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코페르니슘

Copernicium
"Uub"가 여기로 리디렉션된다.가상의 인물은 우브(드래곤 볼)를 참조한다.
코페르니슘, 씨엔
코페르니슘
발음/ˌkoʊpərrnɪsimm/ (KOH-pər-NISS-ee-əm)
외관액상 금속(예측)
질량수[285]
풍요(알 수 없음)
지구 표면에서합성
바다에(알 수 없음)
태양계에서.(경로 - [예측됨])
주기율표의 코페르니슘
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕어 탄소 질소 산소 플루오린 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브로민 크립톤
루비듐 스트론튬 이트리움 지르코늄 니오비움 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 은색 카드뮴 인듐 주석 안티모니 텔루륨 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로피움 가돌리늄 테르비움 디스프로슘 홀뮴 에르비움 툴륨 이테르비움속 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 백금 금 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로텍티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 큐륨 베르켈륨 캘리포늄 아인슈타인움 페르뮴 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 루더포듐 더브니움 수보르기움 보히움 하시움 메이트네리움 다름슈타디움 뢴트게늄 코페르니슘 니혼륨 플레로비움 모스코비움 간모륨 테네신 오가네손
Hg
↑
씨엔
↓
(으음)
roentgenium cop copernicium → 니혼륨
원자번호 (Z)112
그룹12그룹
기간7주기
블록 d-블록
전자 구성[Rn] 5f14 6d10 7s2(예측)[1]
셸당 전자2, 8, 18, 32, 32, 18, 2(개)
물리적 성질
위상 STP서액체(액체)[2]
녹는점283 ± 11 K(10 ± 11°C, 50 ± 20°F) (예측)[2]
비등점340 ± 10 K(67 ± 10 °C, 153 ± 18 °F)[2] (예측)
밀도 (근처 )14.0 g/cm3(수평)[2]
트리플 포인트283K, 25kPa(예측)[2]
원자성
산화 상태0, (+1, +2, (+4), (+6) (부모: 예측)[1][3][4][5]
이온화 에너지
  • 1차: 1155 kJ/mol
  • 2위: 2170kJ/몰
  • 3위: 3160 kJ/mol
  • (추가)(모두 추정)[1]
원자 반지름계산된 시간[1][4]: 오후 147시(시간)
기타 속성
자연발생인조의
결정구조 육각형 근위축(hcp)
Hexagonal close-packed crystal structure for copernicium

(iii)[2]
CAS 번호54084-26-3
역사
이름 지정니콜라우스 코페르니쿠스 다음으로
디스커버리게셀샤프트 퓌르 슈베리오넨포르스충(1996)
코페르니슘의 주요 동위 원소
이소슈토페 아부네댄스 하프라이프 (t1/2) 붕괴 모드 프로덕트
277씨엔 동음이의 0.69ms α 273Ds
281씨엔 동음이의 0.18초[6] α 277Ds
282씨엔 동음이의 0.91ms SF
283씨엔 동음이의 4.2초[7] 90% α 279Ds
SF 10% –
EC? 283RG
284씨엔 동음이의 98 ms 98% SF –
2% α[8] 280Ds
285씨엔 동음이의 28초 α 281Ds
286씨엔 동음이의 8.45초 ? SF –
범주: 코페르니슘
참고 문헌

코페르니슘(Copernicium)은 Cn 기호와 원자 번호 112를 가진 합성 화학 원소다.그것의 알려진 동위원소는 매우 방사능이 강하며, 단지 실험실에서만 만들어졌다.가장 안정적인 것으로 알려진 동위원소 코페르니슘-285는 반감기가 약 28초다.코페르니슘은 1996년 독일 다름슈타트 인근 GSI 헬름홀츠 중이온연구센터가 처음 만들었다.천문학자 니콜라우스 코페르니쿠스의 이름을 따서 명명되었다.

원소의 주기율표에서 코페르니슘은 d-블록 transactinide 원소와 그룹 12 원소다.금과의 반응 동안, 그것은 예측되어 왔다.

[11] 표준 온도와 압력에서 가스 또는 휘발성 액체가 될 수 있을 정도로 매우 휘발성이 강한 원소다.

코페르니슘은 그룹 12, 아연, 카드뮴, 수은에서 가벼운 호몰로그램과 다른 여러 특성을 가진 것으로 계산되는데, 상대론적 영향으로 인해 7d 전자 대신 6d 전자를 포기할 수도 있고 그룹 12 호몰로그램보다 라돈과 같은 고귀한 가스와 더 유사할 수도 있다.계산에 따르면 코페르니슘은 산화상태 +4를 나타낼 수 있는 반면 수은은 논란이 되는 존재의 한 화합물에서만 이를 나타내고 아연과 카드뮴은 전혀 보이지 않는다.또한 코페르니슘을 중성 상태에서 산화시키는 것이 다른 그룹 12 원소보다 더 어려울 것으로 예측되었다.고체 코페르니슘이 금속인지 반도체인지 절연체인지에 따라 예측이 달라진다.

