Seaborgium

Seaborgium
106 Sg
W ↑ Sg ↓ (UPO) Tableau périodique dubnium ← → seaborgium bohrium
Apparence
inconnu
Propriétés générales
Nom, symbole, nombre	seaborgium, Sg, 106
Prononciation	/ s Je b ɔr ɡ Je ə m / voir- BOR -gee-əm
Élément Catégorie	métal de transition
Groupe, période, bloc	6, 7, ré
Poids atomique standard	[269]
Configuration électronique	[ Rn ] 5f 14 6d 4 7s 2 (Prévue) 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2 (Prévue)
Histoire
Découverte	Lawrence Berkeley National Laboratory (1974)
Propriétés physiques
Phase	solide (prévue)
Densité (à proximité rt)	35 (prévue) g · cm -3
Propriétés atomiques
États d'oxydation	6, 5, 4, 3 (États d'oxydation ne en gras sont connus expérimentalement)
énergies d'ionisation ( plus)	1er: 757,4 (estimation) kJ · mol -1
	2ème: 1732,9 (estimation) kJ · mol -1
	3ème: 2483,5 (estimation) kJ · mol -1
Rayon atomique	132 (prévue) h
Rayon covalente	143 (estimation) h
Miscellanées
Numéro de registre CAS	54038-81-2
La plupart des isotopes stables
Article détaillé: Isotopes de seaborgium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 271 Sg syn 1,9 min 67% α 8,54 267 Rf 33% SF 269 Sg syn 2,1 min α 8,56 265 Rf 267 Sg syn 1,4 min 17% α 8,20 263 Rf 83% SF 265m Sg syn 16,2 s α 8,70 261m Rf 265 Sg syn 8,9 s α 8,90, 8,84, 8,76 261 Rf seulement isotopes avec des demi-vies plus de 5 secondes sont inclus ici

Seaborgium est un synthétique élément chimique avec le symbole Sg et de numéro atomique 106, dont la plus stable isotope ²⁷¹ Sg a une demi-vie de 1,9 minutes. Un nouvel isotope ²⁶⁹ Sg a une demi-vie potentiellement légèrement plus long (environ 2,1 min) basée sur l'observation d'une seule carie. expériences de chimie avec seaborgium ont fermement placé dans le groupe 6 en plus lourd homologue de tungstène .

Histoire

Découverte

Les scientifiques qui travaillent à la Institut unifié de recherches nucléaires dans Dubna, URSS rapporté leur découverte de l'élément 106 en Juin 1974. La synthèse a été également signalé en Septembre 1974, à l'accélérateur de Super HILAC au Lawrence Berkeley Laboratory par un Lawrence Berkeley / collaboration conjointe Lawrence Livermore dirigé par Albert Ghiorso et E. Kenneth Hulet. Ils ont produit le nouveau nucléide ²⁶³ Sg en bombardant une cible de ²⁴⁹ Cf avec ¹⁸ O ions. Ce radionucléide se désintègre par émission α avec une demi-vie de 0,9 ± 0,2 sec.

Appellation

La collaboration Berkeley / Livermore a suggéré le nom seaborgium (Sg) pour honorer le chimiste américain Glenn T. Seaborg crédité en tant que membre du groupe américain en reconnaissance de sa participation à la découverte de plusieurs autres actinides. Le nom choisi par l'équipe est devenue controversée. Le UICPA adopté unnilhexium (symbole Unh) comme temporaire, Dénomination systématique. En 1994, un comité de l'UICPA recommandé cet élément 106 être nommé rutherfordium et a adopté une règle selon laquelle aucun élément ne peut être nommé d'après une personne vivante. Cette décision a été farouchement opposé à par le American Chemical Society. Les critiques ont souligné qu'un précédent avait été mis dans la nomination des einsteinium cours Albert Einstein vie »et une enquête ont indiqué que les chimistes ne étaient pas préoccupés par le fait que Seaborg était encore en vie. En 1997, dans le cadre d'un compromis impliquant des éléments 104 à 108, le nom de l'élément 106 seaborgium a été reconnu à l'échelle internationale.

