Википедија

Majtnerijum

Majtnerijum (Mt, lat. meitnerium), prethodno unnilenijum (Une), verovatno je prelazni metal.[8][9] On je ekstremno radioaktivni sintetički element (element koji se ne nalazi u prirodi već je napravljen u laboratoriji). Najstabilniji izotop mu je majtnerijum-278, sa vremenom poluraspada od 7,6 sekundi. Ovaj element je prvi put napravljen u GSI Helmholc centru za istraživanje teških jona u blizini Darmštata, Nemačka, 1982. godine. Ime je dobio po austrijsko-švedskoj fizičarki Lizi Majtner.

Majtnerijum
Opšta svojstva
Ime, simbolmajtnerijum, Mt
U periodnome sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
Ir
↑
Mt
↓
(Uht)
hasijum ← majtnerijum → darmštatijum ‍
Atomski broj (Z)109
Grupa, periodagrupa 9, perioda 7
Blokd-blok
Kategorija  nepoznato, iako nije eksperimentalno potvrđena[1][2]
Rel. at. masa (Ar)276,15159[3]
Maseni broj278 (najstabilniji izotop)
El. konfiguracija
po ljuskama
2, 8, 18, 32, 32, 15, 2 (predviđeno)
Fizička svojstva
Agregatno stanječvrsto (predviđeno)[2]
Gustina pri s.t.37,4 g/cm3 (predviđeno)[1]
Atomska svojstva
Energije jonizacije1: 800 kJ/mol
2: 1820 kJ/mol
3: 2900 kJ/mol
(ostale) (sve je procenjeno)[1]
Atomski radijus128 pm (predviđeno)[1][4]
Kovalentni radijus129 pm (procenjeno)[5]
Ostalo
Kristalna struktura ​postraničnocentr. kubična (FCC)
Postraničnocentr. kubična (FCC) kristalna struktura za majtnerijum

(predviđeno)[2]
Magnetni rasporedparamagnetičan (predviđeno)[6]
CAS broj54038-01-6
Istorija
Imenovanjepo Lizi Majtner
OtkrićeDruštvo za istraživanje teških jona (1982)
Glavni izotopi
izotop rasp. pž. (t1/2) TR PR
274Mt syn 0,4 s α 270Bh
276Mt syn 0,6 s α 272Bh
278Mt syn 4 s α 274Bh
282Mt[7] syn 67 s? α 278Bh
reference • Vikipodaci
Nuklearna reakcija

U periodnom sistemu elemenata, majtnerijum je svrstan u d-blok transaktinoidnih elemenata. Član je 7. periode i stavljen je u 9. grupu elemenata, iako nisu izvršeni hemijski eksperimenti koji bi dokazali da se majtnerijum ponaša kao teži homolog iridijuma koji se nalazi iznad njega u grupi 9. Proračuni pokazuju da bi majtnernijum mogao imati slične osobine poput svojih lakših homologa, kobalta, rodijuma i iridijuma.

Istorija

uredi
 
Majtnerijum je dobio ime po austrijskoj fizičarki Lizi Majtner, jednoj od otkrivača nuklearne fisije.

Majtnerijum su prvi put sintetisao 29. augusta 1982. godine nemački istraživački tim prevođen Piterom Armbrusterom i Gotfridom Mincenbergom na Institutu za istraživanje teških jona (Gesellschaft für Schwerionenforschung) u Darmštatu.[10]

Tim naučnika je bombardovao metu sačinjenu od bizmuta-209 sa ubrzanim jezgrima izotopa željeza-58 te su uspeli da identifikuju jedan atom izotopa majtnerijuma-266:

209Bi + 58Fe → 266Mt + neutron

Etimologija

uredi

Ime elementa 109 bilo je predmet određenih kontroverzi (transfermijskih ratova) koji su se u naučnim krugovima javile u vezi imena elemenata od 104 do 109, međutim ime za majtnerijum bio je jedini predlog te nikad nije bio upitan.[11][12] Ime majtnerijum (Мт) predloženo je u čast austrijskoj fizičarki Lizi Majtner, jednoj od pronalazača protaktinijuma (zajedno sa Otom Hanom),[13][14][15][16][17] i jednoj od otkrivača nuklearne fisije.[18] Godine 1994. ime je preporučio IUPAC,[11] a zvanično je usvojeno 1997. godine.[11] Ovo je jedini element koji je dobio ime po nemitološkoj ženi (kirijum je dobio ime po supružnicima Kiri).[19]