소개

이 섹션은 소개에서 가장 무거운 요소로 변환된다.(이력 편집)
참고 항목:슈퍼헤비 요소 § 소개
A graphic depiction of a nuclear fusion reaction
핵융합 반응에 대한 그래픽 묘사.두 개의 핵이 하나로 융합되어 중성자를 방출한다.지금까지 새로운 원소를 만들어낸 반응은 유사했는데, 단수 중성자 몇 개가 가끔 방출되거나 아예 방출되지 않는 유일한 가능한 차이였다.
외부 영상
video icon 오스트레일리아 국립대학의[12] 계산에 기초한 성공하지 못한 핵융합 시각화

가장 무거운[a] 원자핵은 크기가[b] 같지 않은 두 개의 다른 핵들을 하나로 결합하는 핵 반응에서 생성된다; 대략 질량 면에서 두 핵이 더 불평등할수록 두 핵이 반응할 가능성이 더 크다.[18]더 무거운 핵으로 만들어진 물질은 표적으로 만들어지고, 그 다음에는 더 가벼운 핵의 빔에 의해 폭격된다.두 개의 핵은 서로 충분히 가까이 접근해야만 하나로 융합할 수 있다; 보통 핵은 정전기적 반발로 인해 서로 밀어낸다.강한 상호작용은 이러한 반발력을 극복할 수 있지만 핵으로부터 매우 짧은 거리 내에서만 가능하다. 따라서 빔 핵은 빔 핵의 속도에 비해 그러한 반발력을 경미하게 만들기 위해 크게 가속된다.[19]가까이 오는 것만으로 두 개의 핵이 융합되기에는 충분하지 않다: 두 개의 핵이 서로 접근할 때, 그들은 보통−20 10초 정도 함께 있다가 하나의 핵을 형성하기보다는 (반작용 전과 동일한 구성으로 반드시 존재하는 것은 아니다) 부분적인 방법들을 (반작용 전과 같은 구성으로) 유지한다.[19][20]만약 핵융합이 일어난다면, 복합핵이라고 불리는 일시적인 합병은 흥분된 상태일 것이다.혼합핵은 흥분 에너지를 잃고 보다 안정된 상태에 도달하기 위해 한 개 또는 여러 개의 중성자를 방출하거나 배출하는데,[c] 이 중성자는 에너지를 운반한다.이는 최초 충돌 후 약 10초−16 후에 발생한다.[21][d]

빔은 표적을 통과하여 다음 방인 분리기에 도달한다. 새로운 핵이 생성되면 이 빔과 함께 운반된다.[24]분리기에서 새로 생성된 핵은 다른 핵종(원래 빔과 다른 반응 제품의 핵)[e]에서 분리되어 표면 배리어 검출기로 전달되며, 이는 핵이 정지한다.검출기에 대한 다음 충격의 정확한 위치가 표시되며, 에너지 및 도착 시간도 표시된다.[24]전달은 약 10초−6 정도 걸린다. 감지되기 위해서는 핵이 이만큼 오래 살아남아야 한다.[27]핵은 붕괴가 등록되면 다시 기록되며, 위치, 에너지, 붕괴 시간을 측정한다.[24]

핵의 안정성은 강한 상호작용에 의해 제공된다.그러나, 그것의 범위는 매우 짧다; 핵이 커질수록, 가장 바깥쪽 핵에 대한 영향력은 약해진다.동시에 핵은 사정거리가 무제한이어서 양성자 사이의 정전기적 반발에 의해 갈라진다.[28]따라서 가장 무거운 원소의 핵은 이론적으로 예측되며[29] 지금까지 알파 붕괴와 자발적 핵분열이라는 그러한 반발에 의해 야기되는 붕괴 모드를 통해 주로 붕괴되는 것으로 관찰되어[30] 왔다.[f] 이러한 모드는 초중량 원소의 핵에 지배적이다.알파 해독은 방출된 알파 입자에 의해 등록되며, 붕괴 산물은 실제 붕괴 전에 결정하기 쉽다. 만약 그러한 붕괴나 연속적인 해독이 알려진 핵을 생성한다면, 반응의 원래 산술적으로 결정할 수 있다.[g]그러나 자발적 핵분열은 다양한 핵들을 생산물로 생산하기 때문에 원래의 핵종들은 딸들로부터 결정될 수 없다.[h]

