Tenezīns (Ts, 117) — sintētisks supersmags elements, 17. grupas halogēns
Tenezīns (Ts, 117) — sintētisks supersmags halogēns/metaloīds, atklāts 2010.; noslēpumains un jaunākais periodiskās tabulas elements ar vēl neizpētītām īpašībām.
Tennezīns (agrāk Ununseptijs) ir supersmags ķīmisks elements, ko radījis cilvēks. Tā simbols ir Ts un atomu skaits 117. Tennezīns ir sintētisks un ļoti radioaktīvs elements, no dabas tas neeksistē un atomi saglabājas tikai ļoti īsu laiku. Periodiskajā tabulā tas atrodas 17. grupā, kur ierindojas ar citiem halogēniem, taču tā ķīmiskās un fizikālās īpašības vēl nav pilnībā noskaidrotas. Iespējams, ka tas izrādīsies daļēji metaloīds — relativistisko elektronisko efektu dēļ tā uzvedība var atšķirties no vieglāko halogēnu uzvedības.
Atklāšana un nosaukums
Par elementa sintēzi pirmo reizi paziņoja 2010. gadā starptautiska zinātnieku grupa, kurā piedalījās Krievijas un ASV pētnieki. Eksperimenti tika veikti, izmantojot smago jonfūziju, sapludinot 48Ca jonus ar 249Bk mērķa kodolu. IUPAC oficiāli atzina atklāšanu vēlāk, un 2016. gadā elementam tika piešķirts nosaukums Tennessine (latviski bieži tulkots kā Tennezīns vai Tenezīns) par godu ASV štata Tennessee ieguldījumam šajos pētījumos (piem., Oak Ridge National Laboratory, Vanderbilt University un University of Tennessee).
Ražošana un izotopi
Tennezīns tiek radīts mākslīgi superšauras fūzijas reakcijās, un iegūstamos daudzumus mēra atomos. Lielākā daļa zināmo izotopu ir ļoti īslaicīgi; eksperimentāli atrastie izotopi (piem., 293Ts un 294Ts) sabrūk mērogā no milisekundēm līdz dažām sekundēm. Tā kā izotopu ražošana ir tehniski sarežģīta un dārga, pieejamie dati par šo elementu ir ierobežoti.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Īpašības, kas tieši novērotas laboratorijā, ir minimālas, tāpēc daudz kas balstās uz teorētiskām prognozēm:
- Elektroniskā konfigurācija nodrošina vietu 17. grupā un paredz dominējošu halogēnu raksturu, taču relativistiskie efekti var mainīt orbitāļu enerģijas un radīt negaidītas īpašības.
- Ķīmiskā uzvedība: paredzams, ka galvenā oksidācijas pakāpe var būt −1, tomēr var rasties arī pozitīvas oksidācijas pakāpes vai pārejas metāliskākai dabai salīdzinājumā ar vieglākiem halogēniem.
- Fizikālās īpašības: nav tiešu mērījumu par krāsu, blīvumu vai kušanas punktu; cerības ir, ka tās atšķirsies no astatīna un joda galvenokārt relativistisku efektu dēļ.
Drošība un pielietojums
Visi tennezīna izotopi ir ļoti radioaktīvi un tiek sintezēti tikai nelielos atomu skaitos; tāpēc nav praktiskas izmantošanas komerciālos vai rūpnieciskos nolūkos. Pētījumi par šo elementu ir svarīgi primāri pamatzinātnei — kodolfizikai un atomu ķīmijai —, lai labāk izprastu smago elementu īpašības un relativistisko efektu ietekmi.
Kopumā tennezīns paliek slikti pētīts elements ar ierobežotu eksperimentālu informāciju; turpmāki sintezēšanas un ķīmijas eksperimenti var sniegt dziļāku izpratni par tā vietu periodiskajā tabulā un par to, cik ļoti smago elementu uzvedību ietekmē relativitāte.
Vēsture
Pirms atklāšanas
2004. gadā Apvienotā kodolpētniecības institūta (JINR) komanda Dubnā, Maskavas apgabalā, Krievijā, plānoja veikt eksperimentu, lai sintezētu (radītu) 117. elementu. To sauc par 117. elementu, jo protonu skaits tā atomā ir 117. Lai to izdarītu, vajadzēja sakausēt elementus berkeliju (elements 97) un kalciju (elements 20). Tomēr amerikāņu komanda Ouk Ridžas Nacionālajā laboratorijā, kas ir vienīgais berkelija ražotājs pasaulē, uz kādu laiku bija pārtraukusi berkelija ražošanu. Tāpēc viņi vispirms sintezēja elementu 118, izmantojot kaliforniju (elements 98) un kalciju.
Krievijas komanda vēlējās izmantot berkeliju, jo eksperimentā izmantotajam kalcija izotopam kalcijs-48 ir 20 protoni un 28 neitroni. Tas ir visvieglākais stabilais vai gandrīz stabilais kodols (atoma vidusdaļa), kurā ir daudz vairāk neitronu nekā protonu. Cinks-68 ir otrais vieglākais šāda veida kodols, bet tas ir smagāks par kalciju-48. Tā kā tenesīnam ir 117 protoni, tiem nepieciešams vēl viens atoms ar 97 protoniem, lai savienotos ar kalcija atomu, un berkelijam ir 97 protoni.