Osobine

uredi

Hemijske

uredi

Majtnerijum je sedmi član 6d serije prelaznih metala. Pošto se pokazalo da element 112 (kopernicijum) pokazuje osobine prelaznih metala, očekuju se da bi svi elementi od 104 (raderfordijum) do 112 mogli fomirati četvrtu seriju prelaznih metala, sa majtnerijumom kao delom platinske grupe metala.[16] Proračuni njegovog potencijala jonizacije te atomskih i jonskih radijusa pokazuju da su slični onima od njegovog lakšeg homologa iridijuma, što implicira da osnovne osobine majtnerija odgovaraju onima drugih elemenata iz 9. grupe: kobalta, rodijuma i iridijuma.[1]

Pretpostavke mogućih hemijskih osobina majtnerijuma još uvek nisu privukle pažnju. Očekuje se da bi majnterijum mogao biti i plemeniti metal. Na osnovu najstabilnijeg oksidacijskog stanja lakših elemenata 9. grupe, predviđa se da bi najstabilnija oksidaciona stanja majtnerijuma mogla biti +6, +3 i +1, među kojima bi stanje +3 moglo biti najstabilnije u vodenim rastvorima. Poređenja radi, rodijum i iridijum iskazuju najviše oksidaciono stanje +6, dok su najstabilnija stanja +4 i +3 za iridijum i +3 za rodijum.[1] Grupa 9. hemijskih elemenata je prva grupa prelaznih metala koja iskazuje niža oksidaciona stanja od broja grupe, mada stanje +9 nije poznato ni za jedan poznati element. Oksidaciono stanje +9 bi se moglo javiti kod majtnerijum nonafluoridu (MtF9) i katjonu [MtO4]+, mada se očekuje da je [IrO4]+ stabilniji.[20] Za tetrahalide majtnerijuma se takođe predviđa da bi mogli imati sličnu stabilnost kao i iridijumovi, dakle u stabilnom stanju +4.[21] Dalje se očekuje da bi maksimalna oksidacijska stanja elemenata od bora (element 107) do darmštatijuma (element 110) mogla biti stabilna u gasnoj fazi, ali ne i u vodenim rastvorima.[1]

Fizičke

uredi

Očekuje se da majtnerijum bude u čvrstom stanju pod normalnim uslovima, te se pretpostavlja da ima površinsko-centričnu kubnu kristalnu strukturu, slično kao i njegov lakši srodnik iz grupe, iridijum.[2] Majtnerijum bi mogao biti veoma teški metal sa gustinom od oko 37,4 g/cm3, što bi bilo druga najveća od svih poznatih 118 elemenata, manja samo od pretpostavljene gustine svog komšije iz periodnog sistema, elementa hasijuma (41 g/cm3).

U poređenju s tim, najgušći poznati element čija je gustoća naučno utvrđena, osmijum ima gustinu od samo 22,61 g/cm3. Gustina majtnerijuma je rezultat velike atomske težine njegovih atoma, kontrakcije lantanoida i aktinoida i relativističkih efekata, mada bi proizvodnja dovoljnih količina majtnerijuma radi merenja ovih količina bila nepraktična, a uzorak bi se vrlo brzo raspao.[1] Takođe, pretpostavlja se da bi majtnerijum mogao biti paramagnetičan.[22]

Teoretičari predviđaju da bi kovalentni radijus majtnerijuma mogao biti od 6 do 10 pm veći od onog kod iridijuma.[23] Na primer, dužina veze Mt–O se očekuje da bude oko 1,9 Å.[24] Atomski radijus majtnerijuma se predviđa da bi mogao biti oko 128 pm.[25]

