Теннессин

Теннесси́н (Шаблон:Lang2), ранее фигурировал под временными названиями унунсе́птий (Шаблон:Lang-la, Uus) или э́ка-аста́т — химический элемент семнадцатой группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы седьмой группы) седьмого периода периодической системы химических элементов, обозначаемый символомШаблон:NbspTs и обладающий зарядовым числомШаблон:Nbsp117. Чрезвычайно радиоактивен. Период полураспада более устойчивого из двух известных изотопов, ²⁹⁴Ts, составляет около Шаблон:Num, атомная масса этого изотопа равна Шаблон:Val. 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. Шаблон:Clear

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: Шаблон:Lang-la2). 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». Однако в английском языке названия элементов 17-й группы периодической системы (галогенов) традиционно имеют окончание «-ine»: Шаблон:Lang-en2 — фтор, Шаблон:Lang-en2 — хлор, Шаблон:Lang-en2 — бром, Шаблон:Lang-en2 — иод, Шаблон:Lang-en2 — 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».

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.

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».

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 Шаблон:Iw и Центре развития радиохимической инженерии НЛОР. Название «теннессин» было представлено научной общественности для 5-месячного обсуждения с 8 июня по 8 ноября 2016 года.

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

Название Шаблон:Lang-en2 дано в формате, принятом для названий галогенов в английском языке. При этом в большинстве других языков (русском, немецком, французском Шаблон:Nobr) в названиях галогенов суффикс «-ин» не используется, хотя, например, в русскоязычной литературе до 1962 года использовалось название «астатин», а не «астат». 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 Шаблон:Lang-la2 или на английский манер Шаблон:Lang-la2. Учтя особенности других языков, ИЮПАК в своих рекомендациях указал, что английская традиция наименования галогенов не является примером для других языков и название Шаблон:Lang-en2 может быть переведено, преобразовано или адаптировано в других языках для удобства использования и обеспечения единообразия названий галогенов. Через несколько дней после этого организация, ответственная за испанскую химическую терминологию, решила использовать название Шаблон:Lang-es2, отбросив суффикс -ine, как и в других испанских названиях галогенов. Вслед за этим Комиссия по обогащению французского языка, следуя традиции, рекомендовала для использования во французском языке название Шаблон:Lang-fr2. Затем аналогичное решение — использовать название Шаблон:Lang-de2 — приняли и немецкие эксперты.

Интересен тот факт, что другой галоген, астат, после неподтвердившегося открытия в 1932 году некоторое время носил название «алабамий» (Шаблон:Lang-la, Шаблон:Lang-en), данное в честь другого американского штата.

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 Шаблон:Iw, 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.

Нахождение в природе

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

Изотопы

Шаблон:Main 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. Для синтеза элемента использовались реакции:

${\phantom{A}}_{\phantom{20}}^{\phantom{48}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}20}^{\phantom{2}48}\text{Ca}+{\phantom{A}}_{\phantom{97}}^{\phantom{249}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}97}^{\phantom{2}249}\text{Bk}\to {\phantom{A}}_{117}^{297}\text{Ts}{\phantom{A}}^{\ast }\to {\phantom{A}}_{117}^{294}\text{Ts}+3{\phantom{A}}_0^1\text{n}$

${\phantom{A}}_{\phantom{20}}^{\phantom{48}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}20}^{\phantom{2}48}\text{Ca}+{\phantom{A}}_{\phantom{97}}^{\phantom{249}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}97}^{\phantom{2}249}\text{Bk}\to {\phantom{A}}_{117}^{297}\text{Ts}{\phantom{A}}^{\ast }\to {\phantom{A}}_{117}^{293}\text{Ts}+4{\phantom{A}}_0^1\text{n}$

В результате было зафиксировано шесть ядер нового элемента — пять Шаблон:SimpleNuclide2 и одно Шаблон:SimpleNuclide2.

5 апреля 2010 года научная статья, описывающая обнаружение нового химического элемента с атомным номеромШаблон:Nbsp117, была принята для публикации в журнал Шаблон:Lang-en2.

В июне 2012 года эксперимент был повторён. Было зафиксировано пять ядер Шаблон:SimpleNuclide2.

В 2014 году существование 117-го элемента подтвердила международная группа физиков-ядерщиков, работающая в [[Институт тяжёлых ионов|Центре по изучению тяжёлых ионов им.Шаблон:NbspГельмгольца]] (Дармштадт, Германия).

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.

Его плотность ожидается в диапазоне Шаблон:Nobr, то есть несколько больше, чем плотность его гомолога астата, равная Шаблон:Nobr (вследствие того, что астат очень сильно радиоактивен, его плотность также рассчитана теоретически).

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, 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 или даже ещё меньшей — вплоть до 230 °C, что ниже температуры кипения астата, которая составляет 309 °C.

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.

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 будетШаблон:Nbsp+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 окисленияШаблон:Nbsp−1 (такие соли могут называться теннессинидами). Они смогут окисляться даже кислородом воздуха до степени окисленияШаблон:Nbsp+1 — гипотеннессинитов, аналогов гипохлоритов.

Теоретически предсказывается, что второй по распространённости степенью окисления теннессина являетсяШаблон:Nbsp+3. Степень окисленияШаблон:Nbsp+5 также возможна, но только в жёстких условиях, поскольку требует разрушения всего 7p-подуровня. Хотя все более лёгкие галогены, кроме фтора, проявляют степень окисленияШаблон:Nbsp+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 равнятьсяШаблон:Nbsp+5.

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

Ссылки

• Теннессин на Webelements
• О планах по синтезу элемента на сайте ОИЯИ
• Известия Наука: В июле появится новый химический элемент
• Радио Свобода: Цена прописки в таблице Менделеева
• Superheavy element 117 makes debut
• РИА Новости: Российские и американские физики впервые синтезировали 117-й элемент