Fleróvio

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Fleróvio,  114 Fl
Fleróvio
Pronúncia
Número de massa[289] (não confirmado: 290)
Fleróvio na tabela periódica
Hidrogênio Hélio
Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro Argônio
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo Krypton
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio Tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio índio Lata Antimônio Telúrio Iodo Xenon
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Európio Gadolínio Térbio Disprósio Hólmio Érbio Túlio Itérbio Lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio Rênio Ósmio Irídio Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Liderar Bismuto Polônio Astatine Radônio
Frâncio Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio Amerício Curium Berquélio Californium Einsteinium Férmio Mendelévio Nobélio Lourenço Rutherfordium Dúbnio Seaborgium Bohrium Hássio Meitnério Darmstádio Roentgenium Copérnico Nihonium Fleróvio Moscovium Livermório Tennessee Oganesson
Pb

Fl

(Uho)
nihoniumfleróviomoscovium
Número atômico ( Z )114
Grupogrupo 14 (grupo carbono)
Períodoperíodo 7
Quadra  p-bloco
Configuração eletrônica[ Rn ] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 2 (previsto) [3]
Elétrons por camada2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 (previsto)
Propriedades físicas
Fase em  STPlíquido (previsto) [4]
Ponto de fusão200  K (-73°C, -100°F) (previsto) [4]
Ponto de ebulição380 K (107 °C, 224 °F) (previsto) [4]
Densidade (perto  da rt )9,928 g/cm 3 (previsto) [5]
Calor da vaporização38 kJ/mol (previsto) [6]
Propriedades atômicas
Estados de oxidação(0), (+1), ( +2 ), (+4), (+6) (previsto) [3] [6] [7]
Energias de ionização
  • 1º: 832,2 kJ/mol (previsto) [8]
  • 2º: 1600 kJ/mol (previsto) [6]
  • 3º: 3370 kJ/mol (previsto) [6]
  • ( mais )
Raio atômicoempírico: 180h  ( previsto) [3] [6]
Raio covalente171–177 pm (extrapolado) [9]
Outras propriedades
Ocorrência naturalsintético
Estrutura de cristalcúbica de face (fcc)
Estrutura cristalina cúbica de face centrada para fleróvio

(previsto) [10]
Número CAS54085-16-4
História
Nomeaçãoapós o Laboratório de Reações Nucleares Flerov (nomeado em homenagem a Georgy Flyorov ) [11]
DescobertaJoint Institute for Nuclear Research (JINR) e Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) (1998)
Principais isótopos de fleróvio
Isótopo Abundância Meia-vida ( t 1/2 ) Modo de decaimento produtos
284 Fl [12] [13] sin 2,5 ms SF
285 fl [14] sin 0,10 s α 281 Cn
286 fl sin 0,12 s 40% α 282 Cn
60% FS
287 fl [15] sin 0,48 s α 283 Cn
CE? 287 Nh
288 fl sin 0,66 s α 284 Cn
289 fl sin 1,9 segundos α 285 Cn
290 Fl [16] [17] sin 19s? CE 290 Nh
α 286 Cn
 Categoria: Fleróvio
| referências

Fleróvio é um elemento químico artificial superpesado com o símbolo Fl e número atômico 114. É um elemento sintético extremamente radioativo . O elemento recebeu o nome do Laboratório Flerov de Reações Nucleares do Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna , na Rússia, onde o elemento foi descoberto em 1998. O nome do laboratório, por sua vez, homenageia o físico russo Georgy Flyorov ( Флёров em cirílico , daí a transliteração de " yo " para "e"). O nome foi adotado pela IUPAC em 30 de maio de 2012. O nome e o símbolo já haviam sido propostos para o elemento 102 ( nobelium ), mas não foram aceitos pela IUPAC na época.

Na tabela periódica dos elementos, é um elemento transactinídeo no bloco p . É um membro do 7º período e é o membro mais pesado conhecido do grupo carbono ; é também o elemento mais pesado cuja química foi investigada. Os estudos químicos iniciais realizados em 2007–2008 indicaram que o fleróvio era inesperadamente volátil para um elemento do grupo 14; [18] em resultados preliminares até parecia exibir propriedades semelhantes às dos gases nobres . [19] Resultados mais recentes mostram que a reação do fleróvio com o ouro é semelhante à do copernicium, mostrando que se trata de um elemento muito volátil que pode até ser gasoso em temperatura e pressão padrão , que apresentaria propriedades metálicas , condizentes com o fato de ser o homólogo mais pesado do chumbo , e que seria o metal menos reativo do grupo 14. A questão de saber se o fleróvio se comporta mais como um metal ou um gás nobre ainda não foi resolvida em 2022.

Cerca de 90 átomos de fleróvio foram observados: 58 foram sintetizados diretamente e o restante foi feito a partir do decaimento radioativo de elementos mais pesados. Todos esses átomos de fleróvio demonstraram ter números de massa de 284 a 290. O isótopo de fleróvio conhecido mais estável , fleróvio-289, tem uma meia-vida de cerca de 1,9 segundos, mas é possível que o não confirmado fleróvio-290 (com um nêutron extra) pode ter uma meia-vida mais longa de 19 segundos; esta seria uma das meias-vidas mais longas de qualquer isótopo de qualquer elemento nos confins da tabela periódica. Prevê-se que Flerovium esteja perto do centro da ilha de estabilidade teorizada, e espera-se que isótopos de fleróvio mais pesados, especialmente o possivelmente mágico fleróvio-298, possam ter meias-vidas ainda mais longas.

Introdução

Uma representação gráfica de uma reação de fusão nuclear
Uma representação gráfica de uma reação de fusão nuclear . Dois núcleos se fundem em um, emitindo um nêutron . Até agora, as reações que criavam novos elementos eram semelhantes, com a única diferença possível de que vários nêutrons singulares às vezes eram liberados, ou nenhum.
Vídeo externo
ícone de vídeo Visualização de fusão nuclear mal sucedida, com base em cálculos da Australian National University [20]

Os núcleos atômicos [a] mais pesados são criados em reações nucleares que combinam dois outros núcleos de tamanho desigual [b] em um; grosso modo, quanto mais desiguais os dois núcleos em termos de massa, maior a possibilidade de que os dois reajam. [26] O material feito dos núcleos mais pesados ​​é transformado em um alvo, que é então bombardeado pelo feixe de núcleos mais leves. Dois núcleos só podem se fundir em um se se aproximarem o suficiente; normalmente, os núcleos (todos carregados positivamente) se repelem devido à repulsão eletrostática . A forte interaçãopode superar essa repulsão, mas apenas a uma distância muito curta de um núcleo; os núcleos do feixe são assim muito acelerados para tornar essa repulsão insignificante em comparação com a velocidade do núcleo do feixe. [27] Aproximar-se sozinho não é suficiente para dois núcleos se fundirem: quando dois núcleos se aproximam, eles geralmente permanecem juntos por aproximadamente 10 a 20  segundos e depois se separam (não necessariamente na mesma composição de antes da reação) em vez de formam um único núcleo. [27] [28] Se a fusão ocorrer, a fusão temporária - denominada núcleo composto - é um estado excitado. Para perder sua energia de excitação e atingir um estado mais estável, um núcleo composto se divide ou ejeta um ou vários nêutrons , [c] que carregam a energia. Isso ocorre em aproximadamente 10 a 16  segundos após a colisão inicial. [29] [d]

