Тенесин (Ts, елемент 117) — изкуствен свръхтежък халоген
Тенесин (Ts) — изкуствен свръхтежък халоген (ел. 117), открит 2010, радиоактивен и мистериозен металоид; име от Тенеси, център на съвременни научни изследвания.
Тенесинът (първоначално наричан Ununseptium — името идва от латинските думи за "едно-едно-седем") е синтетичен радиоактивен свръхтежък химичен елемент със символ Ts и атомен номер 117. Той заема място в група 17 на периодичната таблица, където са така наречените халогени. До момента на съобщаването му той е вторият по маса известен елемент (по-голям е само елемент 118), а познатите му изотопи са изключително нестабилни и съществуват само за части от секундата. Няма промишлени приложения — използва се само за изследвания в области като ядрената физика и химията на свръхтежките елементи.
Откриване и наименование
Откриването на елемент 117 беше обявено през 2010 г. от международен екип, ръководен от изследователи в Русия (обединени около Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна) и партньори в САЩ. Синтезът беше постигнат чрез реакции на сливане с леко-ядрена бомбардиране и изискваше много редки цели (изотопи на берклий), осигурени от американски институти. Временният систематичен етиткет беше Ununseptium (съкращение Uus). През 2016 г. Международният съюз по чиста и приложна химия (IUPAC) одобри официалното име tennessine (символ Ts) — в чест на американския щат Тенеси и приноса към изследванията върху свръхтежки елементи на лаборатории и университети в Тенеси (включително Oak Ridge National Laboratory, Vanderbilt University и University of Tennessee).
Синтез и изотопи
Тенесинът се синтезира в ускорители чрез ядрен синтез, при който тежки йони се сблъскват с тежки целеви ядра. Най-успешната реакция за синтез на елемент 117 използва изотопа 48Ca (калций-48) като снаряд и изотоп на берклий като цел (например 249Bk). Процесът дава само няколко атома от елемента при много ниска ефективност и изисква чувствителна апаратура за откриване на разпадните вериги. Познатите изотопи на тенесина са силно радиоактивни и имат много къси полуживоти — от порядъка на милисекунди до секунди — поради което те могат да бъдат наблюдавани само чрез детекции на продуктите от техния α-разпад или последващи разпади.
Физични и химични свойства
Поради екстремната нестабилност на наличните изотопи, макроскопични количества тенесин не са произведени и пряко измерване на физични или химични свойства липсва. Теоретичните изчисления обаче поставят елемента в редицата на халогените и предвиждат, че той ще споделя някои общи черти с тях (например тенденция към получаване на отрицателен окислителен номер в определени съединения). В същото време силните релятивистични ефекти при такива високи атомни числа могат значително да променят електронната структура, което води до свойства, различни от тези на по-леките халогени — възможна е частична "метализация" или поведение, отклоняващо се от очакваното. Затова в научната литература често се споменава, че тенесинът може да прояви свойства, близки до металоидните.
Изследвания, приложения и безопасност
Изследванията върху тенесина са ограничени до експерименти в областта на ядрената физика и теорията на атомните структури. Поради много краткия живот на изотопите и трудността при производството, няма практически или промишлени приложения. Всички съединения и атоми на тенесин са силно радиоактивни и трябва да се работи с тях само в специализирани лаборатории с подходящи мерки за защита и контрол на радиацията.
Бележка: Много от свойствата на елемент 117 остават предмет на активни теоретични изследвания и експериментални потвърждения. С напредъка на техниките за синтез и детекция възможно е в бъдеще да бъдат получени по-точни данни за химията и физиката на този свръхтежък елемент.
История
Преди откриването
През 2004 г. екипът на Обединения институт за ядрени изследвания (ОИЯИ) в Дубна, Московска област, Русия, планира експеримент за създаване на елемент 117. За целта е необходимо да се слеят елементите беркелий (елемент 97) и калций (елемент 20). Американският екип от Националната лаборатория Оук Ридж, единственият производител на беркелий в света, обаче е спрял производството на беркелий за известно време. Затова те създават елемента 118 първо с помощта на калифорний (елемент 98) и калций.
Руският екип иска да използва беркелий, тъй като използваният в експеримента изотоп на калция - калций-48 - има 20 протона и 28 неутрона. Това е най-лекото стабилно или почти стабилно ядро (центърът на атома) с много повече неутрони, отколкото протони. Цинк-68 е второто по лекота ядро от този вид, но е по-тежко от калций-48. Тъй като тенесина има 117 протона, те се нуждаят от още един атом с 97 протона, който да се комбинира с калциевия атом, а беркелият има 97 протона.