Eksperimenta laikā berkelijs tiek veidots par mērķi, un kalcijs tiek izšauts staru kūļa veidā uz berkelija mērķi. Kalcija staru izveido Krievijā, no dabiskā kalcija ar ķīmiskiem līdzekļiem atdalot nelielu kalcija-48 daudzumu. Pēc eksperimenta izveidotais kodols būs smagāks un tuvāks stabilitātes salai. Tā ir ideja, ka daži ļoti smagi atomi var būt diezgan stabili.
Tennessine atklāšana
2008. gadā amerikāņu komanda atkal sāka radīt berkeliju, un viņi par to pastāstīja Krievijas komandai. Programmas ietvaros tika izgatavoti 22 miligrami berkelija, un ar to pietika eksperimentam. Drīz pēc tam 90 dienās berkelijs tika atdzesēts un vēl 90 dienās ar ķīmiskiem paņēmieniem padarīts tīrāks. Berkelija mērķis bija ātri jānogādā Krievijā, jo izmantotā berkelija izotopa - berkelija-249 - pussabrukšanas periods ir tikai 330 dienas. Citiem vārdiem sakot, pēc 330 dienām puse no visa berkelija vairs nebūs berkelijs. Patiesībā, ja eksperiments nebūtu sācies sešus mēnešus pēc mērķa izgatavošanas, tas tiktu atcelts, jo eksperimentam nepietika berkelija. Mērķis 2009. gada vasarā tika iesaiņots piecos svina konteineros un ar komerciālu reisu no Ņujorkas tika nosūtīts uz Maskavu.
Abām komandām bija jāsaskaras ar birokrātisku šķērsli starp Ameriku un Krieviju, pirms tās nosūtīja berkelija mērķi, lai tas varētu laikus nonākt Krievijā. Tomēr joprojām bija problēmas: Krievijas muita divreiz neļāva berkelija mērķim iebraukt valstī trūkstošo vai nepilnīgi aizpildīto dokumentu dēļ. Lai gan mērķis piecas reizes šķērsoja Atlantijas okeānu, viss ceļojums aizņēma tikai dažas dienas. Kad mērķis beidzot nonāca Maskavā, to nosūtīja uz Dimitrovgradas pilsētu Uļjanovskas apgabalā. Šeit mērķis tika novietots uz plānas titāna plēves (slāņa). Pēc tam šo plēvi nosūtīja uz Dubnu, kur to ievietoja JINR daļiņu paātrinātājā. Šis daļiņu paātrinātājs ir pasaulē jaudīgākais daļiņu paātrinātājs supersmago elementu radīšanai.
Eksperiments sākās 2009. gada jūnijā. 2010. gada janvārī Flerova Kodolreakciju laboratorijas zinātnieki paziņoja, ka ir atklāts jauna elementa ar atomu skaitu 117 sabrukums, izmantojot divas sabrukuma ķēdes. Nepārais izotops pirms spontānas (pēkšņas) skaldīšanās veic 6 alfa sabrukumus. Nepāra un pāra izotops pirms skaldīšanās veic 3 alfa izotopu sabrukumus. Oficiāls ziņojums tika publicēts 2010. gada 9. aprīlī žurnālā Physical Review Letters. Tajā bija norādīts, ka sabrukšanas ķēdēs minētie izotopi ir294 Ts un293 Ts. Izotopi tika izgatavoti šādi:
249Bk +48 Ca →297 Ts* →294 Ts + 3 n (1 notikums)
249Bk +48 Ca →297 Ts* →293 Ts + 4 n (5 notikumi)
Berkelija mērķis, ko izmanto tennesīna sintēzei šķīduma formā
Jautājumi un atbildes
Jautājums: Kāds ir Tennessine simbols?
A: Tennessine simbols ir Ts.
J: Kāds ir tennesīna atomu skaits?
A: Tennesīna atomu skaits ir 117.
J: Kurā periodiskās tabulas grupā ietilpst tennesīns?
A: Tennesīns pieder periodiskās sistēmas 17. grupai, kurā ir halogēni.
J: Kādas ir dažas tā īpašības?
A: Tā īpašības vēl nav pilnībā zināmas, bet, iespējams, tas ir metaloīds.
J: Kas atklāja tennesīnu un kad tas tika paziņots?
A: Tennesīnu atklāja Krievijas un ASV zinātnieki, un par tā atklāšanu tika paziņots 2010. gadā.
J: Vai to pašlaik izmanto kādiem citiem mērķiem, izņemot pētniecības nolūkos?
A: Nē, no 2019. gada tenesīnam nav nekāda cita pielietojuma, izņemot pētniecības nolūkos.
J: Kā tas ieguva savu nosaukumu?
A:Tenesīns savu nosaukumu ieguva no Tenesī štata.
Meklēt