Propriétés chimiques

Propriétés extrapolées

États d'oxydation

Seaborgium devrait être le troisième membre de la série 6d des métaux de transition et l'élément le plus lourd du groupe 6 du tableau périodique, ci-dessous le chrome , le molybdène et le tungstène . Tous les membres du groupe décrivent facilement leur état de six d'oxydation de groupe et l'état devient plus stable que le groupe est descendu. Ainsi devrait seaborgium pour former un 6 état stable. Pour ce groupe, stables 5 et 4 Etats sont bien représentées pour les membres plus lourds et l'état 3 est connu mais la réduction, sauf pour le chrome (III).

Chimie

Une grande partie seaborgium comportement chimique est prédite par extrapolation à partir de sa congénères plus légers molybdène et le tungstène. Molybdène et le tungstène forment facilement trioxydes stables MO _3, de sorte seaborgium devraient former SGO _3. Les oxydes MO ₃ sont solubles dans un alcali avec formation d'oxyanions, de sorte seaborgium doivent former un ion seaborgate, SGO ₄ ^2-. En outre, WO ₃ réagit avec l'acide, suggérant amphotère similaire pour SGO _3. oxyde de molybdène, MoO _3, réagit également avec l'humidité pour former un MoO d'hydroxyde ₂ (OH) _2, donc SGO ₂ (OH) ₂ est également possible. Les homologues plus lourds forment facilement les réactifs volatils, hexahalides MX ₆ (X = Cl, F). Seul le tungstène formes hexabromide instable, WBr _6. Par conséquent, les composés SGF ₆ et SgCl ₆ sont prévus, et le "caractère eka-tungstène" peut se montrer dans une stabilité accrue de la hexabromide, SGBR _6. Ces halogénures sont instables à l'oxygène et à l'humidité et forment facilement oxyhalogénures volatils, MOX MO ₄ et ₂ X _2. Par conséquent SgOX ₄ (X = F, Cl) et SGO ₂ X ₂ (X = F, Cl) devrait être possible. En solution aqueuse, une variété de oxyfluoro-complexes anioniques sont formés avec des ions fluorure, par exemple le ₅ MOF ^- et MO _{3 3} F ^3. Complexes seaborgium similaires sont attendus.

Chimie expérimentale

en phase gazeuse

Les premières expériences visant à sonder la chimie de seaborgium concentrés sur la thermochromatography de gaz d'un oxychlorure volatile. atomes de seaborgium ont été produites dans la réaction ²⁴⁸ cm ⁽²² Ne, 4n) ²⁶⁶ Sg, thermalisés, et mis à réagir avec un O ₂ / HCl mélange. Les propriétés d'adsorption de l'oxychlorure obtenu ont été mesurées et comparées à celles des composés de molybdène et de tungstène. Les résultats indiquent que seaborgium formé un oxychlorure volatile semblables à ceux de l'autre groupe six éléments:

Sg + O ₂ + 2 HCl → SGO ₂ Cl ₂ + H ₂

En 2001, une équipe a poursuivi l'étude de la chimie en phase gazeuse en faisant réagir de seaborgium l'élément de O ₂ dans un milieu H ₂ O. D'une manière similaire à la formation de l'oxychlorure, les résultats de l'expérience indiquent la formation d'hydroxyde d'oxyde de seaborgium, une réaction bien connue dans le groupe des homologues 6 briquet.

2 Sg + 3 O ₂ → 2 SGO ₃

SGO ₃ + H ₂ O → SGO ₂ (OH) ₂

La phase aqueuse

Dans sa chimie aqueuse, seaborgium a été montré pour ressembler à ses homologues plus légers molybdène et le tungstène, en formant un état d'oxydation stable 6. Seaborgium a été éluée de la résine d'échange de cations en utilisant un HNO ₃ / HF solution, probablement aussi neutre SGO ₂ F ₂ ou de l'ion complexe anionique [SGO ₂ F _3] ^-. En revanche, dans HNO ₃ 0,1 M, seaborgium ne élue pas, à la différence de Mo et W, ce qui indique que l'hydrolyse du [Sg (H ₂ O) _6] ⁶⁺ procède seulement aussi loin que le complexe cationique [Sg (OH) ₅ ( H ₂ O)] ^+.

