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Seaborgium

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Informações de fundo

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Seaborgium
106 Sg
W

Sg

(Upo)
dubniumseaborgiumbohrium
Aparência
desconhecido
Propriedades gerais
Nome, símbolo, número seaborgium, Sg, 106
Pronúncia / s Eu b ɔr ɡ Eu ə m /
ver- BOR -gee-əm
Categoria elemento de metal de transição
Grupo, período, bloco 6, 7, d
Peso atômico padrão [269]
Configuração eletrônica [ Rn ] 5f 14 6d 4 7s 2
(Previsto)
2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
(Previsto)
Conchas de electrões de seaborgio (2, 8, 18, 32, 32, 12, 2 (prevista))
História
Descoberta Lawrence Berkeley National Laboratory (1974)
Propriedades físicas
Fase sólido (prevista)
Densidade (perto RT) 35 (prevista) · g cm -3
Propriedades atômicas
Estados de oxidação 6, 5, 4, 3
(Estados de oxidação única em negrito são conhecidos experimentalmente)
Energias de ionização
( Mais)
1a: 757,4 (avaliado) kJ mol -1 ·
Segunda: 1732,9 (avaliado) kJ mol -1 ·
3: 2483,5 (estimado) kJ · mol -1
Raio atômico 132 (prevista) pm
O raio de covalência 143 (avaliado) pm
Miscelânea
Número de registo CAS 54038-81-2
A maioria dos isótopos estáveis
Ver artigo principal: Isótopos de seaborgium
iso N / D meia-vida 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
Só os isótopos com meias-vidas mais de 5 segundos são aqui incluídos

Seaborgium é um sintética elemento químico com o símbolo Sg e número atômico 106, cujo mais estável isótopo 271 Sg tem uma meia-vida de 1,9 minutos. Um novo isótopo 269 Sg tem uma meia-vida potencialmente ligeiramente mais longa (cerca de 2,1 minutos) a partir da observação de um único decaimento. Experiências químicas com seaborgium ter firmemente colocou no grupo 6 como um mais pesado homólogo de tungstênio .

História

Descoberta

Os cientistas que trabalham no Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna, URSS relatou sua descoberta do elemento 106 em Junho de 1974. Síntese também foi relatado em setembro de 1974 no acelerador Super Hilac no Laboratório Lawrence Berkeley por um Lawrence Berkeley / colaboração Lawrence Livermore conjunta liderada por Albert Ghiorso e E. Kenneth Hulet. Eles produziram o novo nuclide 263 Sg bombardeando um alvo de 249 Cf, com 18 O íons. Este nuclídeo decai por emissão α com uma semi-vida de 0,9 ± 0,2 sec.

Nomeando

A colaboração Berkeley / Livermore sugeriu o nome seaborgium (SG) para homenagear o químico americano Glenn T. Seaborg creditado como um membro do grupo americano em reconhecimento da sua participação na descoberta de vários outros actinídeos. O nome selecionado pela equipe tornou-se controversa. O IUPAC adotou unnilhexium (símbolo Unh) como temporário, nome de elemento sistemático. Em 1994, uma comissão de IUPAC recomendou que o elemento 106 se chamar rutherfordium e adotou uma regra de que nenhum elemento pode ser o nome de uma pessoa viva. Esta decisão foi ferozmente contestadas por o Sociedade Americana de Química. Os críticos apontaram que um precedente tinha sido definido na nomeação de einsteinium durante Albert Einstein vida 's e uma pesquisa indicou que os químicos não estavam preocupados com o fato de que Seaborg ainda estava vivo. Em 1997, como parte de um compromisso que envolve elementos 104-108, o seaborgium nome para o elemento 106 foi reconhecida internacionalmente.