따라서 가장 무거운 원소 중 하나를 합성하려는 물리학자들이 이용할 수 있는 정보는 검출기에서 수집된 정보, 즉 검출기에 입자가 도달한 위치, 에너지 및 시간, 그리고 검출기의 붕괴 시간이다.물리학자들은 이 자료를 분석하여 그것이 정말로 새로운 원소에 의해 야기된 것이며 주장했던 것과 다른 핵종에 의해 야기되었을 수 없다는 결론을 내리려고 한다.제공된 데이터는 새로운 요소가 확실히 생성되었다는 결론에 불충분하며 관측된 효과에 대한 다른 설명이 없다. 데이터 해석에 오류가 발생하였다.[i]

역사

디스커버리

코페르니슘은 1996년 2월 9일 독일 다르슈타트에 있는 게셀샤프트 퓌르 슈베리오넨포르스충(GSI)에서 시구르드 호프만, 빅터 니노프 외 연구진에 의해 처음 만들어졌다.[42]이 원소는 중이온가속기에서 납-208 핵으로 만들어진 표적에 가속 아연-70 핵들을 발사함으로써 만들어졌다.코페르니슘의 단일 원자는 277의 질량 숫자로 생산되었다.(원래 1초는 보고되었지만 니노프가 조작한 데이터를 바탕으로 한 것으로 밝혀져, 따라서 철회되었다.)[42]

208
82Pb + 70
30Zn → 278
112Cn* → 277
112Cn + 1
0n

2000년 5월 GSI는 코페르니슘-277의 추가 원자를 합성하는 실험을 성공적으로 반복했다.[43]이러한 반응은 2004년과 2013년 RIKEN에서 3개의 원자를 추가로 합성하고 GSI 팀이 보고한 붕괴 데이터를 확인하기 위해 가스 충전 반동 분리기 설정을 사용한 초중량 원소 검색에서 반복되었다.[44][45]이러한 반응은 cn(2n채널에서 제작)을 목표로 하기 위해 1971년 러시아 더블나 소재 핵공동연구소에서 시도된 바 있으나 성공하지 못했다.[46]

IUPAC/IUPAP 공동실무단(JWP)은 2001년과[47] 2003년 GSI팀이 코페르니슘의 발견 주장을 평가했다.[48]두 경우 모두 자신들의 주장을 뒷받침할 증거가 부족하다는 것을 알게 됐다.이것은 주로 알려진 핵종 러더포드 261에 대한 모순되는 붕괴 데이터와 관련이 있다.그러나 2001~2005년 GSI 팀은 Cm(26Mg,5n)269Hs 반응을 연구하여 하시움-269와 러더포디움-261에 대한 붕괴 데이터를 확인할 수 있었다.기존 러더포드륨-261 데이터는 현재 [49]러더포드륨-261m로 지정된 이소머를 위한 것으로 밝혀졌다.

2009년 5월 JWP는 112번 원소의 발견 주장에 대해 다시 보고하고 GSI 팀을 112번 원소의 발견자로 공식 인정했다.[50]이 결정은 RIKEN에서의 확인 실험뿐만 아니라 딸 핵의 붕괴 특성 확인에 기초하였다.[51]

Ds에 대한 알파 붕괴 분기가 검출되었음에도 불구하고 대부분의 관측된 cn 원자는 자발적 핵분열에 의해 붕괴되고, 열 핵융합 반응 U(48Ca,3n)283Cn에서 무거운 동위원소 cn을 합성하기 위해 1998년부터 러시아 두브나에 있는 핵연구를 위한 공동연구소에서도 연구가 수행되었다.반면 초기 실험 3분의 화학적 행동에 기반하여 그것의 관찰된 긴 반감기로 생산된 핵종을 할당하기 위한 것, 이들은 정말로, 지금 이 오래 사는 활동 2에서 못 했을 것으로 보인다(copernicium 수은 아래의 주기율 표에 있는 것)[51]예상되어 진 것mercury-like지 않다는 것이 발견되었다.83Cncn과 연관된 4초 반감기를 가진 전자 포획 딸 Rg를 제외한 모든 것. (또 다른 가능성은 전이 가능한 이항체 cn에 할당된다.)[52]반면 242Pu+48Ca과 245Cm+48Ca 반응ㅅ다 나중에 cross-bombardments 283Cn과 그 부모님287Fl과 291Lv의 속성을 확인하는 것에, JWP에 의해 flerovium과 livermorium(원소 114번과 116번)은 2011년 발견의 마음에 주요한 역할을 한 성공 이 일 277Cn에 GSI-침팬치 이동 경로의 일에 후속과 시작되었다.우선 순위 assigne다gsi로.[51]

이름 지정

a painted portrait of Copernicus
프톨레마이오스의 초기 지구중심 모델을 대체하여 태양 주위를 도는 행성들로 태양중심 모델을 공식화한 니콜라우스 코페르니쿠스.

