Sziborgium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
106 dubniumsziborgiumbohrium
W

Sg

(Uph)
   
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                             
   
106
Sg
Általános
Név, vegyjel, rendszám sziborgium, Sg, 106
Latin megnevezés seaborgium
Elemi sorozat átmenetifémek
Csoport, periódus, mező 6, 7, d
Megjelenés ismeretlen, vsz. ezüstös
fehér vagy fémes szürke
Atomtömeg (266)  g/mol
Elektronszerkezet talán [Rn] 5f14 6d4 7s²
(volfrám alapján vsz.)
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
Halmazállapot vsz. szilárd
CAS-szám 54038-81-2
Hivatkozások

A sziborgium[1] a 106. rendszám kémiai elem, vegyjele Sg.

A sziborgium mesterségesen előállított elem, legstabilabb izotópjának, a 271Sg-nak a felezési ideje 1,9 perc. A sziborgiummal végzett kémiai kísérletek alapján ez az elem határozottan a 6-os csoportba tartozik, a volfrám nehezebb homológja.

Javasolt nevek[szerkesztés]

A berkeley-i tudóscsoport javasolt a seaborgium (Sg) nevet, Glenn T. Seaborg amerikai kémikus, a csoport tagjának tiszteletére, aki számos más aktinoida felfedezésében is közreműködött. A csoport által választott név viták tárgyává vált. A IUPAC ideiglenesen az unnilhexium szisztematikus nevet fogadta el. 1994-ben a IUPAC egyik bizottsága a 106-os elem nevére a rutherfordium-ot javasolta, és elfogadta azt a szabályt, hogy élő személyről nem lehet elemet elnevezni.[2] Ezt a szabályt az American Chemical Society hevesen támadta. Kritikájukban rámutattak, hogy az einsteinium Albert Einstein életében történő elnevezésével már precedenst teremtettek, és egy tanulmány szerint a kémikusokat nem zavarta, hogy Seaborg még életben volt. 1997-ben a 104–108-as elemekhez kapcsolódó kompromisszum részeként a 106-os elem seaborgium nevét nemzetközileg elismerték.[3]

Elektronszerkezet[szerkesztés]

A sziborgium a periódusos rendszer 106. eleme. A jósolt elektronszerkezet kétféle ábrázolása a következő:

Bohr-modell 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
Kvantummechanikai modell 1s²2s²2p63s²3p64s²3d104p65s²4d105p66s²4f145d106p67s²5f146d4

Az eka-volfrám/dvi-molibdén kémiai tulajdonságainak előrejelzése[szerkesztés]

Oxidációs állapotok[szerkesztés]

A 106-os elem az előrejelzések szerint a 6d átmenetifém sorozat harmadik tagja és a periódusos rendszer 6. csoportjának legnehezebb tagja, a króm, molibdén és volfrám alatt helyezkedik el. A csoport mindegyik tagja könnyen felveszi a +6-os oxidációs számot, mely a csoportban lefelé haladva egyre stabilabbá válik. A sziborgium esetén a +6-os oxidációs állapotot stabilnak tételezik fel. A csoportban nehezebb elemeinél a stabil +5 és +4 oxidációs szám is jól ismert, míg +3-as oxidációs állapotban a króm(III) kivételével redukálnak.

Kémia[szerkesztés]

A sziborgium kémiai viselkedését nagyrészt a felette található molibdén és volfrám tulajdonságainak extrapolálásával jósolják meg. A molibdén és volfrám könnyen képez stabil MO3 trioxidot, így a sziborgiumból várhatóan SgO3 keletkezik. Az MO3 oxidok oxoanionok képződése közben oldódnak lúgokban, így a sziborgiumból SgO42− sziborgátion kell keletkezzen. Ezen kívül a WO3 savakkal is reagál, ami az SgO3 hasonló amfoter sajátságára enged következtetni. Az MoO3 oxid nedvességgel is reagál MoO2(OH)2 hidroxid képződése közben, ezért az SgO2(OH)2 is létezhet. A nehezebb homológok konnyen képeznek illékony, reakcióképes MX6 hexahalogenideket (X=Cl,F), de csak a volfrám instabil hexabromidja (WBr6) ismert. Ezek alapján megjósolták az SgF6 és SgCl6 vegyületek létezését, és az „eka-volfrám jellemvonás” megmutatkozhat az SgBr6 hexabromid nagyobb stabilitásában. Ezek a halogenidek oxigénnel és nedvességgel szemben nem stabilak, belőlük illékony MOX4 és MO2X2 oxohalogenidek keletkeznek. Ily módon létezhet az SgOX4 (X=F,Cl) és az SgO2X2 (X=F,Cl) is. Vizes oldatban fluoridionnal számos anionos oxofluoro komplex keletkezik, például MOF5 és MO3F33−. A sziborgiummal is hasonló komplexek várhatók.