Résumé des composés étudiés et des ions complexes

Nucléosynthèse

Expériences de fusion froide

Cette section traite de la synthèse de noyaux de seaborgium par ce qu'on appelle des réactions de fusion "à froid". Ce sont des processus qui créent des noyaux composés à faible énergie d'excitation (~ 10-20 MeV, donc «à froid»), conduisant à une plus grande probabilité de survie de la fission. Le noyau excité décroît alors à l'état de sol via l'émission d'un ou deux neutrons seulement.

²⁰⁸ Pb ⁽⁵⁴ Cr, xn) ^262-x Sg (x = 1,2,3)

La première tentative de synthèse seaborgium dans les réactions de fusion froide a été réalisée en Septembre 1974 par un Soviétique équipe dirigée par GN Flerov au Institut unifié de recherches nucléaires à Dubna. Ils ont déclaré produire une activité fission spontanée de 0,48 (SF) dont ils affectés à l'isotope ²⁵⁹ Sg. Basé sur des preuves plus tard, il a été suggéré que l'équipe la plus susceptible mesuré la désintégration de ²⁶⁰ Sg fille et son ²⁵⁶ Rf. Le GTT a conclu que, à l'époque, les résultats ne étaient pas suffisamment convaincants.

L'équipe Dubna revisité ce problème en 1983-1984 et ont été en mesure de détecter une activité SF 5 ms attribué directement à ²⁶⁰ Sg.

L'équipe de GSI étudié cette réaction pour la première fois en 1985 en utilisant la méthode améliorée de corrélation génétique parent-fille se désintègre. Ils étaient capables de détecter ²⁶¹ Sg (x = 1) et ²⁶⁰ Sg et mesurés une fonction partielle évaporation d'excitation 1n de neutrons.

En Décembre 2000, la réaction a été étudiée par une équipe au GANIL, en France et ont été en mesure de détecter 10 atomes de ²⁶¹ Sg et deux atomes de ²⁶⁰ Sg ajouter aux données antérieures sur la réaction.

Après une mise à niveau de l'installation, l'équipe GSI mesuré la fonction d'excitation 1n en 2003 en utilisant une cible de plomb métallique. D'importance, en mai 2003, l'équipe a remplacé avec succès la cible de plomb-208 avec le plomb plus résistant (II) cibles de sulfure (PBS) qui permettront faisceaux plus intenses à être utilisés à l'avenir. Ils ont pu mesurer les 1n, fonctions 2n et 3n excitation et effectué la première spectroscopie alpha-gamma détaillées sur l'isotope ²⁶¹ Sg. Ils ont détecté ~ 1 600 atomes de l'isotope et de nouvelles lignes identifiées de même que des alpha mesurer une demi-vie plus précise et de nouvelles ramifications CE et SF. En outre, ils étaient en mesure de détecter les rayons X K de la fille de l'élément pour la première fois. Ils ont également pu fournir des données améliorées pour ²⁶⁰ Sg, y compris l'observation de principe d'un niveau d'isomères. L'étude a été poursuivie en Septembre 2005 et Mars 2006. Le travail accumulé sur ²⁶¹ Sg a été publié en 2007. Les travaux en Septembre 2005 a également pour but de commencer des études spectroscopiques sur ²⁶⁰ Sg.

L'équipe du LBNL récemment réétudiée cette réaction dans un effort pour regarder la spectroscopie de l'isotope ²⁶¹ Sg. Ils étaient capables de détecter une nouvelle isomère, ^261m Sg, décomposition par conversion interne en l'état du sol. Dans la même expérience, ils ont également pu confirmer un K-isomère dans la fille ²⁵⁷ Rf, à savoir ^257m2 Rf.