O feixe passa pelo alvo e atinge a próxima câmara, o separador; se um novo núcleo é produzido, ele é carregado com este feixe. [32] No separador, o núcleo recém-produzido é separado de outros nuclídeos (o do feixe original e quaisquer outros produtos da reação) [e] e transferido para um detector de barreira de superfície , que pára o núcleo. A localização exata do próximo impacto no detector é marcada; também marcadas são a sua energia e a hora da chegada. [32] A transferência leva cerca de 10 a 6  segundos; para ser detectado, o núcleo deve sobreviver por tanto tempo. [35] O núcleo é registrado novamente assim que seu decaimento é registrado, e a localização, a energia, e o tempo de decaimento são medidos. [32]

A estabilidade de um núcleo é fornecida pela interação forte. No entanto, seu alcance é muito curto; à medida que os núcleos se tornam maiores, sua influência nos núcleons mais externos ( prótons e nêutrons) enfraquece. Ao mesmo tempo, o núcleo é dilacerado pela repulsão eletrostática entre os prótons, pois tem alcance ilimitado. [36] Os núcleos dos elementos mais pesados ​​são, portanto, teoricamente previstos [37] e até agora foram observados [38] decaindo principalmente através de modos de decaimento que são causados ​​por tal repulsão: decaimento alfa e fissão espontânea ; [f] esses modos são predominantes para núcleos de elementos superpesados. Os decaimentos alfa são registrados pelas partículas alfa emitidas e os produtos de decaimento são fáceis de determinar antes do decaimento real; se tal decaimento ou uma série de decaimentos consecutivos produz um núcleo conhecido, o produto original de uma reação pode ser determinado aritmeticamente. [g] A fissão espontânea, no entanto, produz vários núcleos como produtos, de modo que o nuclídeo original não pode ser determinado a partir de suas filhas. [h]

A informação disponível para os físicos que pretendem sintetizar um dos elementos mais pesados ​​é, portanto, a informação recolhida nos detectores: localização, energia e tempo de chegada de uma partícula ao detector e do seu decaimento. Os físicos analisam esses dados e procuram concluir que de fato foi causado por um novo elemento e não poderia ter sido causado por um nuclídeo diferente do alegado. Muitas vezes, os dados fornecidos são insuficientes para concluir que um novo elemento foi definitivamente criado e não há outra explicação para os efeitos observados; foram cometidos erros na interpretação dos dados. [eu]

História

Pré-descoberta

Do final da década de 1940 até o início da década de 1960, os primeiros dias da síntese de elementos transurânicos cada vez mais pesados , previa-se que, uma vez que tais elementos pesados ​​não ocorriam naturalmente, eles teriam meias-vidas cada vez mais curtas para a fissão espontânea , até que parou de existir completamente por volta do elemento 108 (agora conhecido como hassium ). O trabalho inicial na síntese dos actinídeos pareceu confirmar isso. [50] O modelo de concha nuclear , introduzido em 1949 e amplamente desenvolvido no final dos anos 1960 por William Myers e Władysław Świątecki , afirmou que os prótons e nêutronsconchas formadas dentro de um núcleo, um tanto análogas aos elétrons que formam conchas eletrônicas dentro de um átomo. Os gases nobres não são reativos por possuírem camadas eletrônicas completas; assim, foi teorizado que elementos com cascas nucleares completas – tendo os chamados números “ mágicos ” de prótons ou nêutrons – seriam estabilizados contra o decaimento radioativo . Um isótopo duplamente mágico , com números mágicos de prótons e nêutrons, seria especialmente estabilizado. Heiner Meldner calculou em 1965 que o próximo isótopo duplamente mágico após o chumbo-208 seria o fleróvio-298 com 114 prótons e 184 nêutrons, que formariam o centro de um chamado "ilha de estabilidade ". [50] [51] Esta ilha de estabilidade, supostamente variando de copernicium (elemento 112) a oganesson (118), viria após um longo "mar de instabilidade" dos elementos 101 (mendelevium) a 111 (roentgenium ), [50] e os isótopos de fleróvio nele foram especulados em 1966 como tendo meias-vidas superiores a cem milhões de anos. [52] Essas primeiras previsões fascinaram os pesquisadores e levaram à primeira tentativa de síntese de fleróvio em 1968 usando o reação 248 Cm( 40Ar, xn). Nenhum isótopo de fleróvio foi encontrado nesta reação. Acreditava-se que isso ocorresse porque o núcleo composto 288 Fl tem apenas 174 nêutrons em vez da hipótese mágica 184, e isso teria um impacto significativo na seção de choque da reação (rendimento) e nas meias-vidas dos núcleos produzidos. [53] [54] Foram necessários mais trinta anos para que os primeiros isótopos de fleróvio fossem sintetizados. [50] Trabalhos mais recentes sugerem que as ilhas locais de estabilidade em torno do hássio e do fleróvio são devidas a esses núcleos serem respectivamente deformados e oblatos , o que os torna resistentes à fissão espontânea, e que a verdadeira ilha de estabilidade para núcleos esféricos ocorre em torno do unbibio.-306 (com 122 prótons e 184 nêutrons). [55]

Descoberta

O Flerovium foi sintetizado pela primeira vez em dezembro de 1998 por uma equipe de cientistas do Joint Institute for Nuclear Research (JINR) em Dubna , na Rússia, liderado por Yuri Oganessian , que bombardeou um alvo de plutônio-244 com núcleos acelerados de cálcio-48 :