멘델레예프의 명명법을 익명의 미발견 원소에 사용한다면 코페르니슘은 에카-머큐리로 알려져야 한다.1979년에 IUPAC는 원소가 발견되고(그리고 그 후에 발견이 확인됨) 영구적인 이름이 결정되기 전까지, 그 원소를 자리 표시자로 하는 체계적 요소 이름인 [53]운비움(Uub의 해당 기호)이라고 부르도록 한 권고안을 발표했다.화학 교실에서부터 고급 교과서에 이르기까지 화학계 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되었지만, E112, (112), 심지어 간단히 112의 상징으로 "원초112"라고 부르는 이 분야의 과학자들 사이에서 권고는 대부분 무시되었다.[1]

IUPAC는 GSI 팀의 발견을 인정한 후 112 요소의 영구적인 이름을 제안해 줄 것을 요청했다.[51][54]2009년 7월 14일, 그들은 니콜라우스 코페르니쿠스가 "우리의 세계관을 바꾼 뛰어난 과학자를 기리기 위해" 원소 상징 Cp와 함께 코페르니슘을 제안했다.[55]

명칭에 대한 과학계의 표준 6개월 토론 기간 동안, 이전에는 기호 Cp가 현재 루테튬(Lu)으로 알려진 카시오페륨(카시오피움) 이름, 복합 사이클로펜타디엔과 연관되어 있다는 지적이 있었다.[56][57][58][59]이 때문에 IUPAC는 Cp를 미래 상징물로 사용할 수 없도록 해 GSI 팀은 Cn이라는 상징물을 대안으로 내세웠다.IUPAC는 코페르니쿠스 탄생 537주년인 2010년 2월 19일 제안된 명칭과 상징물을 공식적으로 받아들였다.[56][60]

동위 원소

주요 기사:코페르니슘 동위 원소
코페르니슘 동위 원소 목록
동위원소 하프라이프[j] 썩다
모드		 디스커버리
연도[61] 		디스커버리
반동[62]
가치 참조
277씨엔 0.85ms [61] α 1996 208Pb(70Zn,n)
281씨엔 0.18초 [6] α 2010 285FL(—,α)
282씨엔 0.91ms [63] SF 2003 290Lv(—,2α)
283씨엔 4.2초 [63] α, SF, EC? 2003 287FL(—,α)
284씨엔 98 ms [63] α, SF 2004 288FL(—,α)
285씨엔 28초 [63] α 1999 289FL(—,α)
285m씨엔[k] 15초 [61] α 2012 293mLv(—,2α)
286씨엔[k] 8.45초 [64] SF 2016 294Lv(—,2α)

코페르니슘은 안정적이거나 자연적으로 발생하는 동위원소가 없다.두 개의 원자를 융합하거나 더 무거운 원소의 붕괴를 관찰하여 여러 개의 방사성 동위원소가 실험실에서 합성되었다.질량 번호 277과 281–286으로 7개의 서로 다른 동위원소가 보고되었으며, cn에서 확인되지 않은 전이성 이성질체 1개가 보고되었다.[65]이러한 붕괴의 대부분은 알파 붕괴를 통해 대부분 붕괴되지만 일부는 자발적 핵분열을 겪으며, 코페르니슘-283은 전자 포획 분지를 가질 수 있다.[66]

동위원소 코페르니슘-283은 플레로비움과 간모륨 원소의 발견을 확인하는 데 중요한 역할을 했다.[67]

반리브

확인된 모든 코페르니슘 동위원소는 극도로 불안정하고 방사능이 강하다. 일반적으로 무거운 동위원소는 라이터보다 안정적이다.가장 안정적인 것으로 알려진 동위원소 cn은 반감기가 29초, cn은 반감기가 4초, 확인되지 않은 cn과 cn은 각각 15초와 8.45초의 반감기를 갖고 있다.다른 동위원소들은 반감기가 1초보다 짧다.281cn과 cn은 모두 0.1초 단위로 반감기를 갖고 있고, 나머지 2개 동위원소는 1밀리초 미만의 반감기를 갖고 있다.[66]무거운 동위원소 cn과 cn은 이론적 안정성의 섬 중심 부근에 있을 것으로 예측되기 때문에 몇 십 년 이상 반감기를 가질 수 있으며, 납보다 10배−12 정도 풍부하겠지만 r 공정에서 생산되어 우주 광선에서도 검출될 수 있을 것으로 예측된다.[68]