Propriedades químicas

Propriedades extrapoladas

Estados de oxidação

Seaborgium é projetada para ser o terceiro membro da série 6d de metais de transição e o membro mais pesado do grupo 6 na Tabela Periódica, abaixo de cromo , molibdênio e tungstênio . Todos os membros do grupo facilmente retratar seu estado de oxidação do grupo 6 e o estado torna-se mais estável à medida que o grupo está descido. Assim, é esperado seaborgio para formar um 6 estado estável. Para este grupo, estáveis 5 e 4 estados são bem representado para os membros mais pesados e o estado 3 é conhecida, mas a redução, excepto para o crómio (III).

Química

Comportamento muito química seaborgium é previsto pela extrapolação de suas congêneres mais leves molibdênio e tungstênio. Molibdênio e tungstênio formam facilmente trioxides estáveis MO 3, de modo seaborgium devem formar SGO 3. Os óxidos MO 3 são solúveis em soluções alcalinas com a formação de oxianiões, assim seaborgio deve formar um ião seaborgate, SGO 4 2-. Além disso, WO 3 reage com o ácido, sugerindo amphotericity semelhante para SGO 3. Óxido de molibdénio, MoO 3, também reage com a humidade para formar um hidróxido de MoO 2 (OH) 2, de modo SGO 2 (OH) 2 é também viável. Os homólogos mais pesadas formam facilmente os voláteis, hexahalides reactivos MX 6 (X = Cl, F). Apenas formas tungstênio o hexabromide instável, WBr 6. Portanto, os compostos SgF 6 e SgCl 6 estão previstas, e "caráter eka-tungstênio" pode mostrar-se no aumento da estabilidade do hexabromide, SgBr 6. Estes halogenetos são instáveis ao oxigênio e umidade e formam facilmente oxihaletos voláteis, MOX 4 e MO 2 X 2. Portanto SgOX 4 (X = F, Cl) e Sgo 2 X 2 (X = F, Cl) deverá ser possível. Em solução aquosa, uma variedade de complexos aniónicos oxyfluoro-são formados com iões de fluoreto, sendo exemplos MOF 5 - e MO 3 F 3 3-. Seaborgium complexos semelhantes são esperadas.

Química experimental

Fase Gasosa

As experiências iniciais com o objetivo de sondar a química do seaborgium focada no thermochromatography gás de um oxicloreto volátil. ?tomos Seaborgium foram produzidos na reacção de 248 cm (22 Ne, 4n) 266 Sg, termicamente, e feita reagir com uma mistura de O 2 / HCl. As propriedades de adsorção do oxicloreto resultante foram medidos e comparados com aqueles de compostos de molibdénio e tungsténio. Os resultados indicaram que seaborgio formado um oxicloreto volátil semelhante àquelas do outro grupo 6 elementos:

Sg + O2 + 2 HCl → SGO 2 Cl 2 + H 2

Em 2001, uma equipe continuou o estudo da química em fase gasosa de seaborgio fazendo reagir o elemento com O2 num ambiente H2O. De uma forma semelhante à formação do oxicloreto, os resultados da experiência indicou a formação de hidróxido de óxido de seaborgio, uma reacção bem conhecida entre o grupo 6 mais leve homólogos.

2 Sg + 3 O 2 → 2 SGO 3
SGO 3 + H2OSGO 2 (OH) 2

Fase Aquosa

Na sua química aquosa, seaborgio tem sido demonstrado que se assemelham seus homólogos mais leves de molibdénio e tungsténio, formando um estado estável 6 oxidação. Seabórgio foi eluída da resina de permuta catiónica utilizando um HNO 3 / HF solução, provavelmente como neutro SGO F 2 2 ou o ião complexo aniónico [2 SGO F 3] -. Em contraste, em 0,1 M de HNO3, seaborgio não eluir, ao contrário do Mo e W, indicando que a hidrólise de [Sg (H2O) 6] 6+ procede unicamente na medida em que o complexo catiónico [Sg (OH) 5 ( H2O)] +.