²⁰⁷ Pb ⁽⁵⁴ Cr, xn) ^261-x Sg (x = 1,2)

L'équipe a également étudié à Dubna cette réaction en 1974 avec des résultats identiques à celles de leurs premières expériences avec une cible Pb-208. Les activités ont été SF d'abord attribués à ²⁵⁹ Sg et plus tard à ²⁶⁰ Sg et / ou ²⁵⁶ Rf. D'autres travaux en 1983-1984 a également détecté une activité SF 5 ms attribué à la société mère ²⁶⁰ Sg.

L'équipe GSI étudié cette réaction pour la première fois en 1985 en utilisant la méthode de corrélation génétique parent-fille se désintègre. Ils ont pu identifier avec certitude ²⁵⁹ Sg comme un produit du canal neutrons d'évaporation 2n.

La réaction a été en outre utilisé dans Mars 2005 en utilisant des cibles PBS pour commencer une étude spectroscopique de la même-même isotope ²⁶⁰ Sg.

²⁰⁶ Pb ⁽⁵⁴ Cr, xn) ^260-x Sg

Cette réaction a été étudiée en 1974 par l'équipe de Dubna. Il a été utilisé pour les aider dans leur cession des activités SF observées dans les réactions utilisant Pb-Pb-207 et 208 cibles. Ils étaient incapables de détecter toute SF, indiquant la formation d'isotopes décomposition principalement par désintégration alpha.

²⁰⁸ Pb ⁽⁵² Cr, xn) ^260-x Sg (x = 1,2)

L'équipe a également étudié à Dubna cette réaction dans leur série de réactions de fusion froides effectuées en 1974. Une fois de plus ils ont été incapables de détecter d'éventuelles activités de SF. La réaction a été revisité en 2006 par l'équipe de LBNL dans le cadre de leurs études sur l'effet de l'isospin du projectile et donc le nombre de masse du noyau composé sur le rendement de résidus d'évaporation. Ils ont pu identifier ²⁵⁹ et ²⁵⁸ Sg Sg dans leur mesure de la fonction d'excitation 1n.

²⁰⁹ Bi ⁽⁵¹ V, xn) ^{260 x} Sg (x = 2)

L'équipe a également étudié à Dubna cette réaction dans leur série de réactions de fusion froides effectuées en 1974. Une fois de plus ils ont été incapables de détecter d'éventuelles activités de SF. En 1994, la synthèse de seaborgium a été revisité en utilisant cette réaction par l'équipe GSI, afin d'étudier la nouvelle même-même isotope ²⁵⁸ Sg. Dix atomes de ²⁵⁸ Sg ont été détectés et pourris par fission spontanée.

Expériences de fusion à chaud

Cette section traite de la synthèse de noyaux de seaborgium par ce qu'on appelle des réactions de fusion "à chaud". Ce sont des processus qui créent des noyaux composés à haute énergie d'excitation (~ 40-50 MeV, donc «à chaud»), conduisant à une probabilité réduite de survie de la fission et quasi-fission. Le noyau excité décroît alors à l'état de sol via l'émission de neutrons 3-5.

²³⁸ U ⁽³⁰ Si, xn) ^268-x Sg (x = 3,4,5,6)

Cette réaction a été étudié par des scientifiques japonais de l'Institut de recherche du Japon de l'énergie atomique (JAERI) en 1998. Ils ont détecté une activité de fission spontanée dont ils provisoirement affectés au nouvel isotope ²⁶⁴ ou ²⁶³ Db Sg, formé par CE ²⁶³ Sg. En 2006, les équipes de GSI et LBNL tous deux étudié cette réaction en utilisant la méthode de corrélation génétique parent-fille se désintègre. L'équipe LBNL mesuré une fonction d'excitation pour la 4n, 5n et canaux 6n, tandis que l'équipe de GSI ont pu observer une activité de 3n supplémentaire. Les deux équipes ont pu identifier le nouvel isotope ²⁶⁴ Sg qui pourri avec une courte durée de vie par fission spontanée.

