Теннессин

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Теннессин
← Ливерморий | Оганесон →
117At
↑
Ts
↓
(Usu)
Периодическая система элементовВодородГелийЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргонКалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоРтутьТаллийСвинецВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесон
Периодическая система элементов
117Ts
Внешний вид простого вещества
Неизвестно
Свойства атома
Название, символ, номер Теннессин / Tennessine (Ts), 117
Группа, период, блок 17, 7, p
Атомная масса
(молярная масса)		 [294] (массовое число наиболее устойчивого изотопа)[1]
Электронная конфигурация [Rn]5f146d107s27p5
Электроны по оболочкам 2,8,18,32,32,18,7
(прогноз)
Химические свойства
Степени окисления +1, +3 [2]
Прочие характеристики
Номер CAS87658-56-8
Наиболее долгоживущие изотопы
Основная статья: Изотопы теннессина
ИзотопРаспростра-
нённость 		Период полураспада Канал распада Продукт распада
294Ts[3]синт. 51+41
−16 мс		α290Mc
293Ts[4]синт. 22+8
−4 мс		α 289Mc
117
Теннессин
(294)
5f146d107s27p5

Теннесси́н[5][6] (новолат. и англ. Tennessine[7]), ранее фигурировал под временными названиями унунсе́птий (лат. Ununseptium, Uus) или э́ка-аста́т — химический элемент семнадцатой группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы седьмой группы) седьмого периода периодической системы химических элементов, обозначаемый символом Ts и обладающий зарядовым числом 117. Чрезвычайно радиоактивен. Период полураспада более устойчивого из двух известных изотопов, 294Ts, составляет около 78 миллисекунд[8][9], атомная масса этого изотопа равна 294,210(5) а.е.м.[1]. Формально относится к галогенам, однако его химические свойства ещё не изучены и могут отличаться от свойств, характерных для этой группы элементов. Теннессин был открыт последним по времени из элементов седьмого периода таблицы Менделеева[10].

Происхождение названия

После открытия элементу было присвоено временное название «унунсептий», данное элементу по правилам Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), образованное из корней латинских числительных и буквально обозначающее что-то наподобие «одно-одно-седьмой» (латинское числительное «117-й» пишется совсем иначе: centesimus septimus decimus). В дальнейшем, после подтверждения открытия, название было изменено на постоянное «теннессин».

Согласно правилам наименования новых элементов, принятым в 2002 году, для обеспечения лингвистического единообразия всем новым элементам должны даваться названия, оканчивающиеся на «-ium»[11]. Однако в английском языке названия элементов 17-й группы периодической системы (галогенов) традиционно имеют окончание «-ine»: Fluorine — фтор, Chlorine — хлор, Bromine — бром, Iodine — иод, Astatine — астат. Поэтому вскоре после признания открытия 113-го, 115-го, 117-го и 118-го элементов в правила были внесены изменения, согласно которым, по принятой в английской химической номенклатуре традиции, элементам 17-й группы на английском языке должны даваться названия, заканчивающиеся на «-ine»[12].

30 декабря 2015 года ИЮПАК официально признал открытие 117-го элемента и приоритет в этом учёных из Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ) и Ливерморской национальной лаборатории[13].

7 января 2016 года химик и блогер Кей Дей опубликовал петицию, в которой просил назвать новый элемент «Октарином» в честь цвета волшебства из серии книг Терри Пратчетта «Плоский мир»[14].

8 июня 2016 года ИЮПАК рекомендовал дать элементу название «теннессин» (Ts) в знак признания вклада штата Теннесси, в том числе Национальной лаборатории Ок-Ридж, Университета Вандербильта и Университета Теннесси в Ноксвилле, в изучение сверхтяжёлых элементов, включая производство и химическое разделение изотопов актиноидов для синтеза сверхтяжёлых элементов в Высокопоточном изотопном реакторе[англ.] и Центре развития радиохимической инженерии НЛОР. Название «теннессин» было представлено научной общественности для 5-месячного обсуждения с 8 июня по 8 ноября 2016 года[15].

28 ноября 2016 года ИЮПАК утвердил название «теннессин» для 117-го элемента[6][16].