코페르니슘의 가장 가벼운 동위원소는 두 개의 가벼운 핵 사이에 직접 융접하여 붕괴 생성물로 합성된 반면, 무거운 동위원소는 무거운 핵의 붕괴에 의해서만 생성되는 것으로 알려져 있다.직접 핵융합에 의해 생성된 가장 무거운 동위원소는 Cn이다; 세 개의 더 무거운 동위원소인 Cn, Cn은 원자 번호가 더 큰 원소의 붕괴 산물로만 관측되었다.[66]

1999년 버클리 캘리포니아 대학의 미국 과학자들은 오그 원자 3개를 합성하는 데 성공했다고 발표했다.[69]이들 모핵은 알파 붕괴를 겪었다고 주장된 코페르니슘-281핵을 형성하기 위해 3개의 알파 입자를 연속적으로 방출해 붕괴에너지가 10.68MeV, 반감기가 0.90ms인 알파 입자를 방출한 것으로 보고됐으나 2001년[70] 니노프가 조작한 데이터를 바탕으로 한 것이어서 이들의 주장이 철회됐다.[71]이 동위원소는 실제로 2010년에 동일한 팀에 의해 생산되었다. 새로운 데이터는 이전의 조작된 데이터와 모순된다.[72]

예측 특성

코페르니슘 또는 코페르니슘 화합물의 성질은 거의 측정되지 않았다. 이는 코페르니슘의 생산량이[73] 극도로 제한되고 비용이 많이 들기 때문이며 코페르니슘(및 그 부모)이 매우 빨리 감소하기 때문이다.비등점뿐만 아니라 몇 가지 특이한 화학적 특성이 측정되었지만 코페르니슘 금속의 성질은 일반적으로 알려져 있지 않으며 대부분의 경우 예측만 가능하다.

케미컬

코페르니슘은 6d 시리즈의 10번째이자 마지막 멤버로 아연, 카드뮴, 수은 이하의 주기율표에서 가장 무거운 그룹 12 원소다.그것은 더 가벼운 그룹 12 요소와는 크게 다를 것으로 예측된다.그룹 12 원소와 기간 7 원소의 발란스 s-subshell은 코페르니슘에서 상대론적으로 가장 강하게 수축될 것으로 예상된다.이것과 코페르니슘의 밀폐된 구성은 아마도 매우 고귀한 금속이 될 것이다.Cn2+/Cn 커플에 대해 +2.1V의 표준 감소 가능성이 예측된다.코페르니슘이 예측한 1155 kJ/mol의 1차 이온화 에너지는 1170.4 kJ/mol의 고귀한 가스 제논과 거의 일치한다.[1]코페르니슘의 금속 결합도 매우 약해야 하며, 아마도 고귀한 기체처럼 극도로 휘발성을 갖게 하고, 잠재적으로 상온에서 기체성을 갖게 할 것이다.[1][74]그러나 구리, 팔라듐, 백금, 은, 금으로 금속-금속 결합을 형성할 수 있어야 한다. 이러한 결합은 수은을 가진 유사 결합보다 약 15–20 kJ/mol 약할 것으로 예측된다.[1]이전의 제안에 반대하여,[75] 높은[76] 정확도의 아비니시오 계산은 단독 가치 코페르니슘의 화학이 고귀한 가스의 화학보다 수은의 그것과 유사하다고 예측했다.후자의 결과는 공석인 7p1/2 코페르니슘 상태의 에너지를 현저히 낮추는 거대한 스핀-오르비트 상호작용에 의해 설명될 수 있다.