Kísérleti kémia[szerkesztés]

Gázfázisú kémia[szerkesztés]

A sziborgium kémiájának megismerésére végzett első kísérletek egy illékony oxoklorid gáz termokromatográfiás vizsgálatára irányult. A sziborgium atomokat a 248Cm(22Ne,4n)266Sg reakciókban hozták létre, termalizálták őket, majd O2/HCl elegyével reagáltatták. Megmérték a keletkezett oxoklorid adszorpciós tulajdonságait, és összehasonlították a molibdén- és volfrámvegyületekével. Az eredmények azt mutatták, hogy a sziborgium a 6-os csoport elemeihez hasonló illékony oxokloridot képez:

Sg + O2 + 2 HCl → SgO2Cl2 + H2

2001-ben egy tudóscsoport folytatta a sziborgium gázfázisú kémiájának vizsgálatát, sziborgiumot reagáltattak O2-vel H2O-s környezetben. Az oxoklorid képződéséhez hasonlóan a kísérleti eredmények sziborgium-oxid-hidroxid képződését jelezték, ami a könnyebb 6-os csoportbeli elemek jól ismert reakciója.[4]

2 Sg + 3 O2 → 2 SgO3
SgO3 + H2OSgO2(OH)2

Vizes oldatok kémiája[szerkesztés]

A sziborgium vizes oldatbeli kémiájában igazolták, hogy – könnyebb homológjaihoz, a molibdénhez és volfrámhoz hasonlóan – +6-os oxidációs állapota stabil. A sziborgium kationcserélő gyantáról HNO3/HF oldattal lemosódik, valószínűleg mint semleges SgO2F2 vagy [SgO2F3] anionos komplex formájában. Ugyanakkor 0,1 M HNO3-mal – a molibdéntől és volfrámtól eltérően – nem eluálódik, ami azt jelzi, hogy a [Sg(H2O)6]6+ hidrolízise csak a [Sg(OH)5(H2O)]+ kationos komplexig megy végbe.

A vizsgált vegyületek és komplex ionok összefoglalása[szerkesztés]

Képlet Név
SgO2Cl2 sziborgium-oxoklorid ; sziborgium(VI)-dioxid-diklorid ; sziborgil-diklorid
SgO2F2 sziborgium-oxofluorid ; sziborgium(VI)-dioxid-difluorid ; sziborgil-difluorid
SgO3 sziborgium-oxid ; sziborgium(VI)-oxid ; sziborgium-trioxid
SgO2(OH)2 sziborgium-oxid-hidroxid ; sziborgium(VI)-dioxid-dihidroxid
[SgO2F3] trifluorodioxosziborgát(VI)
[Sg(OH)5(H2O)]+ akvapentahidroxisziborgium(VI)

Hideg fúzióval szintetizált izotópok története[szerkesztés]

Ez a rész a sziborgium nuklidok úgynevezett „hideg” fúziós előállítási reakcióval foglalkozik. Ezek olyan folyamatok, amelyekben a keletkező nuklid kevéssé gerjesztett (~10-20 MeV, innen a „hideg”), így hasadással szemben nagyobb valószínűséggel marad stabil. A gerjesztett mag ezután mindössze egy-két neutron kibocsátásával alapállapotba bomlik.