Название Tennessine дано в формате, принятом для названий галогенов в английском языке. При этом в большинстве других языков (русском, немецком, французском и т. д.) в названиях галогенов суффикс «-ин» не используется, хотя, например, в русскоязычной литературе до 1962 года использовалось название «астатин», а не «астат»[17]. Поскольку языком международной химической номенклатуры и рабочим языком ИЮПАК является английский, эта организация не представляет латинские названия элементов. Поэтому латинское название теннессина остаётся неопределённым — это может быть традиционное Tennessium или на английский манер Tennessinum. Учтя особенности других языков, ИЮПАК в своих рекомендациях указал, что английская традиция наименования галогенов не является примером для других языков и название tennessine может быть переведено, преобразовано или адаптировано в других языках для удобства использования и обеспечения единообразия названий галогенов[18]. Через несколько дней после этого организация, ответственная за испанскую химическую терминологию, решила использовать название teneso, отбросив суффикс -ine, как и в других испанских названиях галогенов[19]. Вслед за этим Комиссия по обогащению французского языка, следуя традиции, рекомендовала для использования во французском языке название tennesse[20]. Затем аналогичное решение — использовать название tenness — приняли и немецкие эксперты[21].

Интересен тот факт, что другой галоген, астат, после неподтвердившегося открытия в 1932 году некоторое время носил название «алабамий» (лат. Alabamium, англ. Alabamine), данное в честь другого американского штата[17].

В качестве обозначения для теннессина был выбран символ Ts, который уже используется в органической химии для обозначения радикала тозила. Так, например, формула TsOH соответствует как тозиловой кислоте[англ.], так и гипотетической теннессиноватистой кислоте, хотя формула последней традиционно должна записываться как HTsO. Но первооткрыватели считают, что такое совпадение вряд ли вызовет путаницу, поскольку для обозначения радикалов пропила и ацила (или ацетила) уже используются символы Pr и Ac, которые идентичны символам празеодима и актиния. Другой вариант обозначения — Tn был отвергнут, поскольку этот символ, принятый в 1923 году для обозначения торона (ториевой эманации) — одного из изотопов радона — продолжает регулярно использоваться в ряде областей науки[22].

Нахождение в природе

Теннессин не встречается в природе ввиду крайне малого времени жизни его изотопов.

Изотопы

Основная статья: Изотопы теннессина

У теннессина нет стабильных изотопов. 294Ts является самым долгоживущим из известных изотопов, с периодом полураспада 51 миллисекунда.

Получение

Берклий, использовавшийся для синтеза

Теннессин (унунсептий, эка-астат) был впервые получен ОИЯИ в Дубне (Россия) в 2009 году. Для синтеза 117-го элемента мишень из изотопа 97-го элемента, берклия-249, полученного в Окриджской национальной лаборатории (США), обстреливали ионами кальция-48 на ускорителе У-400 Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ[23]. Для синтеза элемента использовались реакции:

В результате было зафиксировано шесть ядер нового элемента — пять 293
Ts и одно 294
Ts.

5 апреля 2010 года научная статья, описывающая обнаружение нового химического элемента с атомным номером 117, была принята для публикации в журнал Physical Review Letters[9].

В июне 2012 года эксперимент был повторён. Было зафиксировано пять ядер 293
Ts[24][25].

В 2014 году существование 117-го элемента подтвердила международная группа физиков-ядерщиков, работающая в Центре по изучению тяжёлых ионов им. Гельмгольца (Дармштадт, Германия)[26][27].

Физические свойства

Теннессин номинально относится к галогенам, следуя после иода и астата. Точные свойства теннессина остаются предметом обсуждения.

Теннессин, по наиболее вероятной модели, является металлоидом (или полуметаллом), с преимуществом металлических свойств над неметаллическими[28].

Его плотность ожидается в диапазоне 7,1—7,3 г/см³, то есть несколько больше, чем плотность его гомолога астата, равная 6,3—6,5 г/см³ (вследствие того, что астат очень сильно радиоактивен, его плотность также рассчитана теоретически)[28].

При комнатной температуре теннессин должен быть твёрдым, в ранних работах его температура плавления предсказывалась в интервале 300—500 °C, кипения — 550 °C, по одним расчётам, и даже 610 °C[29], следуя тенденции роста температуры плавления с ростом атомного номера в группе галогенов.

Однако более поздние расчёты дают намного меньшие значения, предсказывая, что теннессин будет кипеть при температуре всего лишь 345 °C[30] или даже ещё меньшей — вплоть до 230 °C, что ниже температуры кипения астата, которая составляет 309 °C[31].

Столь низкие ожидаемые температуры кипения могут быть связаны с тем, что, в отличие от остальных галогенов, теннессин может быть одноатомным, не образовывая или почти не образовывая двухатомных молекул Ts2[29][32].