Síntese de compostos investigados e iões complexos

Fórmula Nomes (s)
SGO 2 Cl 2 oxicloreto seaborgium; seaborgio (VI) dicloreto de dióxido; seaborgyl dichloride
SGO 2 F 2 oxifluoreto seaborgium; seaborgio (VI) difluoreto de dióxido; seaborgyl difluoride
SGO 3 óxido seaborgium; seaborgio (VI) óxido; seaborgium trióxido
SGO 2 (OH) 2 hidróxido de óxido de seaborgio; seaborgium (VI) dihydroxide dióxido
[2 SGO F 3] - trifluorodioxoseaborgate (VI)
[Sg (OH) 5 (H2O)] + aquapentahydroxyseaborgium (VI)

Nucleosynthesis

Experiências de fusão a frio

Esta seção lida com a síntese de núcleos de seaborgium pelos chamados "frios" reações de fusão. Estes são processos que criam núcleos compostos em baixa energia de excitação (~ 10-20 MeV, portanto, "frio"), levando a uma maior probabilidade de sobrevivência de fissão. O núcleo animado então decai para o estado fundamental através da emissão de apenas um ou dois nêutrons.

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

A primeira tentativa de sintetizar seaborgium em reações de fusão a frio foi realizada em setembro de 1974 por um Soviética equipe liderada por GN Flerov no Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna. Eles relataram produzindo uma atividade de 0,48 s fissão espontânea (SF) que eles atribuída ao isótopo 259 Sg. Com base na evidência mais tarde, foi sugerido que o time mais provável medido a decadência de 260 Sg e sua filha 256 Rf. O GTT concluíram que, no momento, os resultados não eram suficientemente convincente.

A equipe de Dubna revisitada este problema em 1983-1984 e foram capazes de detectar uma atividade SF 5 ms atribuído diretamente a 260 Sg.

A equipe da GSI estudou essa reação, pela primeira vez, em 1985, usando o método melhorado de correlação genética de pai-filha decai. Eles foram capazes de detectar 261 Sg (x = 1) e 260 Sg e medimos um 1N de nêutrons função evaporação excitação parcial.

Em dezembro de 2000, a reação foi estudado por uma equipe da GANIL, França e foram capazes de detectar 10 átomos de 261 Sg e 2 átomos de 260 Sg para adicionar aos dados anteriores sobre a reação.

Depois de uma atualização de instalações, a equipe de GSI mediu a função de excitação 1N em 2003 usando um alvo de chumbo metálico. De importância, de maio de 2003, a equipa substituído com sucesso o alvo de chumbo-208, com a vantagem mais resistentes (II) de sulfureto de alvos (PBS) o que permitirá que vigas mais intensos para ser utilizado no futuro. Eles foram capazes de medir os 1N 2N e 3N funções de excitação e realizou o primeiro espectroscopia detalhada alfa-gama no isótopo 261 Sg. Detectaram ~ 1600 átomos do isótopo e identificou novas linhas alfa, bem como a medição de uma meia-vida mais preciso e novas ramificações CE e SF. Além disso, eles foram capazes de detectar os raios X K da filha rutherfórdio elemento pela primeira vez. Eles também foram capazes de fornecer dados melhorados para 260 Sg, incluindo a observação experimental de um nível isomérica. O estudo foi continuado em setembro de 2005 e março de 2006. O trabalho acumulado em 261 Sg foi publicado em 2007. Trabalho em setembro de 2005, também teve como objetivo iniciar estudos espectroscópicos em 260 Sg.

A equipe do LBNL reestudados recentemente essa reação em um esforço para olhar para a espectroscopia do isótopo 261 Sg. Eles foram capazes de detectar um novo isômero, 261m Sg, deteriorando por conversão interna no estado fundamental. Na mesma experiência, também foram capazes de confirmar um K-isómero na filha 257 Rf, nomeadamente 257m2 Rf.