244
94
Pu
+48
20
Ca
292
114
Fl
* →290
114
Fl
+ 21
0
n

Essa reação já havia sido tentada antes, mas sem sucesso; para esta tentativa de 1998, o JINR havia atualizado todos os seus equipamentos para detectar e separar melhor os átomos produzidos e bombardear o alvo com mais intensidade. [56] Um único átomo de fleróvio, decaindo por emissão alfa com vida útil de 30,4 segundos, foi detectado. A energia de decaimento medida foi de 9,71  MeV , dando uma meia-vida esperada de 2-23 s. [57] Esta observação foi atribuída ao isótopo fleróvio-289 e foi publicada em janeiro de 1999. [57]O experimento foi repetido mais tarde, mas um isótopo com essas propriedades de decaimento nunca foi encontrado novamente e, portanto, a identidade exata dessa atividade é desconhecida. É possível que seja devido ao isômero metaestável 289m Fl, [58] [59] mas como a presença de toda uma série de isômeros de vida mais longa em sua cadeia de decaimento seria bastante duvidosa, a atribuição mais provável dessa cadeia é ao canal 2n que leva a 290 Fl e captura de elétrons a 290 Nh, o que se encaixa bem com a sistemática e as tendências dos isótopos de fleróvio e é consistente com a energia do feixe baixo que foi escolhida para esse experimento, embora uma confirmação adicional seja desejável através do síntese de 294 Lv no248 Cm( 48 Ca,2n), que decairia alfa para 290 Fl. [16] A equipe do RIKEN relatou uma possível síntese dos isótopos 294 Lv e 290 Fl em 2016 através da reação de 248 Cm( 48 Ca,2n), mas o decaimento alfa de 294 Lv foi perdido, o decaimento alfa de 290 Fl a 286 Cn foi observado em vez de captura de elétrons para 290 Nh, e a atribuição de 294 Lv em vez de 293 Lv e decaimento para um isômero de 285 Cn não era certa. [17]

Glenn T. Seaborg , um cientista do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley que esteve envolvido no trabalho para sintetizar esses elementos superpesados, disse em dezembro de 1997 que "um de seus sonhos mais duradouros e mais queridos era ver um desses elementos mágicos "; [50] ele foi informado da síntese de fleróvio por seu colega Albert Ghiorso logo após sua publicação em 1999. Ghiorso lembrou mais tarde: [60]

Eu queria que Glenn soubesse, então fui até a cabeceira dele e contei. Achei ter visto um brilho nos olhos dele, mas no dia seguinte quando fui visitá-lo ele não se lembrava de me ver. Como cientista, ele morreu quando teve aquele derrame. [60]

-Albert  Ghiorso

Seaborg morreu dois meses depois, em 25 de fevereiro de 1999. [60]

Isótopos

Lista de isótopos de fleróvio
Isótopo Meia-vida [j]
Modo de decaimento

Ano da descoberta [61]

Reação de descoberta [62]
Valor Referência
284 fl 2,5 ms [13] SF 2015 240 Pu( 48 Ca,4n)
239 Pu( 48 Ca,3n)
285 fl 0,10 s [14] α 2010 242 Pu( 48 Ca,5n)
286 fl 0,12 s [63] α, SF 2003 290 Lv(—,α)
287 fl 0,48 s [63] α, EC? 2003 244 Pu( 48 Ca,5n)
288 fl 0,66 s [63] α 2004 244 Pu( 48 Ca,4n)
289 fl 1,9 segundos [63] α 1999 244 Pu( 48 Ca,3n)
289m FL [k] 1,1 segundo [61] α 2012 293m Lv(—,α)
290 fl [k] 19 segundos [16] [17] α, EC? 1998 244 Pu( 48 Ca,2n)

Em março de 1999, a mesma equipe substituiu o alvo de 244 Pu por um de 242 Pu para produzir outros isótopos de fleróvio. Nesta reação, dois átomos de fleróvio foram produzidos, decaindo via emissão alfa com meia-vida de 5,5 s. Eles foram designados como 287 Fl. [64] Esta atividade também não foi observada novamente, e não está claro qual núcleo foi produzido. É possível que tenha sido o isômero meta-estável 287m Fl [65] ou o resultado de um ramo de captura de elétrons de 287 Fl levando a 287 Nh e 283 Rg. [15]

A descoberta agora confirmada do fleróvio foi feita em junho de 1999, quando a equipe de Dubna repetiu a primeira reação de 1998. Desta vez, dois átomos de fleróvio foram produzidos; eles alfa decaíram com meia-vida de 2,6 s, diferente do resultado de 1998. [58] Esta atividade foi inicialmente atribuída a 288 Fl por engano, devido à confusão em relação às observações anteriores que foram assumidas como provenientes de 289 Fl. Trabalhos posteriores em dezembro de 2002 finalmente permitiram uma reatribuição positiva dos átomos de junho de 1999 para 289 Fl. [65]

Em maio de 2009, o Grupo de Trabalho Conjunto (JWP) da IUPAC publicou um relatório sobre a descoberta de copernicium em que reconheceu a descoberta do isótopo 283 Cn. [66] Isso implicou a descoberta do fleróvio, a partir do reconhecimento dos dados para a síntese de 287 Fl e 291 Lv , que decaem para 283 Cn. A descoberta dos isótopos fleróvio-286 e -287 foi confirmada em janeiro de 2009 em Berkeley. Isto foi seguido pela confirmação de fleróvio-288 e -289 em julho de 2009 na Gesellschaft für Schwerionenforschung(GSI) na Alemanha. Em 2011, a IUPAC avaliou os experimentos da equipe Dubna de 1999-2007. Eles acharam os dados iniciais inconclusivos, mas aceitaram os resultados de 2004-2007 como fleróvio, e o elemento foi oficialmente reconhecido como tendo sido descoberto. [67]

Embora o método de caracterização química de uma filha tenha sido bem-sucedido nos casos de fleróvio e fígado, e a estrutura mais simples de núcleos pares e pares tenha facilitado a confirmação de oganesson (elemento 118), houve dificuldades em estabelecer a congruência das cadeias de decaimento de isótopos com prótons ímpares, nêutrons ímpares ou ambos. [68] [69] Para contornar este problema com a fusão a quente, as cadeias de decaimento das quais terminam em fissão espontânea em vez de se conectar a núcleos conhecidos como a fusão a frio permite, experimentos foram realizados em Dubna em 2015 para produzir isótopos mais leves de fleróvio no reações de 48 Ca com 239 Pu e 240 Pu, particularmente 283Fl, 284Fl e 285Fl ; o último já havia sido caracterizado na reação 242 Pu( 48 Ca,5n) 285 Fl no Lawrence Berkeley National Laboratory em 2010. O isótopo 285 Fl foi mais claramente caracterizado, enquanto o novo isótopo 284 Fl sofreu fissão espontânea imediata em vez de decaimento alfa para nuclídeos conhecidos em torno do fechamento da concha N = 162, e 283 Fl não foi encontrado. [13] Este isótopo mais leve ainda pode ser produzido na reação de fusão a frio 208 Pb( 76 Ge,n) 283Fl, [16] que a equipe do RIKEN no Japão considerou investigar: [70] [71] espera-se que essa reação tenha uma seção transversal mais alta de 200 fb do que a mínima do "recorde mundial" de 30 fb para 209 Bi( 70 Zn,n) 278 Nh, a reação que RIKEN usou para a descoberta oficial do elemento 113, agora chamado nihonium . [16] [72] [73] A equipe de Dubna repetiu sua investigação da reação de 240 Pu + 48 Ca em 2017, observando três novas cadeias de decaimento consistentes de 285Fl, uma cadeia de decaimento adicional deste nuclídeo que pode passar por alguns estados isoméricos em seus filhos, uma cadeia que pode ser atribuída a 287 Fl (provavelmente decorrente de impurezas de 242 Pu no alvo) e alguns eventos de fissão espontâneos dos quais alguns podem ser de 284 F1, embora outras interpretações, incluindo reações secundárias envolvendo a evaporação de partículas carregadas, também sejam possíveis. [14]