208Pb(54Cr,xn)262-xSg (x=1,2,3)[szerkesztés]

A 106-os elem hideg fúziós reakcióval történő előállítását először 1974 szeptemberében kísérelte meg egy G. N. Flerov által vezett szovjet tudóscsoport a dubnai Egyesített Atomkutató Intézetben. A csoport 0,48 másodperces spontán hasadásos aktivitásról számolt be, melyet a 259106 izotóphoz rendeltek. Későbbi bizonyítékok alapján azt feltételezik, hogy a csoport valószínűleg a 260Sg és leánymagjának, a 256Rf-nek a bomlását mérte. A TWG (transzfermium munkacsoport) megállapította, hogy – abban az időben – az eredmények nem voltak elég meggyőzőek.[5]

A dubnai csoport 1983-84-ben ismét megvizsgálta a problémát, és kimutattak egy – közvetlenül a 260Sg-nak tulajdonított – 5 ms-os spontán hasadásos aktivitást[5]

A GSI csoportja ezt a reakciót először 1985-ben vizsgálta, a genetikus szülő-leány bomlások korreláció továbbfejlesztett módszerének felhasználásával. Kimutatták a 261Sg (x=1) és 260Sg izotópokat, és megmérték a részleges 1n neutron párolgás gerjesztési függvényt.[6]

2000 decemberében a franciaországi GANIL egyik csoportja tanulmányozta a reakciót, és újabb eredményként kimutattak 10 atom 261Sg-et és 2 atom 260Sg-at.

Izotópok bomlástermékként történő előállítása[szerkesztés]

A sziborgium izotópjait nehezebb elemek bomlásának termékeként is megfigyelték. Az eddig összegyűlt megfigyeléseket az alábbi táblázat foglalja össze:

Bepárlási maradék Megfigyelt Sg izotóp
291Lv, 287Fl, 283Cn 271Sg
271Hs 267Sg
270Hs 266Sg
277Cn, 273Ds, 269Hs 265Sg
271Ds, 267Ds 263Sg
270Ds 262Sg
269Ds, 265Hs 261Sg
264Hs 260Sg

Az izotópok felfedezésének kronológiája[szerkesztés]

Izotóp A felfedezés éve Mely reakcióban fedezték fel
258Sg 1994 209Bi(51V,2n)
259Sg 1985 207Pb(54Cr,2n)
260Sg 1985 208Pb(54Cr,2n)
261Sg 1985 208Pb(54Cr,n)
262Sg 2001 207Pb(64Ni,n)[7]
263Sgm 1974 249Cf(18O,4n)
263Sgg 1994 208Pb(64Ni,n)[7]
264Sg 2006 238U(30Si,4n)
265Sg 1993 248Cm(22Ne,5n)
266Sg 2004 248Cm(26Mg,4n)
267Sg 2004 248Cm(26Mg,3n)[8]
268Sg ismeretlen
269Sg ismeretlen
270Sg ismeretlen
271Sg 2003 242Pu(48Ca,3n)[9]

Izotópok[szerkesztés]

A sziborgiumnak 11 ismert izotópja létezik (a metastabil és K-spin izomereket nem számítva). A leghosszabb élettartamú a 271Sg, mely alfa-bomlással és spontán hasadással bomlik. Felezési ideje 1,9 perc. A legrövidebb életű izotóp a 258Sg, ez szintén alfa-bomlásra és spontán hasadásra képes. Felezési ideje 2,9 ms.

Izoméria a sziborgium nuklidokban[szerkesztés]

266Sg[szerkesztés]

Az első vizsgálatok 8,63 MeV-os alfa-sugárzást azonosítottak kb. 21 másodperc felezési idővel, amit a 266Sg alapállapotának tekintettek. Később azonosítottak kb. 21 másodperc felezési idejű 8,52 MeV és 8,77 MeV energiájú alfa-sugárzó nuklidokat is, ami páros-páros nuklidok esetén szokatlan. A 270Hs előállítása során végzett újabb vizsgálatok szerint a 266Sg-ot spontán hasad 360 ms felezési idővel. A 277112 és 269Hs tanulmányozása során végzett újabb munkák új információkat szolgáltattak a 265Sg és 261Rf bomlásáról. Ezek alapján az eredeti 8,77 MeV-os sugárzást a 265Sg-höz kell rendelni. A jelenlegi adatok szerint így az alapállapot a spontán hasadás, a 8,52 MeV-es sugárzás pedig egy nagy spinű K-izomer. Ezen hozzárendelések megerősítéséhez további vizsgálatok szükségesek. Az adatok átértékelése alapján a 8,52 MeV-os sugárzást a 265Sg-hoz kell rendelni, a 266Sg pedig csak hasadást szenved.