При експеримента беркелият се превръща в мишена, а калцият се изстрелва под формата на лъч към беркелиевата мишена. Калциевият лъч е създаден в Русия чрез отстраняване на малкото количество калций-48 от естествения калций с помощта на химически средства. Ядрото, което ще се получи след експеримента, ще бъде по-тежко и ще е по-близо до острова на стабилността. Това е идеята, че някои много тежки атоми могат да бъдат доста стабилни.
Откриване на Тенесина
През 2008 г. американският екип започва отново да създава беркелий и разказва за това на руския екип. В рамките на програмата са произведени 22 милиграма беркелий и това е достатъчно за експеримента. Скоро след това беркелият е охладен за 90 дни и е направен по-чист по химичен път за още 90 дни. Мишената с беркелий трябваше бързо да бъде изнесена в Русия, тъй като периодът на полуразпад на използвания изотоп на беркелия, беркелий-249, е само 330 дни. С други думи, след 330 дни половината от целия беркелий вече няма да е беркелий. Всъщност, ако експериментът не беше започнал шест месеца след изработването на мишената, той щеше да бъде отменен, тъй като не са имали достатъчно беркелий за експеримента. През лятото на 2009 г. мишената е опакована в пет оловни контейнера и е изпратена с търговски полет от Ню Йорк до Москва.
И двата екипа трябваше да се справят с бюрократичната пречка между Америка и Русия, преди да изпратят мишената с беркелий, за да може тя да пристигне в Русия навреме. Въпреки това все още имаше проблеми: Руските митници два пъти не позволиха на мишената с беркелий да влезе в страната поради липсващи или непълни документи. Въпреки че мишената преминава пет пъти през Атлантическия океан, цялото пътуване отнема само няколко дни. Когато мишената най-накрая пристигнала в Москва, тя била изпратена в Димитровград, Уляновска област. Тук мишената беше поставена върху тънък титанов филм (слой). След това този филм беше изпратен в Дубна, където беше поставен в ускорителя на частици на ОИЯИ. Този ускорител на частици е най-мощният ускорител на частици в света за създаване на свръхтежки елементи.
Експериментът започва през юни 2009 г. През януари 2010 г. учените от Лабораторията за ядрени реакции "Флеров" обявиха в рамките на лабораторията, че са открили разпад на нов елемент с атомен номер 117 чрез две вериги на разпад. Изотопът с нечетно число извършва 6 алфаразпада, преди да извърши спонтанно (внезапно) делене. Нечетният-четен изотоп извършва 3 алфа-разпадания, преди да се разпадне. На 9 април 2010 г. в списание Physical Review Letters е публикуван официален доклад. Той показа, че изотопите, които са споменати във веригите на разпад, са294 Ts и293 Ts. Изотопите са направени, както следва:
249Bk +48 Ca →297 Ts* →294 Ts + 3 n (1 събитие)
249Bk +48 Ca →297 Ts* →293 Ts + 4 n (5 събития)
Мишената от беркелий, използвана за синтез на тенесин, под формата на разтвор
Химия
Понастоящем химическият състав на тенесина е неизвестен. Химиците обаче могат да предвидят как би изглеждал елементът, като използват химията на другите халогени. Най-вероятно се предполага, че тенесинът е член на група 17 в периодичната таблица, под петте халогена: флуор, хлор, бром, йод и астатин. Всеки от тях има по седем валентни електрона. За тенесина, който е в седмия период (ред) на периодичната таблица, слизайки надолу по халогенната група, се предвижда валентна електронна конфигурация от 7s 7p25 , поради което се очаква да се държи в много отношения подобно на халогените.
Използва
Тенесинът не се използва поради краткотрайния си живот и радиоактивността си.
Въпроси и отговори
В: Какъв е символът на тенесина?
О: Символът на тенесина е Ts.
В: Какъв е атомният номер на тенесина?
О: Атомният номер на тенесина е 117.
Въпрос: Към коя група в периодичната таблица принадлежи тенесинът?
О: Тенесинът принадлежи към група 17 в периодичната таблица, където са халогените.
В: Какви са някои от свойствата му?
О: Свойствата му все още не са напълно известни, но вероятно е металоид.
Въпрос: Кой открива тенесина и кога е обявено това?
О: Тенесинът е открит от учени в Русия и САЩ и е обявен през 2010 г.
В: Използва ли се в момента за нещо друго освен за изследователски цели?
О: Не, към 2019 г. тенесинът не се използва за други цели освен за научни изследвания.
В: Как е получил името си?
О: Името на тенесина идва от щата Тенеси.
обискирам