Nomeação

Selo da Rússia, emitido em 2013, dedicado a Georgy Flyorov e flerovium

Usando a nomenclatura de Mendeleev para elementos não nomeados e não descobertos , o fleróvio às vezes é chamado de eka -lead . Em 1979, a IUPAC publicou recomendações segundo as quais o elemento deveria ser chamado ununquadium (com o símbolo correspondente de Uuq ), [74] um nome de elemento sistemático como placeholder , até que a descoberta do elemento seja confirmada e um nome permanente seja decidido sobre. A maioria dos cientistas da área o chamou de "elemento 114", com o símbolo de E114 , (114) ou 114 . [3]

De acordo com as recomendações da IUPAC, o(s) descobridor(es) de um novo elemento tem o direito de sugerir um nome. [75] Depois que a descoberta do fleróvio e do fígado foi reconhecida pela IUPAC em 1º de junho de 2011, a IUPAC pediu à equipe de descoberta do JINR que sugerisse nomes permanentes para esses dois elementos. A equipe de Dubna escolheu nomear o elemento 114 flerovium (símbolo Fl), [76] [77] em homenagem ao Laboratório de Reações Nucleares Flerov da Rússia (FLNR), em homenagem ao físico soviético Georgy Flyorov (também escrito Flerov); relatórios anteriores afirmam que o nome do elemento foi proposto diretamente para homenagear Flyorov. [78]De acordo com a proposta recebida dos descobridores, a IUPAC nomeou oficialmente flerovium em homenagem ao Laboratório de Reações Nucleares Flerov (um nome antigo para o JINR), não em homenagem ao próprio Flyorov. [11] Flyorov é conhecido por escrever para Joseph Stalin em abril de 1942 e apontar o silêncio em revistas científicas no campo da fissão nuclear nos Estados Unidos, Grã-Bretanha e Alemanha. Flyorov deduziu que esta pesquisa deve ter se tornado informação confidencial naqueles países. O trabalho e os apelos de Flyorov levaram ao desenvolvimento do projeto de bomba atômica da própria URSS . [77] Flyorov também é conhecido pela descoberta da fissão espontâneacom Konstantin Petrzhak . A cerimônia de nomeação do fleróvio e do fígado foi realizada em 24 de outubro de 2012 em Moscou. [79]

Em uma entrevista de 2015 com Oganessian, o apresentador, em preparação para fazer uma pergunta, disse: "Você disse que sonhou em nomear [um elemento] em homenagem ao seu professor Georgy Flyorov". Sem deixar o apresentador terminar, Oganessian disse repetidamente: "Sim". [80]

Propriedades previstas

Muito poucas propriedades do fleróvio ou seus compostos foram medidas; isso se deve à sua produção extremamente limitada e cara [26] e ao fato de que se decompõe muito rapidamente. Algumas propriedades singulares foram medidas, mas na maioria das vezes, as propriedades do fleróvio permanecem desconhecidas e apenas previsões estão disponíveis.

Estabilidade nuclear e isótopos

Regiões de núcleos de formas diferentes, conforme previsto pelo modelo de bósons interativos [55]

A base física da periodicidade química que governa a tabela periódica são os fechamentos das camadas eletrônicas em cada gás nobre ( números atômicos 2 , 10 , 18 , 36 , 54 , 86 e 118 ): como quaisquer elétrons adicionais devem entrar em uma nova camada com maior energia, as configurações eletrônicas de camada fechada são marcadamente mais estáveis, levando à relativa inércia dos gases nobres. [81]Uma vez que prótons e nêutrons também são conhecidos por se organizarem em camadas nucleares fechadas, o mesmo efeito acontece nos fechamentos de camadas de nucleon, que acontecem em números de nucleon específicos, muitas vezes apelidados de "números mágicos". Os números mágicos conhecidos são 2, 8, 20, 28, 50 e 82 para prótons e nêutrons, e adicionalmente 126 para nêutrons. [81] Nucleões com números mágicos de prótons e nêutrons , como hélio-4 , oxigênio-16 , cálcio-48 e chumbo-208, são chamados de "duplamente mágicos" e são muito estáveis ​​contra o decaimento. Esta propriedade de maior estabilidade nuclear é muito importante para elementos superpesados : sem qualquer estabilização, suas meias-vidas seriam esperadas por extrapolação exponencial na faixa denanosegundos (10 -9  s) quando o elemento 110 (darmstádio) é alcançado, devido às forças eletrostáticas repulsivas cada vez maiores entre os prótons carregados positivamente que superam a força nuclear forte de alcance limitado que mantém o núcleo unido. Acredita-se que as próximas conchas fechadas de nucleon e, portanto, os números mágicos denotam o centro da ilha de estabilidade há muito procurada, onde as meias-vidas do decaimento alfa e da fissão espontânea se alongam novamente. [81]

Orbitais com alto número quântico azimutal são elevados em energia, eliminando o que de outra forma seria uma lacuna na energia orbital correspondente a uma camada de prótons fechada no elemento 114. Isso eleva a próxima camada de prótons para a região ao redor do elemento 120 . [55]