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

A equipe em Dubna também estudou essa reação em 1974, com resultados idênticos para as suas primeiras experiências com um alvo Pb-208. As atividades SF foram atribuídos primeiro a 259 Sg e depois para Sg 260 e / ou 256 Rf. Mais trabalho em 1983-1984 também detectou uma atividade SF 5 ms atribuído à controladora 260 Sg.

A equipe de GSI estudou esta reacção pela primeira vez em 1985, utilizando o método de correlação de genética pai-filha decai. Eles foram capazes de identificar positivamente 259 Sg como um produto a partir do canal de evaporação de neutrões 2n.

A reação foi ainda utilizado março 2005 usando alvos PBS para começar um estudo espectroscópico do mesmo-mesmo isótopo 260 Sg.

206 Pb (54 Cr, xn) de 260 x Sg

Esta reação foi estudada em 1974 pela equipe em Dubna. Foi usado para auxiliá-los na sua atribuição das atividades SF observados em reacções usando Pb-207 e Pb-208 alvos. Eles não foram capazes de detectar qualquer SF, indicando a formação de isótopos decadentes principalmente pelo decaimento alfa.

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

A equipe em Dubna também estudou essa reação em sua série de reacções de fusão a frio realizados em 1974. Mais uma vez eles foram incapazes de detectar quaisquer atividades SF. A reacção foi revisitado em 2006 pela equipe do LBNL como parte de seus estudos sobre o efeito do isospin do projétil e, consequentemente, o número de massa do núcleo composto sobre a produção de resíduos de evaporação. Eles foram capazes de identificar 259 Sg e 258 Sg em sua medição da função de excitação 1N.

209 Bi (51 V, xn) 260-x Sg (x = 2)

A equipe em Dubna também estudou essa reação em sua série de reacções de fusão a frio realizados em 1974. Mais uma vez eles foram incapazes de detectar quaisquer atividades SF. Em 1994, a síntese de seaborgium foi revisitado usando esta reação pela equipe de GSI, a fim de estudar o novo, mesmo, mesmo isótopo 258 Sg. Dez átomos de 258 Sg foram detectados e deteriorado por fissão espontânea.

Experiências de fusão quente

Esta seção lida com a síntese de núcleos de seaborgium pelos chamados "hot" reações de fusão. Estes são processos que criam núcleos compostos em alta energia de excitação (~ 40-50 MeV, portanto, "quente"), que conduz a uma reduzida probabilidade de sobrevivência de fissão e quasi-fissão. O núcleo animado depois decai para o estado fundamental por meio da emissão de neutrões 3-5.

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

Esta reação foi estudado pela primeira vez por cientistas japoneses no Instituto de Pesquisa de Energia Atômica Japão (JAERI) em 1998. Eles detectaram um atividade fissão espontânea que provisoriamente atribuída ao novo isótopo 264 Sg ou 263 Db, formada por CE, de 263 Sg. Em 2006, as equipes da GSI e LBNL ambos estudaram esta reacção utilizando o método de correlação de genética pai-filha decai. A equipe LBNL medida uma função de excitação para a 4n, 5N e canais 6n, enquanto a equipe de GSI foram capazes de observar uma atividade 3N adicional. Ambas as equipes foram capazes de identificar o novo isótopo 264 Sg que decaiu com um tempo de vida curto por fissão espontânea.

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

Em 1993, em Dubna, Yuri Lazarev e sua equipe anunciaram a descoberta de longa duração 266 Sg e 265 Sg produzido nos 4n e 5N canais desta reação nuclear após a busca por seaborgium isótopos adequado para um estudo químico em primeiro lugar. Foi anunciado que 266 Sg deteriorado por 8,57 MeV emissão de partículas alfa com uma meia-vida projetada de ~ 20 s, dando um forte apoio para o efeito estabilizador do Z = 108, N = 162 escudos fechado. Esta reação foi mais estudada em 1997 por uma equipe da GSI eo rendimento, modo de decadência e meias-vidas para 266 Sg e 265 Sg foram confirmados, embora ainda existam algumas discrepâncias. No recente síntese de Hs 270 (ver hássio ), 266 Sg foi encontrada a ser submetidos exclusivamente SF com uma meia-vida curta (T SF = 360 ms). É possível que este é o estado fundamental, (266g Sg) e que a outra actividade, produzidas directamente, pertence a um K-isómero de alta rotação, 266m Sg, mas mais resultados são necessários para confirmar isto.

