать 116 химический элемент московием, РИА Новости (20110326T1745). Дата обращения: 22 мая 2025.
  6. ↑ Новые химические элементы могут назвать в честь да Винчи и Галилея, РИА Новости (20111014T0852). Дата обращения: 22 мая 2025.
  7. ↑ Yu. Ts. Oganessian, V. K. Utyonkov, Yu. V. Lobanov, F. Sh. Abdullin, A. N. Polyakov, I. V. Shirokovsky, Yu. S. Tsyganov, G. G. Gulbekian, S. L. Bogomolov, B. N. Gikal, A. N. Mezentsev, S. Iliev, V. G. Subbotin, A. M. Sukhov, A. A. Voinov, G. V. Buklanov, K. Subotic, V. I. Zagrebaev, M. G. Itkis, J. B. Patin, K. J. Moody, J. F. Wild, M. A. Stoyer, N. J. Stoyer, D. A. Shaughnessy, J. M. Kenneally, P. A. Wilk, R. W. Lougheed, R. I. Il’kaev, S. P. Vesnovskii. Measurements of cross sections and decay properties of the isotopes of elements 112, 114, and 116 produced in the fusion reactions 233, 238U, 242Pu and 248Cm+48Ca (англ.) // Physical Review C. — 2004-12-17. — Т. 70, вып. 6. — ISSN 1089-490X 0556-2813, 1089-490X. — doi:10.1103/physrevc.70.064609.
  8. ↑ 1 2 3 Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions // Physical Review C. — 2006. — Vol. 74. — P. 044602.
  9. ↑ 1 2 L. Stavsetra, K. E. Gregorich, J. Dvorak, P. A. Ellison, I. Dragojević, M. A. Garcia, and H. Nitsche. Independent Verification of Element 114 Production in the 48Ca + 242Pu Reaction Phys. Rev. Lett. 103, 132502 (2009)
  10. ↑ Американцы подтвердили существование 114-го элемента. Дата обращения: 22 мая 2025.
  11. ↑ Paul Preuss. Six New Isotopes of the Superheavy Elements Discovered - Berkeley Lab, Berkeley Lab News Center (26 октября 2010). Дата обращения: 22 мая 2025.
  12. ↑ Два синтезированных в России химических элемента признаны официально, РИА Новости (20110603T2052). Дата обращения: 22 мая 2025.
  13. ↑ Experiments on the synthesis of superheavy nuclei 284Fl and 285Fl in the 239,240Pu+48Ca reaction. Дата обращения: 22 мая 2025.
  14. ↑ 1 2 3 4 5 Yu Ts Oganessian, V K Utyonkov. Super-heavy element research // Reports on Progress in Physics. — 2015-02-01. — Т. 78, вып. 3. — С. 036301. — ISSN 1361-6633 0034-4885, 1361-6633. — doi:10.1088/0034-4885/78/3/036301.
  15. ↑ Flerovium (Fl) Element: Important Properties, Discovery, Uses, Effects, Science Info (9 марта 2024). Дата обращения: 22 мая 2025.
  16. ↑ 1 2 Burkhard Fricke. Superheavy elements a prediction of their chemical and physical properties (англ.) // Structure and Bonding. — Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1975. — P. 89–144. — ISBN 978-3-540-07109-9. — doi:10.1007/bfb0116498.
  17. ↑ Bonchev, Danail; Kamenska, Verginia. Predicting the Properties of the 113–120 Transactinide Elements (англ.) // The Journal of Physical Chemistry A : journal. — American Chemical Society, 1981. — Vol. 85, no. 9. — P. 1177—1186. — doi:10.1021/j150609a021. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  18. ↑ D. Bonchev, Verginia Kamenska. Predicting the properties of the 113-120 transactinide elements // The Journal of Physical Chemistry. — 1981-04. — Т. 85, вып. 9. — С. 1177–1186. — ISSN 1541-5740 0022-3654, 1541-5740. — doi:10.1021/j150609a021.
  19. ↑ Лаборатория ядерных реакций им Г. Н. Флерова. [1].
  20. ↑ R. G. Haire. Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (англ.) / L. R. Morss et al.. — 3rd. — Springer, 2006. — ISBN 978-1-4020-3555-5.
  21. ↑ V. Pershina. Electronic structure and chemistry of the heaviest elements (англ.). — 2010. — P. 450.
  22. ↑ 1 2 Peter Schwerdtfeger, Michael Seth. Relativistic Quantum Chemistry of the Superheavy Elements. Closed-Shell Element 114 as a Case Study (англ.) // Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences : journal. — 2002. — Vol. 3, no. 1. — P. 133—136. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  23. ↑ B. Fricke, W. Greiner, J. T. Waber. The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements (англ.) // Theoretica Chimica Acta. — 1971-09. — Vol. 21, iss. 3. — P. 235–260. — ISSN 1432-2234 0040-5744, 1432-2234. — doi:10.1007/bf01172015.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.ruwiki.ru/w/index.php?title=Флеровий&oldid=1206941281