Inicialmente, por analogia com o número mágico de nêutrons 126, a próxima camada de prótons também deveria ocorrer no elemento 126 , muito longe das capacidades de síntese de meados do século 20 para obter muita atenção teórica. Em 1966, novos valores para a interação potencial e spin-órbita nesta região da tabela periódica [82] contradiziam isso e previam que a próxima camada de prótons ocorreria no elemento 114, [81] e que os nuclídeos nesta região seriam tão estável contra a fissão espontânea quanto muitos núcleos pesados, como chumbo-208. [81] As conchas de nêutrons fechadas esperadas nesta região estavam no número de nêutrons 184 ou 196, fazendo assim 298 Fl e 310Fl candidatos a serem duplamente mágicos. [81] As estimativas de 1972 previam uma meia-vida de cerca de um ano para 298 Fl, que se esperava estar perto de uma grande ilha de estabilidade com a meia-vida mais longa em 294 Ds (10 10  anos, comparável à de 232 Th ) . [81] Após a síntese dos primeiros isótopos dos elementos 112 a 118 na virada do século 21, descobriu-se que os isótopos deficientes em nêutrons sintetizados foram estabilizados contra a fissão. Em 2008 levantou-se assim a hipótese de que a estabilização contra a fissão destes nuclídeos se devia ao facto de serem núcleos oblatos , e que uma região de núcleos oblatos estava centrada em288 fl. Além disso, novos modelos teóricos mostraram que a diferença de energia esperada entre os orbitais de prótons 2f 7/2 (preenchidos no elemento 114) e 2f 5/2 (preenchidos no elemento 120 ) era menor do que o esperado, de modo que o elemento 114 não parecia mais ser uma casca nuclear fechada esférica estável. Espera-se agora que o próximo núcleo duplamente mágico esteja em torno de 306 Ubb, mas a baixa meia-vida esperada e a seção transversal de baixa produção desse nuclídeo tornam sua síntese desafiadora. [55] No entanto, espera-se que a ilha de estabilidade ainda exista nesta região da tabela periódica, e mais próximo do seu centro (que ainda não foi suficientemente aproximado) alguns nuclídeos, como291 Mc e suas filhas de decaimento alfa e beta , [l] podem decair por emissão de pósitrons ou captura de elétrons e, assim, se movem para o centro da ilha. [72] Devido às esperadas altas barreiras de fissão, qualquer núcleo dentro desta ilha de estabilidade decai exclusivamente por decaimento alfa e talvez por alguma captura de elétrons e decaimento beta , [81] ambos aproximando os núcleos da linha de estabilidade beta onde o espera-se que a ilha seja. A captura de elétrons é necessária para alcançar a ilha, o que é problemático porque não é certo que a captura de elétrons se torne um modo de decaimento importante nesta região dográfico de nuclídeos . [72]

Vários experimentos foram realizados entre 2000 e 2004 no Laboratório Flerov de Reações Nucleares em Dubna estudando as características de fissão do núcleo composto 292 Fl bombardeando um alvo de plutônio-244 com íons de cálcio-48 acelerados. [83] Um núcleo composto é uma combinação frouxa de nucleons que ainda não se organizaram em camadas nucleares. Ele não tem estrutura interna e é mantido unido apenas pelas forças de colisão entre o alvo e os núcleos do projétil. [84] [m] Os resultados revelaram como núcleos como esta fissão predominantemente expelindo fragmentos duplamente mágicos ou quase duplamente mágicos, como cálcio-40 , estanho-132 , chumbo-208 oubismuto-209 . Verificou-se também que o rendimento para a via fusão-fissão foi semelhante entre projéteis de cálcio-48 e ferro-58 , indicando um possível uso futuro de projéteis de ferro-58 na formação de elementos superpesados. [83] Também foi sugerido que um isótopo de fleróvio rico em nêutrons pode ser formado pela quasifissão (fusão parcial seguida de fissão) de um núcleo maciço. [85] Recentemente, foi demonstrado que as reações de transferência multinucleon em colisões de núcleos de actinídeos (como urânio e cúrio ) podem ser usadas para sintetizar os núcleos superpesados ​​ricos em nêutrons localizados na ilha de estabilidade, [85] embora a produção rico em nêutronsnúcleos de nobélio ou seaborgium é mais provável. [72]

A estimativa teórica das meias-vidas de decaimento alfa dos isótopos do fleróvio suporta os dados experimentais. [86] [87] Prevê-se que o isótopo 298 Fl sobrevivente da fissão , há muito tempo duplamente mágico, tenha uma meia-vida de decaimento alfa em torno de 17 dias. [88] [89] A síntese direta do núcleo 298 Fl por uma via de fusão-evaporação é atualmente impossível, uma vez que nenhuma combinação conhecida de alvo e projétil estável pode fornecer 184 nêutrons no núcleo composto e projéteis radioativos, como cálcio-50 ( meia-vida quatorze segundos) ainda não pode ser usado na quantidade e intensidade necessárias. [85]Atualmente, uma possibilidade para a síntese dos esperados núcleos de vida longa de copernicium ( 291 Cn e 293 Cn) e fleróvio perto do meio da ilha inclui o uso de alvos ainda mais pesados, como cúrio-250 , berquélio-249 , califórnio-251 , e einstênio-254 , que quando fundido com cálcio-48 produziria núcleos como 291 Mc e 291 Fl (como produtos de decaimento de 299 Uue, 295 Ts e 295Lv), com nêutrons suficientes para o decaimento alfa para nuclídeos próximos o suficiente do centro da ilha para possivelmente sofrer captura de elétrons e mover-se para o centro, embora as seções de choque sejam pequenas e pouco se sabe ainda sobre as propriedades de decaimento do superpesado nuclídeos próximos à linha de estabilidade beta. Esta pode ser a melhor esperança atualmente para sintetizar núcleos na ilha de estabilidade, mas é especulativa e pode ou não funcionar na prática. [72] Outra possibilidade é usar explosões nucleares controladas para atingir o alto fluxo de nêutrons necessário para criar quantidades macroscópicas de tais isótopos. [72] Isso imitaria o processo rem que os actinídeos foram produzidos pela primeira vez na natureza e a lacuna de instabilidade após o polônio contornado, pois contornaria as lacunas de instabilidade em 258-260 Fm e no número de massa 275 (números atômicos 104 a 108). [72] Alguns desses isótopos (especialmente 291 Cn e 293 Cn) podem até ter sido sintetizados na natureza, mas teriam decaído muito rapidamente (com meias-vidas de apenas milhares de anos) e seriam produzidos em quantidades muito pequenas. cerca de 10-12 a abundância de chumbo) para ser detectável como nuclídeos primordiais hoje fora dos raios cósmicos . [72]

Atômica e física

Fleróvio é um membro do grupo 14 na tabela periódica , abaixo de carbono , silício , germânio , estanho e chumbo. Cada elemento anterior do grupo 14 tem quatro elétrons em sua camada de valência, formando uma configuração eletrônica de valência de ns 2 np 2 . No caso do fleróvio, a tendência será continuada e a configuração eletrônica de valência está prevista para ser 7s 2 7p 2 ; [3] o fleróvio se comportará de maneira semelhante aos seus congêneres mais leves em muitos aspectos. É provável que surjam diferenças; um efeito que contribui em grande parte é a interação spin-órbita (SO)—a interação mútua entre o movimento e o spin dos elétrons . É especialmente forte para os elementos superpesados, porque seus elétrons se movem mais rápido do que em átomos mais leves, em velocidades comparáveis ​​à velocidade da luz . [90] Em relação aos átomos de fleróvio, ele diminui os níveis de energia do elétron 7s e 7p (estabilizando os elétrons correspondentes), mas dois dos níveis de energia do elétron 7p são estabilizados mais do que os outros quatro. [91] A estabilização dos elétrons 7s é chamada de efeito de par inerte , e o efeito de "rasgar" a subcamada 7p nas partes mais estabilizadas e menos estabilizadas é chamado de divisão da subcamada. Os químicos da computação veem a divisão como uma mudança do segundo (azimutal ) número quântico l de 1 a 12 e 32 para as partes mais estabilizadas e menos estabilizadas do subnível 7p, respectivamente. [92] [n] Para muitos propósitos teóricos, a configuração eletrônica de valência pode ser representada para refletir a divisão da subcamada 7p como 7s2
19h2
1/2
. [3] Esses efeitos fazem com que a química do fleróvio seja um pouco diferente daquela de seus vizinhos mais leves.

