Tennessee

Tennessee [4] [5] ( novolat. och engelska. Tennessine [6] ), förekom tidigare under de tillfälliga namnen ununseptium ( lat. Ununseptium , Uus) eller eka-astat - ett kemiskt element i den sjuttonde gruppen (enligt den föråldrade klassificeringen - den sjunde gruppens huvudundergrupp), den sjunde period av det periodiska systemet av kemiska grundämnen , betecknad med symbolen Ts och med ett laddningsnummer på 117. Extremt radioaktivt. Halveringstiden för den mer stabila av de två kända isotoperna , 294 Ts, är cirka 78 millisekunder [7] [8] och har en atommassa på 294,210 (5) amu . [1] . Formellt hänvisar till halogener , men dess kemiska egenskaper har ännu inte studerats och kan skilja sig från egenskaperna som är karakteristiska för denna grupp av element. Tennessee upptäcktes det sista av grundämnena i den sjunde perioden av det periodiska systemet och i allmänhet det sista av grundämnena som upptäcktes för 2022 [9] .

Namnets ursprung

Efter upptäckten fick elementet det tillfälliga namnet "ununseptium", som gavs till elementet enligt reglerna för International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) , bildat från rötterna av latinska siffror och bokstavligen betyder något i stil med "en". -en sjundedel" (den latinska siffran "117:e" stavas helt annorlunda: centesimus septimus decimus ). Senare, efter att upptäckten bekräftats, ändrades namnet till en permanent "tennessine".

Enligt reglerna för namngivning av nya element som antogs 2002, för att säkerställa språklig enhetlighet, bör alla nya element ges namn som slutar på "-ium" [10] . Men på engelska har namnen på grundämnena i den 17:e gruppen av det periodiska systemet (halogener) traditionellt ändelsen "-ine": Fluorine - fluorine , Chlorine - chlorine , Bromine - bromine , Jod - jod , Astatine - astatine . Därför, kort efter erkännandet av upptäckten av de 113:e, 115:e, 117:e och 118:e elementen, gjordes ändringar i reglerna, enligt vilka, enligt traditionen som antagits i den engelska kemiska nomenklaturen, elementen i den 17:e gruppen på engelska bör ges namn som slutar på "-ine" [11] .

Den 30 december 2015 erkände IUPAC officiellt upptäckten av det 117:e elementet och prioriteringen i detta för forskare från Joint Institute for Nuclear Research (JINR) och Livermore National Laboratory [12] .

Den 7 januari 2016 publicerade kemisten och bloggaren Kay Day en namninsamling som bad om namnet på ett nytt element "Octarine" efter magins färg från Terry Pratchetts bokserie Discworld [13] .

Den 8 juni 2016 rekommenderade IUPAC att elementet gavs namnet "tennessine" ( Ts ) som ett erkännande av bidragen från delstaten Tennessee , inklusive Oak Ridge National Laboratory , Vanderbilt University och University of Tennessee i Knoxville , till studiet av supertunga element, inklusive produktion och kemisk separation av isotoper, aktinider för syntes av supertunga element i High Flux Isotope Reactor och Center for the Development of Radiochemical Engineering av NLRB . Namnet "tennessine" presenterades för det vetenskapliga samfundet för en 5-månaders diskussion från 8 juni till 8 november 2016 [14] .

Den 28 november 2016 godkände IUPAC namnet "tennessine" för det 117:e elementet [5] [15] .

Namnet Tennessine ges i det format som används för halogennamn på engelska . Samtidigt, på de flesta andra språk (ryska, tyska, franska , etc. ) används inte suffixet "-in" i namnen på halogener, även om till exempel i ryskspråkig litteratur fram till 1962 användes namnet "astatine" och inte "astatine" [16] . Eftersom språket i den internationella kemiska nomenklaturen och arbetsspråket för IUPAC är engelska, tillhandahåller denna organisation inga latinska elementnamn. Därför förblir det latinska namnet på tennessine osäkert - det kan vara det traditionella Tennessium eller, på engelska manér , Tennessinum . Med hänsyn till särdragen hos andra språk, indikerade IUPAC i sina rekommendationer att den engelska traditionen att namnge halogener inte är ett exempel för andra språk och namnet tennessine kan översättas, transformeras eller anpassas till andra språk för att underlätta användningen och enhetlighet för halogennamn [17] . Några dagar senare beslutade organisationen som ansvarade för spansk kemisk terminologi att använda namnet teneso , och släppte ändelsen -ine , som i andra spanska namn för halogener [18] . Efter detta rekommenderade kommissionen för berikning av det franska språket, enligt tradition, namnet tennesse för användning på franska [19] . Sedan fattades ett liknande beslut - att använda namnet tenness - av tyska experter [20] .

Ett intressant faktum är att en annan halogen, astatin, efter en obekräftad upptäckt 1932, under en tid bar namnet " alabamium " ( latin Alabamium , engelska Alabamine ), givet för att hedra en annan amerikansk stat [16] .

Symbolen Ts valdes som symbol för tennessine , som redan används inom organisk kemi för att representera tosylradikalen . Således motsvarar till exempel formeln TsOH både tokiselsyra och den hypotetiska tennessoesyran, även om formeln för den senare traditionellt borde skrivas som HTsO. Men upptäckarna tror att ett sådant sammanträffande sannolikt inte kommer att orsaka förvirring, eftersom symbolerna för propyl och acyl (eller acetyl ) redan använder symbolerna Pr och Ac, som är identiska med symbolerna för praseodym och aktinium . En annan beteckning, Tn , förkastades, eftersom denna symbol, som antogs 1923 för att beteckna thoron (thoriumemanation) - en av radons isotoper - fortsätter att användas regelbundet inom ett antal vetenskapsområden [21] .