Химические свойства

Все галогены в той или иной степени проявляют свойства окислителей, причём окислительная способность уменьшается от фтора к астату. Теннессин, следуя в ряду галогенов после астата, почти не сможет проявлять окислительную способность ввиду большого удаления электронов от ядра, и, вероятно, станет первым из галогенов, восстановительная способность которого будет сильнее окислительной. Предполагается, что в отличие от остальных галогенов наиболее устойчивой степенью окисления теннессина будет +1. Эта степень окисления будет особенно устойчивой, как и устойчивость иона At+, только у теннессина её стабильность будет ещё выше.

Степень окисления −1, как и у остальных галогенов, вероятно, возможна, однако предполагается, что у теннессина она возникает только с сильными восстановителями и что теннессин, в отличие от остальных галогенов, не может образовывать устойчивых солей в степени окисления −1 (такие соли могут называться теннессинидами). Они смогут окисляться даже кислородом воздуха до степени окисления +1 — гипотеннессинитов, аналогов гипохлоритов[29].

Теоретически предсказывается, что второй по распространённости степенью окисления теннессина является +3[33]. Степень окисления +5 также возможна, но только в жёстких условиях, поскольку требует разрушения всего 7p-подуровня. Хотя все более лёгкие галогены, кроме фтора, проявляют степень окисления +7, в отличие от них для теннессина она будет невозможна из-за крайне высокой энергии спаривания 7s-электронов. Поэтому максимальная степень окисления для теннессина должна равняться +5.

Самым простым соединением теннессина является его соединение с водородом, TsH, или (по аналогии с названиями других галогенов) теннессиноводород.