Izotopi

uredi

Majtnerijum nema ni stabilnih, ni prirodnih izotopa. U laboratorijama je sintetisano nekoliko radioaktivnih izotopa, bilo fuzijom dva atoma bilo raspadom izotopa nekih težih elemenata. Do 2014. otkriveno je osam različitih izotopa majtnerijuma, sa atomskim masama od 266, 268, 270 i 274–278, od kojih dva, 268Mt i 270Mt, imaju poznata ali nepotvrđena metastabilna stanja. Većina ovih izotopa raspada se putem alfa raspada, mada neki od njih iskazuju i spontanu fisiju.[26]

Stabilnost

uredi

Svi izotopi majtnerijuma su ekstremno nestabilni i radioaktivni, generalno, teži izotopi su stabilnijih od lakših. Najstabilniji poznati izotop majtnerijuma, 278Mt, je takođe i njegov najteži poznati izotop. Njegovo vreme poluraspada iznosi 7,6 sekundi. Postoji i metastabilni nuklearni izomer, 270mMt, čije vreme poluraspada iznosi preko jedne sekunde. Izotopi 276Mt i 274Mt imaju vremena poluraspada od 0,72 i 0,44 sekunde. Ostala četiri izotopa imaju vremena poluraspada između 1 i 20 milisekundi.[26]

Za još uvek neotkriveni izotop 281Mt predviđa se da bi mogao biti najstabilniji u odnosu na beta-raspad;[27] međutim nijedan do sada poznati izotop majtnerijuma ne raspada se putem ovog raspada.[26] Za neke od još nepoznatih izotopa, kao što bi mogli biti 265Mt, 272Mt, 273Mt, i 279Mt, pretpostavlja se da bi imali vremena poluraspada duža od poznatih izotopa.[26][28] Pre nego što su otkriveni, za izotope 274Mt i 277Mt se takođe predviđalo da bi mogli imati duga vremena poluraspada od 20 sekundi i 1 minute, međutim kasnije je otkriveno da imaju mnogo kraća vremena poluraspada od samo 0,44 sekunde i 5 milisekundi.[26]