Att vara i naturen

Tennessine finns inte i naturen i fri form på grund av dess extremt höga radioaktivitet.

Isotoper

Tennessee har inga stabila isotoper. 294 Ts är den längsta livslängda isotopen som är känd, med en halveringstid på 51 millisekunder.

Får

Tennessine (ununseptium, eka-astatine) erhölls först av JINR i Dubna (Ryssland) 2009 . För syntesen av det 117:e elementet bombarderades ett mål från isotopen av det 97:e elementet, berkelium-249 , erhållet vid Oak Ridge National Laboratory (USA), med kalcium-48- joner vid U-400-acceleratorn i Laboratory of Kärnreaktioner, JINR [22] . För syntesen av elementet användes följande reaktioner:

{\ce {^{48}_{20}{Ca}+_{97}^{249}{Bk}\to _{117}^{297}{Ts}^{\ast }\to _{117}^{294}{Ts}+3_{0}^{1}{n}}}

{\ce {^{48}_{20}{Ca}+_{97}^{249}{Bk}\to _{117}^{297}{Ts}^{\ast }\to _{117}^{293}{Ts}+4_{0}^{1}{n}}}

Som ett resultat registrerades sex kärnor av det nya elementet - fem293
Ts och en294
Ts .

Den 5 april 2010 antogs en vetenskaplig artikel som beskriver upptäckten av ett nytt kemiskt grundämne med atomnummer 117 för publicering i tidskriften Physical Review Letters [8] .

I juni 2012 upprepades experimentet. Fem kärnor upptäcktes293
Ts [23] [24] .

2014 bekräftades förekomsten av det 117:e elementet av en internationell grupp kärnfysiker som arbetar vid Centrum för studier av tunga joner. Helmholtz ( Darmstadt , Tyskland) [25] [26] .

Fysiska egenskaper

Tennessee är nominellt en halogen som kommer efter jod och astatin . De exakta egenskaperna hos tennessine är fortfarande en fråga om debatt.

Tennessee, enligt den mest troliga modellen, är en metalloid (eller halvmetall), med en fördel av metalliska egenskaper framför icke-metalliska [27] .

Dess densitet förväntas vara i intervallet 7,1-7,3 g/cm³ , d.v.s. något högre än densiteten för dess astatinhomolog , lika med 6,3-6,5 g/cm³ (beroende på det faktum att astatin är mycket starkt radioaktivt, dess densitet även beräknat teoretiskt) [27] .

Vid rumstemperatur bör tennessine vara fast, i tidiga arbeten förutspåddes dess smältpunkt i intervallet 300–500 °C, kokpunkt - 550 °C, enligt en beräkning, och till och med 610 °C [28] , efter trend med ökande smältpunkt med ökande atomnummer i halogengruppen.

Senare beräkningar ger dock mycket lägre värden, vilket förutsäger att tennessine kommer att koka vid temperaturer så låga som 345 °C [29] eller ännu lägre, ner till 230 °C, vilket är under kokpunkten för astatin , vilket är 309 °C [ 30] .

Så låga förväntade kokpunkter kan bero på att tennessine, till skillnad från andra halogener, kan vara monoatomiskt, inte bilda eller nästan inte bilda diatomiska Ts 2 -molekyler [28] [31] .

Kemiska egenskaper

Alla halogener, i en eller annan grad, uppvisar egenskaperna hos oxidationsmedel, och oxidationsförmågan minskar från fluor till astatin . Tennessine, som följer i serien av halogener efter astatin, kommer nästan inte att kunna visa en oxiderande förmåga på grund av det stora avlägsnandet av elektroner från kärnan, och kommer troligen att bli den första av halogenerna, vars reducerande förmåga kommer att vara starkare än den oxiderande. Det antas att, till skillnad från de andra halogenerna, det mest stabila oxidationstillståndet för tennessine kommer att vara +1. Detta oxidationstillstånd kommer att vara särskilt stabilt, liksom stabiliteten för At + -jonen , endast tennessine kommer att vara ännu mer stabil.

Oxidationstillståndet −1, liksom resten av halogenerna, är troligen möjligt, men det antas att det i tennessine sker endast med starka reduktionsmedel och att tennessine, till skillnad från andra halogener, inte kan bilda stabila salter i oxidationstillståndet −1 ( sådana salter kan kallas tennessinider). De kan oxideras även av luftsyre till oxidationstillståndet +1 - hypotennessiniter, analoger till hypokloriter [28] .

Teoretiskt förutspått att det näst vanligaste oxidationstillståndet för tennessine är +3 [32] . Oxidationstillståndet +5 är också möjligt, men endast under svåra förhållanden, eftersom det kräver förstörelse av hela 7p-undernivån. Även om alla lättare halogener, förutom fluor, uppvisar ett oxidationstillstånd på +7, i motsats till dem, för tennessine, kommer det att vara omöjligt på grund av den extremt höga parningsenergin hos 7s elektroner. Därför bör det maximala oxidationstillståndet för tennessine vara +5.

Den enklaste föreningen av tennessine är dess väteförening, TsH, eller (i analogi med namnen på andra halogener) tennessinväte.