Uma recente reavaliação das características de degradação de 265 e 266 Sg Sg sugeriu que todos decai até à data nesta reacção foram, de facto, a partir de 265 Sg, que existe em duas formas isoméricas. A primeira, Sg 265.º tem uma linha principal-alfa em 8,85 MeV e uma meia-vida calculada de 8,9 s, enquanto 265b Sg tem uma energia de decaimento de 8,70 MeV e uma meia-vida de 16,2 s. Ambos os níveis isom�icas são preenchidos quando produzido diretamente. Dados do decaimento de 269 Hs indica que 265b Sg é produzido durante o decaimento de 269 Hs e que 265b Sg decai em 261g a mais curta duração Rf isótopo. Isto significa que a observação de 266 Sg como um emissor alfa de longa duração é retraído e que é, de facto submeter-se a cisão num curto espaço de tempo.

Independentemente de essas atribuições, a reacção tem sido utilizada com sucesso nas tentativas recentes para estudar a química de seaborgio (ver abaixo).

249 Cf (18O, xn) 267-x Sg (x = 4)

A síntese de seaborgium foi realizado pela primeira vez em 1974 pela equipe de LBNL / LLNL. Em sua experiência de descoberta, eles foram capazes de aplicar o novo método de correlação de genética pai-filha decai para identificar o novo isótopo 263 Sg. Em 1975, a equipe da Oak Ridge foram capazes de confirmar os dados de decaimento mas foram incapazes de identificar os raios X coincidentes, a fim de provar que seaborgium foi produzido. Em 1979, a equipe em Dubna estudaram a reação por detecção de atividades SF. Em comparação com os dados de Berkeley, eles calcularam a SF 70% ramificando para 263 Sg. A reação de síntese e descoberta original foi confirmado em 1994 por uma equipe diferente em LBNL.

Como produto do decaimento

Isótopos de seaborgio Foram também observados no decaimento de elementos mais pesados. As observações até à data estão resumidos no quadro a seguir:

Resíduo de evaporação Observado isótopo Sg
Lv 291, 287 Fl, 283 Cn 271 Sg
285 Fl 269 Sg
271 Hs 267 Sg
270 Hs 266 Sg
277 Cn, Ds 273, 269 Hs 265 Sg
Ds 271, 267 Ds 263 Sg
270 Ds 262 Sg
Ds 269, 265 Hs 261 Sg
264 Hs 260 Sg

Isótopos

Isótopo Ano descoberto reação descoberta
258 Sg 1994 209 Bi (V 51, 2n)
259 Sg 1985 207 Pb (54 Cr, 2n)
260 Sg 1985 208 Pb (54 Cr, 2n)
261g Sg 1985 208 Pb (54 Cr, n)
261m Sg 2009 208 Pb (54 Cr, n)
262 Sg 2001 207 Pb (64 Ni, n)
263m Sg 1974 249 Cf (18O, 4n)
263g Sg 1994 208 Pb (64 Ni, n)
264 Sg 2006 238 L (30 Si, 4n)
265 Sg 1993 248 cm (22 Ne, 5N)
266 Sg 2004 248 cm (26 mg, 4n)
267 Sg 2004 248 cm (26 mg, 3n)
268 Sg desconhecido
269 Sg 2010 242 Pu (48 Ca, 5N)
270 Sg desconhecido
271 Sg 2003 Pu 242 (48 Ca, 3n)

Existem 12 isótopos conhecidos de seaborgium (excluindo meta-estáveis e K-spin isômeros). A mais longa duração é atualmente 269 Sg que decai através decaimento alfa e fissão espontânea, com uma semi-vida de cerca de 2,1 minutos. O isótopo mais curta duração é 258 Sg que também decai através de decaimento alfa e fissão espontânea. Tem uma meia-vida de 2,9 ms.