일단 코페르니슘이 이온화되면, 코페르니슘의 화학은 아연, 카드뮴, 수은과 몇 가지 차이점을 나타낼 수 있다.cn은2+ 7s 전자궤도의 안정화, 상대론적 효과에 의한 6d 전자궤도의 불안정화 때문에 호몰로게이션과 달리 7s 이전에 6d 궤도를 사용하여 [Rn]5f6d7s1482 전자구성을 가질 가능성이 있다.6d 전자가 화학적 결합에 더 쉽게 참여한다는 것은 일단 코페르니슘이 이온화되면, 특히 가능한 +4 산화상태에서 가벼운 호몰로게이션보다 전이 금속처럼 행동할 수 있다는 것을 의미한다.수용액에서 코페르니슘은 +2 및 +4 산화 상태를 형성할 수 있다.[1]+1 산화 상태에서 수은을 특징으로 하는 이원자 이온 Hg는2+
2 잘 알려져 있지만, cn2+
2 이온은 불안정하거나 심지어 존재하지 않을 것으로 예측된다.[1]코페르니슘(copernicium)II) 플루오르화 CnF는2 유사한 수은 화합물인 수은(II) 플루오르화(HgF2)보다 불안정해야 하며 심지어 구성 요소로 자연 분해될 수도 있다.가장 전기적 반응성 소자인 불소는 CnF와4 CnF의6 +4 및 +6 산화 상태까지 코페르니슘을 산화시킬 수 있는 유일한 원소일 수 있으며, 후자는 논란이 되고4 있는 HgF 검출에서와 같이 매트릭스 절연 조건을 검출해야 할 수 있다.cnF보다4 cnF가2 더 안정적이어야 한다.[5]극성 용매에서 코페르니슘은 수성 용액의 가수분해 쪽으로 아날로그 중성 불소화물(CnF4, CnF2)보다는 CnF와−
5 CnF−
3 음이온을 우선적으로 형성할 것으로 예측된다.음이온 CnCl과2−
4 CnBr도2−
4 수용액 내에 존재할 수 있어야 한다.[1]열역학적으로 안정된 코페르니슘의 형성()II) 및 (IV) 플루오르화물은 제논의 화학작용과 유사하다.[2]수은과 유사하다(II) 시안화(HG(CN2), 코페르니슘이 안정적인 시안화 Cn(CN)을 형성할 것으로 예상된다.2[77]

물리 및 원자

코페르니슘은 300K에서 액체 상태의 밀도가 14.0g3/cm인 고밀도 금속이어야 한다. 이는 알려진 수은 밀도와 유사하며, 13.534g/cm이다3. (동일한 온도에서 고형 코페르니슘은 14.7g/cm의3 높은 밀도를 가져야 한다.)이는 코페르니슘의 높은 원자 중량이 수은에 비해 원자간 거리가 더 커 취소되는 영향에서 비롯된다.[2]일부 계산에서는 코페르니슘이 닫힌 껍질 전자 구성으로 인해 실온에서 가스가 될 것으로 예측했는데,[78] 이는 코페르니슘이 주기율표의 첫 번째 기체 금속이 될 것이다.[1][74]2019년 계산은 상대론적 효과의 역할에 대한 이러한 예측에 동의하며, 코페르니슘은 표준 조건에서 분산력에 의해 구속되는 휘발성 액체가 될 것임을 시사한다.용해점은 283±11K, 비등점은 340±10K로 추정되며, 후자는 실험적으로 추정된 값 357+112-108K와
일치한다.[2]코페르니슘의 원자 반경은 오후 147시쯤 될 것으로 예상된다.7s 공전궤도의 상대론적 안정화와 6d 공전궤도의 불안정화 때문에 cn과+ cn2+ 이온은 7s 전자 대신 6d 전자를 포기할 것으로 예측되는데, 이는 이보다 가벼운 호몰로로그의 거동과는 정반대다.[1]

7s 서브쉘의 상대론적 수축과 결합에 더해 스핀-오비트 커플링으로 인해 6d5/2 궤도경색이 불안정해질 것으로 예상돼 크기, 형태, 에너지 측면에서 7s궤도와 비슷하게 동작한다.코페르니슘의 예상 밴드 구조에 대한 예측은 다양하다.2007년 계산에서는 코페르니슘이 6각형 근접 포장 결정 구조에서 결정화되는 약 0.2 [80]eV의 대역 간극을 가진 반도체일[79] 수 있다고 예상하였다.[80]그러나 2017년과 2018년에 계산 체심 입방 결정 구조가 기본 조건에서 copernicium해야 할 고귀한 금속:비록 미국 페르미 준위에서 밀도 copernicium에 수은보다 낮을 것으로 예상된다 그것 따라서 수은처럼 밴드 갭어야 한다고 제안했다.[81][82]2019년 계산한 다음톤을 제안했다실제로 코페르니슘은 6.4±0.2eV의 큰 밴드 갭을 가지고 있는데, 이는 귀족 가스 라돈(7.1eV로 예측)과 유사해야 하며 절연체가 될 것이다. 벌크 코페르니슘은 이러한 계산에 의해 귀족 가스처럼 분산력에 의해 대부분 구속될 것으로 예측된다.[2]수은, 라돈, 플레로비움처럼 오가네손(eka-radon)이 아닌 코페르니슘은 전자 친화력이 없는 것으로 계산된다.[83]