²⁴⁸ cm ⁽²² Ne, xn) ^270-x Sg (x = 4?, 5)

En 1993, à Dubna, Yuri Lazarev et son équipe ont annoncé la découverte d'une longue durée et ^{265 266} Sg Sg produit dans les 4N et 5N canaux de cette réaction nucléaire suite à la recherche de seaborgium isotopes approprié pour une première étude chimique. Il a été annoncé que ²⁶⁶ Sg pourri par émission de particules alpha-8,57 MeV avec une demi-vie prévue de ~ 20 s, apportant un soutien fort à l'effet stabilisateur de la Z = 108, N = 162 obus fermé. Cette réaction a été étudiée plus en 1997 par une équipe de GSI et le rendement, mode de désintégration et de demi-vies de ²⁶⁶ et ²⁶⁵ Sg Sg ont été confirmés, mais il ya encore certaines divergences. Dans la synthèse récente de ²⁷⁰ HS (voir hassium ), ²⁶⁶ Sg a été trouvé à subir exclusivement SF avec une demi-vie courte (T _SF = 360 ms). Il est possible que ce soit l'état du sol, ^(266g Sg) et que l'autre activité, produit directement, appartient à un haut spin K-isomère, ^266m Sg, mais d'autres résultats sont nécessaires pour confirmer cette hypothèse.

Une réévaluation récente des caractéristiques de désintégration de ²⁶⁵ et ²⁶⁶ Sg Sg a suggéré que tout se désintègre à ce jour dans cette réaction étaient en fait à partir de ²⁶⁵ Sg, qui existe sous deux formes isomères. La première, ^265a Sg a un alpha-ligne principale à 8,85 MeV et une demi-vie calculée de 8,9 s, tandis que ^265b Sg a une énergie de désintégration de 8,70 MeV et une demi-vie de 16,2 s. Les deux niveaux isomères sont renseignées lors produite directement. Données provenant de la désintégration de ²⁶⁹ HS indique que ^265b Sg est produite lors de la désintégration de ²⁶⁹ HS et que ^265b Sg se désintègre dans le ^261g courte durée Rf isotopes. Cela signifie que l'observation de ²⁶⁶ Sg comme un émetteur alpha à vie longue est rétractée et qu'il ne subit en effet fission dans un court laps de temps.

Indépendamment de ces missions, la réaction a été utilisé avec succès dans les récentes tentatives visant à étudier la chimie de seaborgium (voir ci-dessous).

²⁴⁹ Cf ⁽¹⁸ O, xn) ^267-x Sg (x = 4)

La synthèse de seaborgium a été réalisé en 1974 par l'équipe LBNL / LLNL. Dans leur expérience de découverte, ils étaient en mesure d'appliquer la nouvelle méthode de corrélation génétique parent-fille se désintègre pour identifier le nouvel isotope ²⁶³ Sg. En 1975, l'équipe à Oak Ridge étaient en mesure de confirmer les données de décroissance mais ont été incapables d'identifier les rayons X coïncidents afin de prouver que seaborgium a été produit. En 1979, l'équipe de Dubna étudié la réaction par la détection des activités de SF. En comparaison avec les données de Berkeley, ils ont calculé 70% SF branchement pour ²⁶³ Sg. La synthèse et la découverte réaction initiale a été confirmée en 1994 par une équipe différente au LBNL.

Comme produit de désintégration

Isotopes de seaborgium ont également été observés dans la désintégration d'éléments plus lourds. Observations à ce jour sont résumés dans le tableau ci-dessous:

Isotopes

Il existe 12 isotopes connus de seaborgium (à l'exclusion des isomères méta-stable et K-spin). La plus longue durée de vie est actuellement ²⁶⁹ Sg qui se désintègre par désintégration alpha et fission spontanée, avec une demi-vie d'environ 2,1 minutes. L'isotope le plus éphémère est ²⁵⁸ Sg qui se désintègre aussi par la désintégration alpha et la fission spontanée. Elle a une demi-vie de 2,9 mme.