Devido à divisão spin-órbita da subcamada 7p ser muito grande no fleróvio, e o fato de que ambos os orbitais preenchidos do fleróvio na sétima camada são estabilizados relativisticamente, a configuração eletrônica de valência do fleróvio pode ser considerada como tendo uma camada completamente preenchida. Sua primeira energia de ionização de 8,539  eV (823,9  kJ/mol ) deve ser a segunda mais alta no grupo 14. [3] Os níveis de elétrons 6d também são desestabilizados, levando a algumas especulações iniciais de que eles podem ser quimicamente ativos, embora trabalhos mais recentes sugiram que isso é improvável. [81] Como essa primeira energia de ionização é maior que a do silício e do germânio, embora ainda inferior à do carbono , foi sugerido que o fleróvio poderia ser classificado como um metalóide . [93]

A configuração eletrônica de camada fechada do fleróvio resulta na ligação metálica no fleróvio metálico sendo mais fraca do que nos elementos anteriores e seguintes; assim, espera-se que o fleróvio tenha um ponto de ebulição baixo , [3] e recentemente foi sugerido que seja possivelmente um metal gasoso, semelhante às previsões para o copernicium, que também tem uma configuração eletrônica de camada fechada. [55] Os pontos de fusão e ebulição do fleróvio foram previstos na década de 1970 em cerca de 70°C e 150°C, [3]significativamente inferiores aos valores para os elementos mais leves do grupo 14 (os de chumbo são 327 °C e 1749 °C, respectivamente), e continuando a tendência de diminuição dos pontos de ebulição no grupo. Embora estudos anteriores previssem um ponto de ebulição de ~ 1000 ° C ou 2840 ° C, [81] isso agora é considerado improvável devido à fraca ligação metálica esperada no fleróvio e que as tendências do grupo esperariam que o fleróvio tivesse uma baixa entalpia de sublimação. [3] Cálculos preliminares recentes preveem que o fleróvio deve ter um ponto de fusão de -73 °C (inferior ao mercúrio a -39 °C e copernicium, previsto 10±11 °C) e um ponto de ebulição de 107 °C, o que faria é um metal líquido. [4] Como mercúrio , radônio ecopernicium , mas não chumbo e oganesson (eka-radon), fleróvio é calculado para não ter afinidade eletrônica . [94]

Espera-se que o Flerovium cristalize na estrutura cristalina cúbica de face centrada como a de seu chumbo congênere mais leve, [10] embora cálculos anteriores previssem uma estrutura cristalina hexagonal compacta devido aos efeitos de acoplamento spin-órbita. Esses cálculos anteriores também previam uma densidade de 9,928 g/cm 3 , embora isso tenha sido observado como provavelmente um pouco baixo demais. [5] Espera-se que o elétron do íon fleróvio semelhante ao hidrogênio (oxidado de modo que tenha apenas um elétron, Fl 113+ ) se mova tão rápido que tenha uma massa 1,79 vezes maior que a de um elétron estacionário, devido a efeitos relativísticos. Para comparação, espera-se que os números para chumbo e estanho semelhantes a hidrogênio sejam de 1,25 e 1,073, respectivamente. [95] Flerovium formaria ligações metal-metal mais fracas do que o chumbo e seria menos adsorvido nas superfícies. [95]

Química

Fleróvio é o membro mais pesado conhecido do grupo 14 na tabela periódica, abaixo do chumbo, e é projetado para ser o segundo membro da série 7p de elementos químicos. Espera-se que o nihonium e o fleróvio formem um subperíodo muito curto correspondente ao preenchimento do orbital 7p 1/2 , ficando entre o preenchimento das subcamadas 6d 5/2 e 7p 3/2 . Espera-se que seu comportamento químico seja muito distinto: a homologia do nihonium com o tálio foi chamada de "duvidosa" por químicos computacionais, enquanto a do fleróvio com o chumbo foi chamada apenas de "formal". [96]

Os primeiros cinco membros do grupo 14 mostram o estado de oxidação do grupo de +4 e os últimos membros têm uma química +2 cada vez mais proeminente devido ao início do efeito do par inerte. O estanho representa o ponto em que a estabilidade dos estados +2 e +4 são semelhantes, e o chumbo(II) é o mais estável de todos os elementos do grupo 14 quimicamente bem compreendidos no estado de oxidação +2. [3] Os orbitais 7s são altamente estabilizados no fleróvio e, portanto, uma hibridização muito grande do orbital sp 3 é necessária para atingir o estado de oxidação +4, portanto, espera-se que o fleróvio seja ainda mais estável do que o chumbo em seu estado de oxidação +2 fortemente predominante e seu estado de oxidação +4 deve ser altamente instável. [3] Por exemplo, dióxido de fleróvio (FlO 2) é altamente instável à decomposição em seus elementos constituintes (e não seria formado a partir da reação direta de fleróvio com oxigênio), [3] [97] e flerovano (FlH 4 ), que deve ter comprimentos de ligação Fl-H de 1.787  Å , [7] é previsto para ser mais termodinamicamente instável do que plumbane , decompondo-se espontaneamente em hidreto de fleróvio (II) (FlH 2 ) e gás hidrogênio. [98] Tetrafluoreto de Flerovium (FlF 4 ) [99] teria ligação principalmente devido a hibridizações sd em vez de hibridizações sp 3 , [81]e sua decomposição no gás difluoreto e flúor seria exotérmica. [7] Os outros tetrahaletos (por exemplo, FlCl 4 é desestabilizado em cerca de 400 kJ/mol) se decompõem de forma semelhante. [7] O ânion de polifluoreto correspondente FlF2-6
_
deve ser instável à hidrólise em solução aquosa, e ânions polihaleto de fleróvio(II), como FlBr-
3
e FlI-
3
Prevê-se que se forme preferencialmente em soluções contendo fleróvio. [3] As hibridações sd foram sugeridas em cálculos iniciais, pois os elétrons 7s e 6d no fleróvio compartilham aproximadamente a mesma energia, o que permitiria a formação de um hexafluoreto volátil , mas cálculos posteriores não confirmam essa possibilidade. [81] Em geral, a contração spin-órbita do orbital 7p 1/2 deve levar a comprimentos de ligação menores e ângulos de ligação maiores: isso foi teoricamente confirmado em FlH 2 . [7] No entanto, mesmo FlH 2 deve ser relativisticamente desestabilizado por 2,6 eV abaixo de Fl+H 2; os grandes efeitos spin-órbita também quebram a divisão singleto-tripleto usual no grupo 14 dihidretos. Prevê-se que FlF 2 e FlCl 2 sejam mais estáveis ​​que FlH 2 . [100]