실험핵가스상화학

코페르니슘의 화학에 대한 관심은 7주기 및 12그룹 전체에서, 그리고 실제로 알려진 118개 요소들 중에서 가장 큰 상대론적 영향을 미칠 것이라는 예측에 의해 촉발되었다.[1]코페르니슘은 지상 상태 전자 구성[Rn] 5f14 6d10 7s가2 될 것으로 예상되므로, Aufbau 원칙에 따라 주기율표의 그룹 12에 속해야 한다.이와 같이 수은의 보다 무거운 호몰로지처럼 행동하고 금과 같은 고귀한 금속으로 강한 이항 화합물을 형성해야 한다.코페르니슘의 반응성을 조사하는 실험은 흡착 엔탈피를 계산하기 위해 다양한 온도에서 유지되는 금 표면에 112 원소의 원자를 흡착하는 것에 초점을 맞추었다.7s 전자의 상대론적 안정화 때문에 코페르니슘은 라돈과 같은 성질을 보인다.수은과 라돈 방사성 동위원소의 동시 형성으로 실험을 실시해 흡착특성의 비교가 가능했다.[84]

코페르니슘에 대한 첫 번째 화학 실험은 U(48Ca,3n)283Cn 반응을 이용하여 수행되었다.검출은 반감기가 5분인 클레임 부모 동위원소의 자발적 핵분열에 의한 것이었다.데이터를 분석한 결과 코페르니슘은 수은보다 휘발성이 높고 가스 성질이 고품격인 것으로 나타났다.그러나 코페르니슘-283 합성에 관한 혼란은 이러한 실험 결과에 약간의 의구심을 갖게 했다.[84]이 불확실성을 감안할 때 April–May 2006년은 두브나 합동 원자력 연구소에 사이 FLNR–PSI 팀 핵 반응 242Pu(48Ca,3n)287Fl에 있는 딸로 이 동위 원소의 종합 조사 실험을 하였다.그래서 가장 좋은 방법은 화학을 copernicium를 생산하기 위해 experimentatio[84](242Pu+48Ca 융합 반응, 238U+48Ca 반응보다 약간 더 큰 단면적을 가지고 있다.n은 플레로비움의 딸처럼 오버슈트 제품이다.)[85]이 실험에서는 코페르니슘-283의 두 원자를 모호하게 식별하고 흡착 특성을 해석하여 금과의 약한 금속-금속 결합 형성으로 인해 코페르니슘이 수은의 보다 휘발성이 높은 호몰로뉴임을 보여주었다.[84]이것은 코페르니슘이 수은에 "어느 정도는" 동음이의어라는 일부 상대론적 계산의 일반적인 표시와 일치한다.[86]다만 2019년 이 결과는 단순히 강한 분산 상호작용 때문일 수 있다는 지적이 나왔다.[2]

2007년 4월, 이 실험이 반복되어 코페르니슘-283의 원자가 추가로 3개 확인되었다.흡착 특성이 확인되었고 코페르니슘이 그룹 12의 가장 무거운 구성원이 되는 것과 일치하는 흡착 특성을 가지고 있음을 나타냈다.[84]또한 이러한 실험을 통해 코페르니슘의 비등점 84+112
−108 °C에 대한 최초의 실험적인 추정을 허용하여 표준 조건에서 가스가 될 수 있었다.[79]

라이터 그룹 12 원소가 찰코제니드 광석으로 자주 발생하기 때문에 2015년 셀레늄 표면에 코페르니슘 원자를 침전시켜 코페르니슘 셀레니드, CnSe를 형성하는 실험을 했다.셀레늄을 형성하기 위한 삼각 셀레늄과 코페르니슘 원자의 반응이 관측되었으며adsCn -ΔH(t-Se) > 48 kJ/mol로 셀레니슘 형성을 향한 운동 장애물이 수은보다 코페르니슘에 대해 낮았다.이는 그룹 12 셀레니데스의 안정성이 ZnSe에서 HgSe로 그룹을 내려가는 경향이 있기 때문에 예상치 못한 일이었다.[87]

