Ливерморий-оганесон
Общие сведения
Сверхтяжелые химические элементы с атомными номерами 116, 117 и 118 представляют собой искусственно синтезированные трансурановые элементы, завершающие седьмой период периодической таблицы. Элемент 116 получил название ливерморий в честь Ливерморской национальной лаборатории в США. Элемент 117 носит название теннессин, данное в честь американского штата Теннесси, где располагается Национальная лаборатория Ок-Ридж, принимавшая участие в его открытии. Элемент 118, оганесон, назван в честь физика-ядерщика Юрия Оганесяна, научного руководителя Лаборатории ядерных реакций. Окончание названия теннессина обусловлено англоязычной традицией наименования галогенов, а оганесона — традицией наименования благородных газов. Данные элементы были официально признаны Международным союзом теоретической и прикладной химии. Открытие ливермория было утверждено в 2011 году, а теннессина и оганесона — в 2015 году.
Свойства и характеристики
Продолжительность существования данных элементов исчисляется миллисекундами, что делает невозможным их практическое химическое исследование. Теннессин, например, существует около 78 миллисекунд. Все химические и физические свойства этих элементов вычисляются исключительно теоретическим путем на основе их положения в периодической таблице. Ливерморий, предположительно, является металлом, основной степенью окисления которого будет плюс четыре. Теоретические расчеты допускают образование оксида ливермория, галогенидов, ливермористой кислоты и соединений, аналогичных перманганатам. Гидрид ливермория может обладать сложными свойствами из-за эффекта сверхгибридизации. Теннессин номинально относится к группе галогенов, однако потенциально должен являться твердым веществом с предполагаемой температурой плавления от 300 до 500 градусов Цельсия. В ряду галогенов теннессин будет обладать самой низкой окислительной способностью. Его наиболее распространенной степенью окисления должна стать плюс один, тогда как устойчивые соли со степенью окисления минус один образовываться не будут. Самым простым соединением теннессина теоретически является теннессиноводород. Оганесон по своему химическому положению относится к благородным газам, однако из-за высокой массы его агрегатное состояние оценивается как твердое. При небольшом нагревании он должен плавиться и испаряться, расчетная температура кипения составляет около 90 градусов Цельсия с погрешностью в 30 градусов. Предполагается способность оганесона вступать в химические реакции с образованием сильных кислот, таких как оганесонистая кислота, и соответствующих оксидов.
Нахождение в природе
Рассматриваемые сверхтяжелые элементы не встречаются в природе естественным образом. Они являются полностью искусственно синтезированными веществами. Из-за крайне высокой нестабильности ядер и радиоактивного распада, происходящего за доли секунды, данные элементы не накапливаются в окружающей среде и не участвуют в биохимических процессах. Биологическая роль у ливермория, теннессина и оганесона полностью отсутствует.
Получение
Синтез данных элементов осуществлялся в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне при сотрудничестве с американскими научными центрами. Ливерморий был впервые получен 19 июля 2000 года в результате альфа-распада ядра, образовавшегося при бомбардировке мишени из кюрия ионами кальция. В эксперименте также принимал участие институт Электрохимприбор. Теннессин был синтезирован в 2009 году методом обстрела мишени из берклия-249 ионами кальция-48 на ускорителе. Берклиевая мишень для данного эксперимента была доставлена из США. В 2014 году успешный синтез теннессина был подтвержден учеными из научного центра в Дармштадте. Официальному открытию оганесона предшествовали ложные сообщения 1999 года из лаборатории в Беркли о синтезе путем холодного слияния ядер свинца и криптона, которые позже были признаны фальсификацией из-за невозможности воспроизведения результатов. Достоверный синтез оганесона состоялся в Дубне, о чем физики-ядерщики официально сообщили в 2006 году. Процесс получения оганесона заключался в продолжавшейся два месяца бомбардировке радиоактивной мишени из калифорния ионами кальция. В результате этого эксперимента было зафиксировано всего три или четыре атома нового элемента, после чего открытие многократно проверялось в повторных экспериментах, начиная с 2007 года.
Применение
В связи с тем, что ливерморий, теннессин и оганесон синтезируются в исчезающе малых количествах, исчисляемых единичными атомами, а время их жизни ограничивается миллисекундами, какое-либо практическое применение этих элементов в промышленности или технологиях невозможно. Единственной сферой применения данных химических элементов являются фундаментальные научные исследования в области ядерной физики, направленные на изучение пределов стабильности сверхтяжелых ядер. Тем не менее, данные химические элементы упоминаются в современной культуре. Элемент под номером 116 интегрирован во внутриигровую вселенную компьютерной игры World of Warcraft, а в 2017 году в Армении была выпущена почтовая марка, посвященная открытию оганесона и увековечивающая имя Юрия Оганесяна.