Isomeria nuclear

266 Sg

O trabalho inicial identificou uma actividade de decomposição alfa 8,63 MeV com uma meia-vida de ~ 21s e atribuído ao estado fundamental de 266 Sg. Trabalho mais tarde identificado um decadente nuclide por emissão alfa 8,52 e 8,77 MeV com uma meia-vida de ~ 21s, o que é incomum para um nuclide mesmo-mesmo. Trabalhos recentes sobre a síntese de 270 Hs identificados 266 Sg decadente por SF com uma meia-vida curta de 360 ms. O recente trabalho em 277 Cn e 269 Hs forneceu novas informações sobre a decadência de 265 Sg e 261 Rf. Este trabalho sugeriu que a atividade inicial 8,77 MeV deve ser reatribuída a 265 Sg. Portanto, a informação atual sugere que a atividade SF é o estado do solo e da atividade MeV 8,52 é um alto giro K-isômero. Mais trabalho é necessário para confirmar essas atribuições. Uma recente reavaliação dos dados sugeriu que a atividade 8,52 MeV deve ser associado a 265 Sg e que 266 Sg única sofre fissão.

265 Sg

A recente síntese directa de 265 Sg resultou em quatro linhas-alfa na 8.94,8.84,8.76 8,69 MeV e com uma semi-vida de 7,4 segundos. A observação da deterioração de 265 Sg do decaimento de 277 cn e 269 Hs indicou que a linha de 8,69 MeV pode ser associada com um nível isomérica com uma semi-vida associada de ~ 20 s. É plausível que este nível está causando confusão entre as atribuições de 266 Sg e 265 Sg uma vez que tanto pode decair para fissionar isótopos rutherfordium.

Uma recente reavaliação dos dados indicou que há de facto dois isómeros, uma com uma energia de decaimento principais de 8,85 MeV, com uma semi-vida de 8,9 s, e um segundo isómero que decai com energia 8,70 MeV, com uma meia-vida de 16,2 s.

263 Sg

A síntese de descobrimento 263 Sg resultou numa linha alfa em 9,06 MeV. Observação deste nuclide pela decadência de 271g Ds, 271m Ds e 267 Hs confirmou um isômero em decomposição por emissão alfa 9,25 MeV. O decaimento 9,06 MeV também foi confirmada. A actividade de 9.06 MeV foi atribuído ao isómero estado fundamental, com uma semi-vida associada de 0,3 s. A actividade de 9.25 MeV foi atribuído a um nível de decomposição isomérica com uma semi-vida de 0,9 s.

Trabalhos recentes sobre a síntese de 271g, m Ds foi resultou em alguns dados confusos sobre a deterioração de 267 Hs. Em uma tal deterioração, 267 Hs deteriorado a 263 Sg que deteriorado por emissão alfa com uma semi-vida de 6 ~ s. Esta actividade ainda não foi atribuído a um isómero positivamente e é necessária mais investigação.

Esquemas de decaimento espectroscópicos para 261 Sg
Este é o esquema de decaimento atualmente aceito para 261 Sg do estudo de Streicher et al. no GSI em 2003-2006

Isótopos retraídos

269 Sg

Na síntese reivindicado de 293 UUO em 1999 o isótopo 269 Sg foi identificado como um produto filho. Ele deteriorado por emissão alfa 8,74 MeV com uma meia-vida de 22 s. A alegação foi recolhido em 2001. Este isótopo foi finalmente criada em 2010.

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