Reference

uredi
  1. ^ a b v g d đ e ž Haire Richard G. (2006). „Transactinides and the future elements”. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3 izd.). Dordrecht, Holandija: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1. 
  2. ^ a b v g 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. 
  3. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  4. ^ 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. Pristupljeno 4. 10. 2013. 
  5. ^ Chemical Data. Meitnerium - Mt, Royal Chemical Society
  6. ^ Saito, Shiro L. (2009). „Hartree–Fock–Roothaan energies and expectation values for the neutral atoms He to Uuo: The B-spline expansion method”. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 95 (6): 836. Bibcode:2009ADNDT..95..836S. doi:10.1016/j.adt.2009.06.001. 
  7. ^ Hofmann, S.; Heinz, S.; Mann, R.; Maurer, J.; Münzenberg, G.; Antalic, S.; Barth, W.; Burkhard, H. G.; Dahl, L.; Eberhardt, K.; Grzywacz, R.; Hamilton, J. H.; Henderson, R. A.; Kenneally, J. M.; Kindler, B.; Kojouharov, I.; Lang, R.; Lommel, B.; Miernik, K.; Miller, D.; Moody, K. J.; Morita, K.; Nishio, K.; Popeko, A. G.; Roberto, J. B.; Runke, J.; Rykaczewski, K. P.; Saro, S.; Scheidenberger, C.; Schött, H. J.; Shaughnessy, D. A.; Stoyer, M. A.; Thörle-Popiesch, P.; Tinschert, K.; Trautmann, N.; Uusitalo, J.; Yeremin, A. V. (2016). „Review of even element super-heavy nuclei and search for element 120”. The European Physics Journal A. 2016 (52). Bibcode:2016EPJA...52..180H. doi:10.1140/epja/i2016-16180-4. 
  8. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  9. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  10. ^ G. Münzenberg; P. Armbruster; et al. (1982). „Observation of one correlated α-decay in the reaction 58Fe on 209Bi → 267109”. Zeitschrift für Physik A Atoms and Nuclei. 309 (1): 89—90. doi:10.1007/BF01420157. 
  11. ^ a b v „Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1994)”. Pure and Applied Chemistry. 66 (12): 2419. 1994. doi:10.1351/pac199466122419. 
  12. ^ Rayner-Canham Geoff; Zheng, Zheng (2007). „Naming elements after scientists: An account of a controversy”. Foundations of Chemistry. 10: 13. doi:10.1007/s10698-007-9042-1. 
  13. ^ Bentzen SM. (2000). „Lise Meitner and Niels Bohr--a historical note”. Acta Oncol. 39 (8): 1002—3. PMID 11206992. 
  14. ^ Kyle RA, Shampo MA (22. 5. 1981). „Lise Meitner”. JAMA. 245 (20): 2021. PMID 7014939. 
  15. ^ Frisch OR (1. 6. 1973). „Distinguished Nuclear Pioneer--1973. Lise Meitner”. J Nucl Med. 14 (6): 365—71. PMID 4573793. 
  16. ^ a b Griffith W. P. (2008). „The Periodic Table and the Platinum Group Metals”. Platinum Metals Review. 52 (2): 114. doi:10.1595/147106708X297486. 
  17. ^ Rife Patricia (2003). „Meitnerium”. Chemical & Engineering News. 81 (36): 186. doi:10.1021/cen-v081n036.p186. 
  18. ^ Wiesner Emilie; Settle, Frank A. (2001). „Politics, Chemistry, and the Discovery of Nuclear Fission”. Journal of Chemical Education. 78 (7): 889. doi:10.1021/ed078p889. 
  19. ^ „Royal Society of Chemistry – Visual Element Periodic Table”. Pristupljeno 24. 10. 2017. 
  20. ^ Himmel, Daniel; Knapp, Carsten; Patzschke, Michael; Riedel, Sebastian (2010). „How Far Can We Go? Quantum-Chemical Investigations of Oxidation State +IX”. ChemPhysChem. 11 (4): 865—9. PMID 20127784. doi:10.1002/cphc.200900910. 
  21. ^ Ionova, G. V.; Ionova, I. S.; Mikhalko, V. K.; Gerasimova, G. A.; Kostrubov, Yu. N.; Suraeva, N. I. (2004). „Halides of Tetravalent Transactinides (Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, 110th Element): Physicochemical Properties”. Russian Journal of Coordination Chemistry. 30 (5): 352. doi:10.1023/B:RUCO.0000026006.39497.82. 
  22. ^ Saito Shiro L. (2009). „Hartree–Fock–Roothaan energies and expectation values for the neutral atoms He to Uuo: The B-spline expansion method”. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 95 (6): 836. doi:10.1016/j.adt.2009.06.001. 
  23. ^ Pyykkö Pekka; Atsumi, Michiko (2009). „Molecular Double-Bond Covalent Radii for Elements Li—E112”. Chemistry – A European Journal. 15 (46): 12770. doi:10.1002/chem.200901472. 
  24. ^ Van Lenthe E.; Baerends, E. J. (2003). „Optimized Slater-type basis sets for the elements 1–118”. Journal of Computational Chemistry. 24 (9): 1142—56. PMID 12759913. doi:10.1002/jcc.10255. 
  25. ^ 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. 
  26. ^ a b v g d Sonzogni, Alejandro. „Interactive Chart of Nuclides”. Brookhaven National Laboratory. Arhivirano iz originala 07. 03. 2018. g. Pristupljeno 6. 6. 2008. 
  27. ^ Nie G. K. (2005). „Charge radii of β-stable nuclei”. Modern Physics Letters A. 21 (24): 1889. doi:10.1142/S0217732306020226. 
  28. ^ Gray, Theodore (2002—2010). „The Photographic Periodic Table of the Elements”. Pristupljeno 16. 11. 2012. 

Literatura

uredi

Spoljašnje veze

uredi
 
Majtnerijum na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wiki.x.io/w/index.php?title=Мајтнеријум&oldid=27734455”