참고 항목

메모들

  1. ^ 핵물리학에서 원소의 원자 번호가 높으면 무거운 원소라고 부른다. 납(원소 82)은 그러한 무거운 원소의 한 예다.용어"초중 원소의 요소"일반적으로 원자 번호와 요소 더 큰 것보다 103(비록 다른 정의, 같은 원자 번호 이상 100[13]이나 112로의;[14]가끔, 그 용어는 제시된 등가는 용어"초 악티 니드의",을 상한 연령을 정하기 전에 시작의 가정적인 superactinide ser.ies).[15]용어 "중량 동위원소"(주어진 원소의)와 "중량 핵"은 공통 언어에서 이해할 수 있는 것, 즉 (주어진 원소의 경우) 고질량의 등가선 및 고질량의 핵이다.
  2. ^ 2009년, 오가네시안이 이끄는 JINR의 팀은 대칭 Xe + Xe 반응으로 하시를 생성하려는 시도 결과를 발표했다.그들은 그러한 반응에서 단 하나의 원자도 관찰하지 못하여, 핵반응 확률의 척도인 단면(단면)에 상한선을 2.5 pb로 두었다.[16]이에 비해 하시움 발견을 초래한 반응인 Pb + Fe는 발견자가 추산한 바와 같이 ~20 pb(더 구체적으로는 19+19
    −11     pb)의 단면을 가지고 있었다.[17]
  3. ^ 흥분 에너지가 클수록 중성자가 더 많이 배출된다.흥분 에너지가 각 중성자를 핵의 나머지 부분에 결합하는 에너지보다 낮으면 중성자가 방출되지 않고, 대신 복합핵은 감마선을 방출하여 탈제약한다.[21]
  4. ^ IUPAC/IUPAP 공동작업당의 정의에 따르면 화학원소의 핵이−14 10초 이내에 붕괴되지 않은 경우에만 화학원소가 발견되었다고 인정할 수 있다.이 값은 핵이 외부 전자를 획득하여 화학적 특성을 나타내는 데 걸리는 시간의 추정치로 선택되었다.[22]이 수치는 또한 복합핵의 수명에 대해 일반적으로 허용되는 상한선을 나타낸다.[23]
  5. ^ 이 분리는 결과 핵이 비작동 빔 핵보다 더 천천히 대상을 지나 이동한다는 것에 기초한다.분리기는 이동 입자에 대한 영향이 입자의 특정 속도에 대해 취소되는 전기장과 자기장을 포함한다.[25]이러한 분리는 또한 비행 시간 측정과 반동 에너지 측정의 도움을 받을 수 있다. 두 가지를 조합하면 핵의 질량을 추정할 수 있다.[26]
  6. ^ 모든 붕괴 모드가 정전기적 반발에 의해 야기되는 것은 아니다.예를 들어 베타 붕괴는 약한 상호작용에 의해 발생한다.[31]
  7. ^ 핵의 질량은 직접 측정되지 않고 오히려 다른 핵의 질량으로부터 계산되기 때문에, 그러한 측정을 간접 측정이라고 한다.직접 측정도 가능하지만, 대부분의 부분에서는 무거운 핵에 사용할 수 없는 상태로 남아 있다.[32]초중핵 질량의 첫 직접 측정은 2018년 LBNL에서 보고되었다.[33] 질량은 전달 후 핵의 위치로부터 결정되었다(이 위치는 자석이 있는 곳에서 전달되었기 때문에 핵의 질량 대 충전 비율과 연결된 궤적을 결정하는 것을 돕는다).[34]
  8. ^ 자발적 핵분열은 JINR의 대표적인 과학자인 [35]소련의 물리학자 게오르기 플레로프에 의해 발견되었고, 따라서 이 시설을 위한 '호비호스'가 되었다.[36]대조적으로, LBL 과학자들은 핵분열 정보가 원소의 합성에 대한 주장에 충분하지 않다고 믿었다.그들은 복합핵이 양성자나 알파 입자와 같은 전하를 띤 입자가 아닌 중성자만 배출하였다는 것을 규명하는 어려움이 있었기 때문에, 자발적 핵분열이 새로운 원소의 식별에 사용될 만큼 충분히 연구되지 않았다고 믿었다.[23]따라서 그들은 새로운 동위원소를 이미 알려진 동위원소와 연속적인 알파 데이에 의해 연계하는 것을 선호했다.[35]
  9. ^ 예를 들어, 102 원소는 1957년 스웨덴 스톡홀름 카운티 스톡홀름의 노벨 물리학 연구소에서 잘못 식별되었다.[37]이 원소의 창조에 대한 이전의 결정적인 주장은 없었고, 그 원소는 스웨덴, 미국, 영국의 발견자들인 노벨륨에 의해 이름을 부여받았다.나중에 그 식별이 잘못되었다는 것이 밝혀졌다.[38]이듬해 LBNL은 스웨덴의 결과를 재현할 수 없었고 대신 원소의 합성을 발표했는데, 그 주장도 나중에 반증되었다.[38]JINR은 그들이 원소를 처음 창조했다고 주장하면서 새로운 원소인 졸리오튬을 위해 그들 자신의 이름을 제안했고,[39] 소련 이름 또한 받아들여지지 않았다(이후 JINR은 102 원소의 이름을 "맛있는"[40] 것으로 지칭했다)."노벨륨"이라는 명칭은 널리 쓰이기 때문에 변함이 없었다.[41]
  10. ^ 다른 출처들은 반감기에 대해 다른 값을 준다; 가장 최근에 발표된 값이 나열되어 있다.
  11. ^ a b 이 동위원소는 확인되지 않았다.

참조

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참고 문헌 목록

외부 링크