Примечания

  1. ↑ 1 2 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. ↑ Теннессин. Большая Российская энциклопедия 2004-2017. БРЭ. Дата обращения: 15 февраля 2023. Архивировано 15 февраля 2023 года.
  3. ↑ Oganessian Yu. Ts. et al. Experimental studies of the 249Bk + 48Ca reaction including decay properties and excitation function for isotopes of element 117, and discovery of the new isotope 277Mt (англ.) // Physical Review : journal. — 2013. — Vol. 87, no. 5. — P. 054621. — doi:10.1103/PhysRevC.87.054621. — Bibcode: 2013PhRvC..87e4621O.
  4. ↑ Khuyagbaatar J. et al. 48Ca+249Bk Fusion Reaction Leading to Element Z=117: Long-Lived α-Decaying 270Db and Discovery of 266Lr (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2014. — Vol. 112, no. 17. — P. 172501. — doi:10.1103/PhysRevLett.112.172501. Архивировано 7 ноября 2015 года.
  5. ↑ Названия новых химических элементов 113, 115, 117 и 118. ОИЯИ (8 июня 2016). Дата обращения: 8 июня 2016. Архивировано 11 июня 2016 года.
  6. ↑ 1 2 IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118 (англ.). ИЮПАК (30 ноября 2016). Дата обращения: 30 ноября 2016. Архивировано 30 ноября 2016 года.
  7. ↑ 117. Tennessine - Elementymology & Elements Multidict. Дата обращения: 29 октября 2017. Архивировано 30 октября 2017 года.
  8. ↑ Физики из Дубны синтезировали 117-й элемент Архивная копия от 10 апреля 2010 на Wayback Machine // infox.ru
  9. ↑ 1 2 Yu. Ts. Oganessian et al., Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117 Архивная копия от 19 апреля 2012 на Wayback Machine, Physical Review Letters, Vol. 104 (2010) P. 142502. doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502.
  10. ↑ Аня Грушина Биографии новых элементов // Наука и жизнь. — 2017. — № 1. — С. 24—25. — URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/30461/ Архивная копия от 2 февраля 2017 на Wayback Machine
  11. ↑ W. H. Koppenol. Naming of new elements (IUPAC Recommendations 2002) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2002. — January (vol. 74, no. 5). — P. 787—791. — ISSN 0033-4545. — doi:10.1351/pac200274050787.
  12. ↑ W. H. Koppenol, J. Corish, J. García-Martínez, J. Meija, J. Reedijk. How to name new chemical elements (IUPAC Recommendations 2016) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — April (vol. 88, no. 4). — P. 401—405. — ISSN 0033-4545. — doi:10.1515/pac-2015-0802.
  13. ↑ Discovery and Assignment of Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 (англ.). ИЮПАК (30 декабря 2015). Дата обращения: 31 декабря 2015. Архивировано 31 декабря 2015 года.
  14. ↑ IUPAC, Joint Institute for Nuclear Research, Lawrence Livermore National Laboratory: Name new element 117 Octarine, in honour of Terry Pratchett's Discworld (англ.). Change.org. Дата обращения: 9 января 2016. Архивировано 8 января 2016 года.
  15. ↑ IUPAC Is Naming The Four New Elements Nihonium, Moscovium, Tennessine, And Oganesson (англ.). ИЮПАК (8 июня 2016). Дата обращения: 8 июня 2016. Архивировано 8 июня 2016 года.
  16. ↑ Пётр Образцов Унуноктий стал оганесоном Архивная копия от 2 февраля 2017 на Wayback Machine // Наука и жизнь. — 2017. — № 1. — С. 22—25.
  17. ↑ 1 2 Астат // Популярная библиотека химических элементов. — 2-е изд. — М.: Наука, 1977. — Т. 2. — 520 с. Архивировано 13 мая 2016 года.
  18. ↑ L. Öhrström, J. Reedijk. Names and Symbols of the Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 (IUPAC Recommendations 2016) (англ.) // Pure Appl. Chem. : препринт. — 2016. — 28 ноябрь. — doi:10.1515/pac-2016-0501. Архивировано 1 декабря 2016 года.
  19. ↑ «teneso» y «oganesón», mejor que «tenesino» y «oganesson» Архивная копия от 13 июля 2017 на Wayback Machine | Fundéu BBVA. 02/12/2016.
  20. ↑ Claude Andrieux, Daniel Thévenot, Jean-Pierre Foulon, Collège d’experts de terminologie de la chimie et des matériaux de la Commission d’enrichissement de la langue française, [1]Архивная копия от 5 апреля 2017 на Wayback MachineАрхивная копия от 5 апреля 2017 на Wayback Machine « Le tennesse : nom préconisé en français pour l’élément 117 » Архивная копия от 5 апреля 2017 на Wayback Machine, Actualité chimique, № 416, 14 mars 2017, Société chimique de France.
  21. ↑ GDCh: Expertenrunde schlägt deutsche Namen für neue Elemente vor Архивная копия от 28 сентября 2017 на Wayback Machine, 28. April 2017, abgerufen am 28. April 2017.
  22. ↑ Lars Öhrström, Jan Reedijk. Names and Symbols of the Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 (англ.). Pure and Applied Chemistry. ИЮПАК (1 мая 2016). Дата обращения: 27 июня 2016. Архивировано 26 июня 2016 года.
  23. ↑ Российские и американские физики впервые синтезировали 117-й элемент Архивная копия от 9 апреля 2010 на Wayback Machine — РИА Новости
  24. ↑ В России вновь синтезировали 117-й элемент. Российская газета (2011). Дата обращения: сентябрь 2012. Архивировано 30 июня 2012 года.
  25. ↑ Физики из Дубны воспроизвели синтез сверхтяжёлого 117-го элемента. Dubna.org (2011). Дата обращения: сентябрь 2012. Архивировано 17 октября 2012 года.
  26. ↑ Подтверждён синтез 117-го элемента таблицы Менделеева // Наука и жизнь. Дата обращения: 2 мая 2014. Архивировано 2 мая 2014 года.
  27. ↑ Phys.Rev.Lett. 112, 172501 (2014). Дата обращения: 2 мая 2014. Архивировано 7 ноября 2015 года.
  28. ↑ 1 2 D. Bonchev, V. Kamenska. Predicting the Properties of the 113–120 Transactinide Elements (англ.) // Journal of Physical Chemistry[англ.] : journal. — American Chemical Society, 1981. — Vol. 85, no. 9. — P. 1177—1186. — doi:10.1021/j150609a021. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  29. ↑ 1 2 3 R. Haire. Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (англ.). — 3rd. — Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media, 2006. — P. 1724, 1728. — ISBN 1-4020-3555-1.
  30. ↑ Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; Holleman, Arnold Frederick. Inorganic chemistry (неопр.). — Academic Press, 2001. — С. 423. — ISBN 978-0-12-352651-9. Архивировано 23 апреля 2023 года.
  31. ↑ K.; Otozai; Takahashi, N. Estimation chemical form boiling point elementary astatine by radio gas chromatography (англ.) // Radiochimica Acta : journal. — 1982. — Vol. 31, no. 3—4. — P. 201—203. Архивировано 20 декабря 2013 года.
  32. ↑ Pershina V. Electronic structure and chemistry of the heaviest elements (англ.). — 2010. doi:10.1007/978-1-4020-9975-5_11
  33. ↑ G. T. Seaborg. Modern alchemy (неопр.). — World Scientific, 1994. — С. 172. — ISBN 981-02-1440-5.

Ссылки