Devido à estabilização relativista dos 7s 2 7p do fleróvio2
1/2
configuração eletrônica de valência, o estado de oxidação 0 também deve ser mais estável para fleróvio do que para chumbo, pois os elétrons 7p 1/2 começam a exibir também um leve efeito de par inerte: [3] essa estabilização do estado neutro pode trazer algumas semelhanças entre o comportamento do fleróvio e do gás nobre radônio . [19] Devido à inércia relativa esperada do fleróvio, seus compostos diatômicos FlH e FlF devem ter energias de dissociação mais baixas do que os compostos principais correspondentes PbH e PbF. [7] Flerovium(IV) deve ser ainda mais eletronegativo que chumbo(IV); [99]lead(IV) tem eletronegatividade de 2,33 na escala de Pauling, embora o valor de lead(II) seja de apenas 1,87. Espera-se que o Flerovium seja um metal nobre . [3]

Fleróvio(II) deve ser mais estável que chumbo(II), e íons polihaletos e compostos dos tipos FlX + , FlX 2 , FlX-
3
, e FlX2-4
_
(X = Cl , Br , I ) se formam prontamente. Os fluoretos sofreriam forte hidrólise em solução aquosa. [3] Espera-se que todos os di-haletos de fleróvio sejam estáveis, [3] sendo o difluoreto solúvel em água. [101] Os efeitos spin-órbita desestabilizariam o dihidreto de fleróvio (FlH 2 ) em quase 2,6 eV (250 kJ/mol). [97] Em solução, o fleróvio também formaria o oxiânion flerovita ( FlO2-2
_
) em solução aquosa, análogo ao plumbite . Sulfato de fleróvio(II) (FlSO 4 ) e sulfeto (FlS) devem ser muito insolúveis em água, e acetato de fleróvio(II) (FlC 2 H 3 O 2 ) e nitrato (Fl(NO 3 ) 2 ) devem ser bastante solúvel. [81] O potencial de eletrodo padrão para a redução de íons Fl 2+ a fleróvio metálico é estimado em torno de +0,9 V, confirmando a maior estabilidade do fleróvio no estado neutro. [3] Em geral, devido à estabilização relativista do 7p 1/2spinor, espera-se que Fl 2+ tenha propriedades intermediárias entre as de Hg 2+ ou Cd 2+ e seu congênere mais leve Pb 2+ . [3]

Química Experimental

Flerovium é atualmente o elemento mais pesado a ter sua química investigada experimentalmente, embora as investigações químicas até agora não tenham levado a um resultado conclusivo. Dois experimentos foram realizados em abril-maio ​​de 2007 em uma colaboração conjunta FLNR- PSI com o objetivo de estudar a química do copernicium. O primeiro experimento envolveu a reação 242 Pu( 48 Ca,3n) 287 Fl e o segundo a reação 244 Pu( 48 Ca,4n) 288 Fl: essas reações produzem isótopos de fleróvio de curta duração cujas filhas de copernicium seriam então estudadas. [102]As propriedades de adsorção dos átomos resultantes em uma superfície de ouro foram comparadas com as do radônio, pois era esperado que a configuração eletrônica de camada completa do copernicium levasse a um comportamento semelhante ao de gás nobre. [102] Os gases nobres interagem muito fracamente com as superfícies metálicas, o que não é característico dos metais. [102]

O primeiro experimento permitiu a detecção de três átomos de 283 Cn, mas também aparentemente detectou 1 átomo de 287 Fl. Este resultado foi uma surpresa dado que o tempo de transporte dos átomos do produto é ~2 s, então os átomos de fleróvio produzidos deveriam ter decaído para copernicium antes da adsorção. Na segunda reação, 2 átomos de 288 Fl e possivelmente 1 átomo de 289Fl foram detectados. Dois dos três átomos apresentaram características de adsorção associadas a um elemento volátil semelhante a um gás nobre, o que foi sugerido, mas não é previsto por cálculos mais recentes. Esses experimentos forneceram confirmação independente para a descoberta de copernicium, flerovium e livermorium por meio de comparação com dados de decaimento publicados. Outros experimentos em 2008 para confirmar este importante resultado detectaram um único átomo de 289 Fl e apoiaram dados anteriores mostrando fleróvio tendo uma interação semelhante a um gás nobre com o ouro. [102]

O suporte experimental para um fleróvio tipo gás nobre logo enfraqueceu. Em 2009 e 2010, a colaboração FLNR-PSI sintetizou mais átomos de fleróvio para acompanhar seus estudos de 2007 e 2008. Em particular, os três primeiros átomos de fleróvio sintetizados no estudo de 2010 sugeriram novamente um caráter de gás nobre, mas o conjunto completo resultou em uma interpretação mais ambígua, incomum para um metal do grupo carbono, mas não totalmente como um nobre. gás em caráter. [103] Em seu artigo, os cientistas se abstiveram de chamar as propriedades químicas do fleróvio "próximas às dos gases nobres", como já havia sido feito no estudo de 2008. [103]A volatilidade do fleróvio foi novamente medida através de interações com uma superfície de ouro, e forneceu indicações de que a volatilidade do fleróvio era comparável à do mercúrio, astato e o copernicium investigado simultaneamente, que havia se mostrado no estudo um metal nobre muito volátil, em conformidade com o fato de ser o elemento do grupo 12 mais pesado conhecido. [103] No entanto, foi apontado que esse comportamento volátil não era esperado para um metal usual do grupo 14. [103]

Em experimentos ainda posteriores de 2012 no GSI, as propriedades químicas do fleróvio foram mais metálicas do que as do gás nobre. Jens Volker Kratz e Christoph Düllmann nomearam especificamente o copernicium e o fleróvio como pertencentes a uma nova categoria de "metais voláteis"; Kratz até especulou que eles poderiam ser gasosos em temperatura e pressão padrão . [55] [104] Esperava-se que esses "metais voláteis", como categoria, estivessem entre metais normais e gases nobres em termos de propriedades de adsorção. [55] Ao contrário dos resultados de 2009 e 2010, foi demonstrado nos experimentos de 2012 que as interações de fleróvio e copernicium respectivamente com ouro eram aproximadamente iguais. [105]Outros estudos mostraram que o fleróvio era mais reativo que o copernicium, em contradição com experimentos e previsões anteriores. [55]

