Transuranio

I transuranici , o elementi transuranici, sono gli elementi chimici il cui numero atomico è superiore a quello dell'uranio , cioè superiore a 92. Sono tutti radioelementi privi di isotopo stabile , prodotti artificialmente, all'interno dei reattori nucleari per i più leggeri, e da acceleratori di particelle di alcuni laboratori di ricerca specializzati per i più pesanti (26 erano stati sintetizzati indicembre 2016, da nettunio (93) a oganesson (118), nessun isotopo con un numero atomico maggiore di 118 è stato osservato a questa data); o forse da alcune stelle come la stella di Przybylski , il cui spettro di assorbimento rivela la presenza di diversi attinidi

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↓

Questo

Aveva

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papà

Poteva

Cfr

Nel 2008, il prezzo di costo di un grammo di questi elementi sintetici era dell'ordine di € 2.500 ( $ 4.000 ) per le armi di grado 239 Pu al plutonio e 37,5 milioni di euro (60 milioni di dollari USA ) per il californio 98 Cfr. Questo è il motivo per cui transuranici oltre il californio nella tavola periodica non sono mai stati prodotti se non in tracce - poche centinaia di atomi al massimo, solo per scopi scientifici.

Con l' aumentare del loro numero atomico , i transuranici diventano rapidamente molto instabili. Il nettunio 93 Np e il plutonio 94 Pu, i più leggeri di loro hanno isotopi la cui emivita è di milioni di anni, ma tra gli attinidi seguenti, solo il curio 96 Cm ha raggiunto 15,6 milioni di anni con l' isotopo 247 Cm, e, tra i transattinidi osservati, solo il dubnio 105 Db raggiunge le 16 ore con l'isotopo 268 Db. Un " isola di stabilità " era stato ipotizzato in 8 ° periodo tra superactinide , ma piuttosto trovare se c'è in realtà tra elemento transactinide del 7 ° periodo .

Proprietà

I primi undici transuranici sono attinidi , come il torio e l' uranio . I quattro più leggeri - nettunio , plutonio , americio , curio - sono prodotti in quantità significative nei reattori nucleari, mentre i successivi sette sono sintetizzati solo in laboratorio.

I seguenti quattordici transuranici che sono stati osservati sono chiamati transattinidi , perché si trovano oltre la famiglia degli attinidi nella tavola periodica degli elementi .

Le proprietà chimiche degli attinidi sono coerenti con la periodicità osservata durante i primi sei periodi della tavola periodica . Hanno un comportamento che ricorda i lantanidi , ma con maggiore stabilità in stati di ossidazione elevata (+5 e +6) grazie alla processione elettronica più carica degli attinidi, che protegge ulteriormente il nucleo dagli elettroni . D'altra parte, le proprietà chimiche dei transattinidi si discostano dalla periodicità degli elementi più leggeri: per Z >> 100, gli effetti relativistici diventano significativi sugli elettroni in interazione con un nucleo fortemente carico, alcune correzioni indotte dall'elettrodinamica quantistica non possono più essere trascurate, le approssimazioni considerando gli elettroni individualmente per determinare gli orbitali cessano di essere valide, e gli effetti di accoppiamento spin-orbita ridistribuiscono i livelli di energia, e quindi le subshell elettroniche : ne consegue che la distribuzione degli elettroni attorno al nucleo obbedisce meno e meno le regole ben verificate per i primi sei periodi e che le proprietà degli elementi in questa regione dell'array cessano di essere prevedibili in base al loro gruppo .

Pertanto, l'elemento 118 Og dovrebbe essere un gas raro in virtù del suo posizionamento sul fondo della 18 esima colonna, ma sarebbe effettivamente essere un solido semiconduttore proprietà di una vicina metalloide , mentre l'elemento 114 Fl , che dovrebbe essere un alberino Transizione metallo nella parte inferiore del 14 esima colonna, piuttosto avrebbe le proprietà di un gas raro .

Il copernicio 112 Cn, situato tra i metalli di transizione , ha anche alcune proprietà più vicine al gas raro e sarebbe anche gassoso.

Scoperta e denominazione

Produzione artificiale

I transuranici sono stati scoperti principalmente da tre laboratori specializzati:

Il Lawrence-Berkeley National Laboratory , California , sotto tre diversi direttori:
- Edwin Mattison McMillan , il primo a scoprire un elemento transuranico:
  - 93 ( nettunio , Np) nel 1940, così chiamato dopo il pianeta Nettuno , perché deriva dall'uranio, proprio come Nettuno segue Urano nell'ordine dei pianeti.
- Glenn T.Seaborg , il successivo, che ha scoperto:
  - 94 ( plutonio , Pu) nel 1940, dal nome del pianeta Plutone , secondo la regola di denominazione adottata per nettunio, poiché Plutone segue Nettuno nell'ordine dei pianeti.
  - 95 ( americio , Am) nel 1944, così chiamato perché è un analogo dell'europio , e dal nome del continente in cui è stato prodotto per la prima volta.
  - 96 ( curium , Cm) nel 1944, secondo Pierre e Marie Curie , i famosi ricercatori che isolarono i primi elementi radioattivi.
  - 97 ( berkelium , Bk) nel 1949, dal nome della città di Berkeley , dove si trova l'università.
  - 98 , ( californio , Cf) nel 1950, secondo lo Stato della California , dove si trova l'università.
- Albert Ghiorso , che era un membro del team di Seaborg quando producevano curium , berkelium e californio , e che, divenuto direttore, ha prodotto:
  - 99 ( einsteinio , Es) nel 1952, dal nome del grande fisico Albert Einstein .
  - 100 ( fermium , Fm) nel 1952, dal nome di Enrico Fermi , il fisico che eseguì la prima reazione a catena controllata.
  - 101 ( mendelevium , Md) nel 1955, dal nome del chimico russo Dmitri Mendeleïev , uno dei due uomini che hanno sviluppato la tavola periodica degli elementi chimici.
  - 102 ( nobelium , No) nel 1958, così chiamato in seguito alla prima affermazione (ora invalidata) della sua scoperta da parte dell'Istituto Nobel di Oslo , Norvegia nel 1957; il " Transfermium Working Group " della IUPAC - UIPPA ha tuttavia attribuito nel 1992 al laboratorio Flerov del JINR di Dubna , in Russia , la paternità della scoperta di questo elemento, considerando che proprio a Dubna è stato formalmente identificato. nel 1966.
  - 103 ( lawrencium , Lr) nel 1961, in omaggio a Ernest O. Lawrence , un fisico noto per aver sviluppato il ciclotrone , e da cui prende il nome il Lawrence Livermore National Laboratory (dove questi transuranici sono stati sintetizzati).

Il Flerov Laboratory for Nuclear Reactions of the Unified Institute for Nuclear Research (JINR) a Dubna , in Russia , che ha sintetizzato quanto segue:
- Tre sovietico dell'epoca transactinides , il nome che è stato oggetto di una lite intensa con il team di Berkeley rivale nel contesto della guerra fredda , una lite che è stato solo si è conclusa nel 1997 da un accordo globale sotto l'egida della IUPAC , e che era stato all'origine della denominazione sistematica degli elementi al fine di prevenire futuri litigi di questa natura:
  - 104 ( rutherfordium , Rf) nel 1966, chiamato kourtchatovium (Ku) in tutto il blocco orientale fino alla caduta del muro di Berlino , in omaggio al fisico russo Igor Kourtchatov , mentre IUPAC adottò il nome sistematico unnilquadium ; la faida fu risolta nel 1997 con l'adozione del nome occidentale per l'elemento 104 in omaggio al chimico neozelandese e premio Nobel Ernest Rutherford , in cambio del nome sovietico per l'elemento successivo.
  - 105 ( dubnium , Db) nel 1968, che in Occidente veniva chiamato hahnium (Ha), in omaggio al chimico tedesco e vincitore del Premio Nobel Otto Hahn , fino al 1997.
  - 106 ( seaborgium , Sg) nel 1974, dal nome di Glenn T. Seaborg , controversa in quanto quest'ultimo era ancora vivo a quel tempo, sebbene ci fosse un precedente con l' einsteinio ; L'adozione di questo nome, tuttavia, ha contribuito a porre fine nel 1997 alla disputa americano-sovietica sulla denominazione degli elementi 104, 105 e 106.
- Sei transactinidi scoperti nell'era post-sovietica e da tempo designati con il nome sistematico della IUPAC in attesa di essere formalmente convalidati e nominati da questa organizzazione, una nuova controversia sorto nel 2006 sull'oganesson :
  - 113 ( nihonium , Nh) nel 2003, in collaborazione con l' LNLL di Livermore , California
  - 114 ( flérovium , Fl) nel 1998
  - 115 ( moscovium , Mc) nel 2004, in collaborazione con l' LNLL di Livermore , California
  - 116 ( livermorium , Lv) nel 2000
  - 117 ( tennesse , Ts) nel 2010, in collaborazione con il GSI
  - 118 ( oganesson , Og) nel 2002, in collaborazione con l' LNLL di Livermore , California ; in un contesto di rinnovata tensione tra russi e americani, la squadra russa ha deciso unilateralmente di chiamare questo elemento московий (" Moskowium ", simbolo Mk) in riferimento all'oblast di Mosca dove si trova Dubna , che è contesa. sentito il team statunitense.

The Heavy Ion Research Center (GSI, for Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH ) a Darmstadt , Assia ( Germania ), sotto la direzione di Peter Armbruster , che ha sintetizzato:
- 107 ( bohrium , Bh) nel 1981, una parola formata dal nome del fisico danese Niels Bohr , che fu determinante nella delucidazione della struttura dell'atomo. Il gruppo inizialmente suggerì il nome nielsbohrium, ma fu bohrium che alla fine fu adottato.
- 108 ( hassium , Hs) nel 1984, così chiamato dopo la forma latina Hassia della Terra di Hesse , dove si trova il GSI , in modo simile al nome di californio .
- 109 ( meitnerium , Mt) nel 1982, dal nome di Lise Meitner , una fisica tedesca che fu una delle prime coinvolte nello studio della fissione nucleare.
- 110 ( darmstadtium , Ds) nel 1994, dopo la città di Darmstadt , in Germania, dove si trova GSI , in modo simile al nome berkelium .
- 111 ( roentgenio , Rg) nel 1994, dal nome di Wilhelm Roentgen , che scoprì i raggi X.
- 112 ( copernicium , Cn) nel 1996, così chiamato in omaggio a Nicolas Copernicus , che rivoluzionò le concezioni astronomiche del suo tempo.