Isomérie nucléaire

²⁶⁶ Sg

Le travail initial a identifié une activité de décomposition alpha-8,63 MeV avec une demi-vie de ~ 21s et affecté à l'état de ²⁶⁶ Sg du sol. Travaux plus tard identifié un nucléide de décomposition de 8,52 et 8,77 MeV émission alpha ayant une demi-vie de ~ 21s, ce qui est inhabituel pour un nucléide même-même. Des travaux récents sur la synthèse de ²⁷⁰ HS identifié ²⁶⁶ Sg décomposition par SF avec une courte demi-vie de 360 ms. Les travaux récents sur ²⁷⁷ Cn et ²⁶⁹ HS a fourni de nouvelles informations sur la désintégration de ²⁶⁵ Sg et ²⁶¹ Rf. Ce travail suggère que l'activité initiale de 8,77 MeV devrait être réaffecté à ²⁶⁵ Sg. Par conséquent, l'information actuelle suggère que l'activité SF est l'état du sol et l'activité de 8,52 MeV est un haut spin K-isomère. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ces affectations. Une réévaluation récente des données a suggéré que l'activité de 8,52 MeV devrait être associé à ²⁶⁵ Sg et que ²⁶⁶ Sg ne subit la fission.

²⁶⁵ Sg

La récente synthèse directe de ²⁶⁵ Sg a donné lieu à quatre alpha-lignes à 8.94,8.84,8.76 et 8,69 MeV, avec une demi-vie de 7,4 secondes. L'observation de la désintégration de ²⁶⁵ Sg de la désintégration de ²⁷⁷ Cn et ²⁶⁹ HS a indiqué que la ligne de 8,69 MeV peut être associée à un niveau isomère avec une demi-vie associée de ~ 20 s. Il est plausible que ce niveau est source de confusion entre les missions de ²⁶⁶ et ²⁶⁵ Sg Sg puisque les deux peuvent se désintégrer à fission isotopes de rutherfordium.

Une réévaluation récente des données a indiqué qu'il ya effectivement deux isomères, l'un avec une énergie de désintégration principal de 8,85 MeV avec une demi-vie de 8,9 s, et un second isomère qui se désintègre avec une énergie 8,70 MeV avec une demi-vie de 16,2 s.

²⁶³ Sg

La synthèse de découverte de ²⁶³ Sg entraîné une alpha-ligne à 9,06 MeV. L'observation de ce nucléide par décroissance de ^271g Ds, Ds ^271m et ²⁶⁷ HS a confirmé un isomère décomposition par 9,25 MeV émission alpha. La décroissance de 9,06 MeV a également été confirmée. L'activité de 9,06 MeV a été affecté à l'état fondamental isomère avec une demi-vie associée de 0,3 s. L'activité de 9,25 MeV a été attribué à un niveau d'isomères décomposition avec une demi-vie de 0,9 s.

Des travaux récents sur la synthèse de ^{271g, m} Ds a été conduit à certaines données confusion concernant la désintégration de ²⁶⁷ HS. Dans une telle décomposition, ²⁶⁷ HS a diminué jusqu'à ²⁶³ Sg qui pourri par émission alpha ayant une demi-vie de ~ 6 s. Cette activité n'a pas encore été positivement affecté à un isomère et des recherches supplémentaires sont nécessaires.

Schémas de désintégration spectroscopiques pour ²⁶¹ Sg

Ce est le schéma de désintégration actuellement acceptée pour ²⁶¹ Sg de l'étude de Streicher et al. au GSI en 2003-2006

Isotopes rétractées

²⁶⁹ Sg

Dans la synthèse revendiquée de ²⁹³ Uuo en 1999 l'isotope ²⁶⁹ Sg a été identifié comme un produit de fille. Il pourri par 8,74 MeV émission alpha ayant une demi-vie de 22 s. La demande a été retirée en 2001. Cet isotope a finalement été créé en 2010.