Em um artigo de 2014 detalhando os resultados experimentais da caracterização química do fleróvio, o grupo GSI escreveu: "[fleróvio] é o elemento menos reativo do grupo, mas ainda é um metal". [106]No entanto, em uma conferência de 2016 sobre a química e física de elementos pesados ​​e superpesados, Alexander Yakushev e Robert Eichler, dois cientistas que estiveram ativos no GSI e FLNR na determinação da química do fleróvio, ainda pediram cautela com base nas inconsistências dos vários experimentos listados anteriormente, observando que a questão se o fleróvio era um metal ou um gás nobre ainda estava em aberto com as evidências disponíveis: um estudo sugeriu uma interação fraca do tipo gás nobre entre fleróvio e ouro, enquanto o outro sugeriu uma interação metálica mais forte . No mesmo ano, novos experimentos com o objetivo de sondar a química do copernicium e fleróvio foram realizados nas instalações TASCA da GSI, e os dados desses experimentos estão sendo analisados. Como tal,[107] O isótopo de fleróvio de vida mais longa 289 Fl foi considerado de interesse para futuros estudos radioquímicos. [108]

Veja também

Notas

  1. Na física nuclear , um elemento é chamado de pesado se seu número atômico for alto; o chumbo (elemento 82) é um exemplo de um elemento tão pesado. O termo "elementos superpesados" normalmente se refere a elementos com número atômico maior que 103 (embora existam outras definições, como número atômico maior que 100 [21] ou 112 ; [22] às vezes, o termo é apresentado como equivalente ao termo "transactinida", que coloca um limite superior antes do início da hipotética série de superactinídeos ). [23]Os termos "isótopos pesados" (de um dado elemento) e "núcleos pesados" significam o que pode ser entendido na linguagem comum — isótopos de alta massa (para o elemento dado) e núcleos de alta massa, respectivamente.
  2. Em 2009, uma equipe do JINR liderada por Oganessian publicou resultados de sua tentativa de criar hássio em uma reaçãosimétrica de 136 Xe +  136 Xe. Eles não conseguiram observar um único átomo em tal reação, colocando o limite superior na seção de choque, a medida de probabilidade de uma reação nuclear, como 2,5  pb . [24] Em comparação, a reação que resultou na descoberta do hássio, 208 Pb + 58 Fe, teve uma seção transversal de ~20 pb (mais especificamente, 19+19
    −11
     pb), conforme estimado pelos descobridores. [25]
  3. ^ Quanto maior a energia de excitação, mais nêutrons são ejetados. Se a energia de excitação for menor que a energia que liga cada nêutron ao resto do núcleo, os nêutrons não são emitidos; em vez disso, o núcleo composto é desexcitado emitindo um raio gama . [29]
  4. A definição do Grupo de Trabalho Conjunto IUPAC/IUPAP afirma que um elemento químico só pode ser reconhecido como descoberto se um núcleo dele não decair em 10 a 14 segundos. Esse valor foi escolhido como uma estimativa de quanto tempo leva para um núcleo adquirir seus elétrons externos e, assim, exibir suas propriedades químicas. [30] Esta figura também marca o limite superior geralmente aceito para o tempo de vida de um núcleo composto. [31]
  5. ^ Esta separação é baseada no fato de que os núcleos resultantes se movem além do alvo mais lentamente do que os núcleos do feixe que não reagiram. O separador contém campos elétricos e magnéticos cujos efeitos sobre uma partícula em movimento se cancelam para uma velocidade específica de uma partícula. [33] Essa separação também pode ser auxiliada por uma medição de tempo de voo e uma medição de energia de recuo; uma combinação dos dois pode permitir estimar a massa de um núcleo. [34]
  6. ^ Nem todos os modos de decaimento são causados ​​por repulsão eletrostática. Por exemplo, o decaimento beta é causado pela interação fraca . [39]
  7. Como a massa de um núcleo não é medida diretamente, mas sim calculada a partir da massa de outro núcleo, essa medida é chamada de indireta. Medições diretas também são possíveis, mas na maioria das vezes elas permanecem indisponíveis para núcleos mais pesados. [40] A primeira medição direta da massa de um núcleo superpesado foi relatada em 2018 no LBNL. [41] A massa foi determinada a partir da localização de um núcleo após a transferência (a localização ajuda a determinar sua trajetória, que está ligada à razão massa-carga do núcleo, já que a transferência foi feita na presença de um ímã). [42]
  8. A fissão espontânea foi descoberta pelo físico soviético Georgy Flerov , [43] um cientista líder do JINR, e assim foi um "cavalo de pau" para a instalação. [44] Em contraste, os cientistas da LBL acreditavam que a informação da fissão não era suficiente para uma afirmação de síntese de um elemento. Eles acreditavam que a fissão espontânea não havia sido estudada o suficiente para usá-la na identificação de um novo elemento, pois havia dificuldade em estabelecer que um núcleo composto tivesse apenas ejetado nêutrons e não partículas carregadas como prótons ou partículas alfa. [31] Eles assim preferiram ligar novos isótopos aos já conhecidos por sucessivos decaimentos alfa. [43]
  9. Por exemplo, o elemento 102 foi erroneamente identificado em 1957 no Instituto Nobel de Física em Estocolmo , Condado de Estocolmo , Suécia . [45] Não houve reivindicações definitivas anteriores da criação deste elemento, e o elemento recebeu um nome por seus descobridores suecos, americanos e britânicos, nobelium . Mais tarde foi mostrado que a identificação estava incorreta. [46] No ano seguinte, o LBNL não conseguiu reproduzir os resultados suecos e anunciou sua síntese do elemento; essa afirmação também foi refutada mais tarde. [46] JINR insistiu que eles foram os primeiros a criar o elemento e sugeriu um nome próprio para o novo elemento,joliotium ; [47] o nome soviético também não foi aceito (JINR mais tarde se referiu à nomeação do elemento 102 como "apressado"). [48] O nome "nobélio" permaneceu inalterado devido ao seu uso generalizado. [49]
  10. ^ Fontes diferentes dão valores diferentes para meias-vidas; os valores publicados mais recentemente são listados.
  11. ^ a b Este isótopo não está confirmado
  12. Especificamente, 291 Mc, 291 Fl, 291 Nh, 287 Nh, 287 Cn, 287 Rg, 283 Rg e 283 Ds, que devem decair para os núcleos de vida relativamente mais longa 283 Mt, 287 Ds e 291 Cn. [72]
  13. Estima-se que são necessários cerca de 10 -14  s para os nucleons se organizarem em camadas nucleares, ponto em que o núcleo composto se torna um nuclídeo , e esse número é usado pela IUPAC como a meia-vida mínima que um isótopo reivindicado deve ter ser reconhecido como um nuclídeo. [84]
  14. ^ O número quântico corresponde à letra no nome do orbital do elétron: 0 a s, 1 a p, 2 a d, etc. Veja número quântico azimutal para mais informações.

Referências

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