Presenza in natura

Alcune stelle sembrano produrre diversi attinidi.

Uno studio del 2008 mostra che le righe corrispondenti ai seguenti attinidi sarebbero state identificate nello spettro di assorbimento della stella di Przybylski : attinio (Ac), protoattinio (Pa), nettunio (Np), plutonio (Pu), americio (Am), curio (Cm), berkelio (Bk), californio (Cf), einsteinio (Es).

Elenco dei transurani

n ° 93: nettunio Np
n ° 94: plutonio Pu
n ° 95: americio Am
n ° 96: curio Cm
n ° 97: berkelium Bk
n ° 98: californio Cf
n ° 99: einsteinio Es
n ° 100: fermium Fm
n ° 101: mendelevium Md
n ° 102: nobelium n
n ° 103: lawrencium Lr
Transactinides :
- n ° 104: ruterfordio Rf
- n ° 105: dubnio Db
- n ° 106: borgio marino Sg
- n ° 107: bohrium Bh
- # 108: hassium Hs
- n ° 109: meitnerio Mt
- n ° 110: darmstadtium Ds
- n ° 111: roentgenio Rg
- n ° 112: copernicium Cn
- n ° 113: nihonium Nh
- n ° 114: flerovium Fl
- n ° 115: moscovium Mc
- # 116: livermorium Lv
- n ° 117: tennesse Ts
- # 118: oganesson Og
- n ° 119: ununennium Uue *
- n ° 120: unbinilium Ubn *
Famiglia di superattinidi :
- n ° 121: unbiunium Ubu *
- n ° 122: unbibium Ubb *
- n ° 123: unbitrium Ubt *
- n ° 124: Ubq unbiquadium *
- n ° 125: unbipentium Ubp *
- n ° 126: unbihexium Ubh *
- n ° 127: Ubs unbiseptium *
- n ° 128: unbioctium Ubo *
- n ° 129: unbiennium Ube *
- n ° 130: untrinilium Utn *
- n ° 131: untriunium Utu *
- n ° 132: untribium Utb *
- n ° 133: untritrium Utt *
- n ° 134: triquadium Utq *
- n ° 135: untripentium Utp *
- n ° 136: untrihexium Uth *
- n ° 137: Untriseptium Uts *
- n ° 138: untrioctium Uto *
- n ° 139: untriennium Ute *
- n ° 140: unquadnilium Uqn *
- n ° 141: unquadunium Uqu *
- n ° 142: unquadbium Uqb *
- n ° 143: unquadtrium Uqt *
- n ° 144: unquadquadium Uqq *
- n ° 145: unquadpentium Uqp *
- n ° 146: unquadhexium Uqh *
- n ° 147: unquadseptium Uqs *
- n ° 148: unquadoctium Uqo *
- n ° 149: unquadennium Uqe *
- n ° 150: unpentnilium Upn *
- n ° 151: unpentunium Upu *
- n ° 152: unpentbium Upb *
- n ° 153: unpenttrium Upt *
- n ° 154: unpentquadium Upq *?
- n ° 155: unpentpentium Upp *?
- n ° 156: unpenthexium Uph *?
- n ° 157: Unpentseptium Ups *?

[*] Questi elementi non sono stati ancora osservati e la loro esistenza rimane quindi congetturale.

Si noti che il concetto di superattinide è una questione di chimica, che dipende dalla processione elettronica associata ai nuclei atomici, quindi il numero esatto di superattinidi è sconosciuto perché non sappiamo esattamente come si riempirebbe lo strato di 7 g .

Note e riferimenti

(it) VF Gopka , AV Yushchenko , VA Yushchenko , IV Panov e Ch. Kim , “ Identificazione delle linee di assorbimento di brevi attinidi emivita nello spettro della stella di Przybylski (HD 101065) ” , Cinematica e Fisica Corpi celesti , vol. 24, n o 2Aprile 2008, p. 89-98 ( DOI 10.3103 / S0884591308020049 , leggi online ).
Chimica in fase gassosa degli elementi superpesanti "Copia archiviata" (versione del 20 febbraio 2012 su Internet Archive ) : conferenza di Heinz W. Gäggeler, novembre 2007 - Pagina consultata il 07/07/2009.
Rapporto FLNR 2008 a JINR : "Chimica degli elementi 112 e 114", p. 87, accesso il 07/08/2009.
" " Chimica dell'Hassium " " , Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH , 2002(visitato il 31 gennaio 2007 )
" Indicazione di un elemento gassoso 112 "

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