265Sg[szerkesztés]

A 265Sg újabb keletű közvetlen szintézise során négy alfa-energiát mértek 7,4 másodperc felezési idővel: 8,94, 8,84, 8,76 és 8,69 MeV. A 277112 és 269Hs bomlásából származó 265Sg bomlásának megfigyelése során úgy találták, hogy a 8,69 MeV-os sugárzást egy izomer szinttel lehet azonosítani, melynek felezési ideje kb. 20 másodperc. Ez a szint valószínűleg okoz némi zavart az adatok 266Sg-hoz és 265Sg-höz rendelésében, mivel mindkét mag hasadó radzerfordium izotópokká bomolhat.

Az adatok újkeletű átértékelése szerint tényleg két izomer létezik, az egyik fő bomlási energiája 8,85 Mev, felezési ideje 8,9 másodperc, a másik izomer bomlási energiája 8,70 MeV, felezési ideje pedig 16,2 mp.

Izotópok kémiai hozama[szerkesztés]

Hideg fúzió[szerkesztés]

Az alábbi táblázat a közvetlenül sziborgium izotópot szolgáltató hideg fúziós reakciók hatáskeresztmetszeteit és gerjesztési energiáit tartalmazza. A félkövér adatok a gerjesztési függvények méréseinek maximumát jelölik. A megfigyelt kilépési csatornákat + jelöli.

Bombázó részecske Céltárgy CN 1n 2n 3n
54Cr 207Pb 261Sg
54Cr 208Pb 262Sg 4,23 nb , 13,0 MeV 500 pb 10 pb
51V 209Bi 260Sg 38 pb , 21,5 MeV
52Cr 208Pb 260Sg 281 pb , 11,0 MeV

Forró fúzió[szerkesztés]

Az alábbi táblázat a közvetlenül sziborgium izotópot szolgáltató forró fúziós reakciók hatáskeresztmetszeteit és gerjesztési energiáit tartalmazza. A félkövér adatok a gerjesztési függvények méréseinek maximumát jelölik. A megfigyelt kilépési csatornákat + jelöli.

Bombázó részecske Céltárgy CN 3n 4n 5n 6n
30Si 238U 268Sg + 9 pb, 40,0 ~ 80 pb , 51,0 MeV ~30 pb , 58,0 MeV
22Ne 248Cm 270Sg ~25 pb ~250 pb
18O 249Cf 267Sg +

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. A raderfordiumtól az oganeszonig – a nemrégen felfedezett kémiai elemek magyar neve. Magyar Tudományos Akadémia, 2019. július 24. (Hozzáférés: 2019. július 27.)
  2. (1994) „Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1994)”. Pure and Applied Chemistry 66, 2419. o. DOI:10.1351/pac199466122419.  
  3. (1997) „Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997)”. Pure and Applied Chemistry 69, 2471. o. DOI:10.1351/pac199769122471.  
  4. Huebener et al. (2001). „Physico-chemical characterization of seaborgium as oxide hydroxide”. Radiochim. Acta 89, 737–741. o. [2014. október 25-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1524/ract.2001.89.11-12.737. (Hozzáférés ideje: 2010. április 26.)  
  5. a b Barber, R. C. (1993). „Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements (Note: for Part I see Pure Appl. Chem., Vol. 63, No. 6, pp. 879-886, 1991)”. Pure and Applied Chemistry 65, 1757. o. DOI:10.1351/pac199365081757.  
  6. Münzenberg, G. (1985). „The isotopes 259106,260106, and 261106”. Zeitschrift für Physik a Atoms and Nuclei 322, 227. o. DOI:10.1007/BF01411887.  
  7. a b lásd darmstadtium
  8. lásd hasszium
  9. lásd fleróvium

Fordítás[szerkesztés]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Seaborgium című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

További információk[szerkesztés]

Commons:Category:Seaborgium
A Wikimédia Commons tartalmaz Sziborgium témájú médiaállományokat.