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간모륨

Livermorium
리버모륨, Lv
간모륨
발음/ˌlɪvərrmɔːriəm/ (LIV-제3자-MOR-이-제3자)
질량수[293]
주기율표의 간모륨
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕어 탄소 질소 산소 플루오린 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 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 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


LV

(Usn)
모스코비움간모륨테네신
원자번호 (Z)116
그룹16그룹 (찰코균)
기간7주기
블록 p-block
전자 구성[Rn] 5f14 6d10 7s2 7p4(예측)[1]
셸당 전자2, 8, 18, 32, 32, 18, 6(개)
물리적 성질
위상 STP서고체(고체)[1][2]
녹는점637–780 K(364–507 °C, 687–944 °F) (추가)[2]
비등점1035–1135 K(762–862 °C, 1403–1583 °F) (추가)[2]
밀도 (근처 )12.9 g/cm3 (192cm)[1]
융해열7.61 kJ/mol (추출)[2]
기화열42 kJ/mol (예측)[3]
원자성
산화 상태(-2),[4] (+2), (+4)(주)[1]
이온화 에너지
  • 1차: 663.9 kJ/mol (예측)[5]
  • 2위: 1330 kJ/mol (예측)[3]
  • 3차: 2850 kJ/mol (예측)[3]
  • ()
원자 반지름경험적: 183pm(오후)[3]
공동 반지름162–162pm(추가 분석)[2]
기타 속성
자연발생인조의
CAS 번호54100-71-9
역사
이름 지정Lawrence Livermore National Laboratory의 이름을 따서,[6] 캘리포니아 리버모어의 일부 이름을 따서 명명되었다.
디스커버리핵연구소로렌스 리버모어 국립연구소(2000년)
간모륨의 주 동위 원소
이소슈토페 아부네댄스 하프라이프 (t1/2) 붕괴 모드 프로덕트
290LV 동음이의 8.3ms α 286
291LV 동음이의 19 ms α 287
292LV 동음이의 13 ms α 288
293LV 동음이의 57 ms α 289
294LV 동음이의 54 ms? α 290
카테고리: 리버모륨
참고 문헌

LivermoriumLv 기호를 가진 합성 화학 원소원자 번호는 116이다.그것은 실험실에서만 생성되어 자연에서는 관찰되지 않은 극도의 방사성 원소다.이 원소는 2000~2006년 러시아 더블나에 있는 핵연구 공동연구소(JINR)와 협력해 간모륨을 발견한 미국의 로렌스 리버모어 국립연구소의 이름을 따서 명명됐다.실험실의 이름은 그곳이 위치한 캘리포니아 리버모어 시를 가리키며, 목장 주인과 토지 소유자인 로버트 리버모어의 이름을 따왔다.2012년 5월 30일 IUPAC에서 채택한 명칭이다.[6]간모륨 동위 원소 4개가 알려져 있으며, 질량은 290에서 293까지 포함되며, 이 중 가장 오래 지속되는 동위는 약 60밀리초의 반감기를 가진 간모륨-293이다.질량 번호 294의 다섯 번째 가능한 동위원소가 보고되었지만 아직 확인되지 않았다.

주기율표에서 그것은 p-블록 transactinide 원소다.7교시 멤버로, 찰코겐 폴로늄에 대한 보다 무거운 동음이의어로 작용하는 것이 확인되지는 않았지만, 가장 무거운 찰코겐으로 16그룹에 배치된다.리버모륨은 가벼운 호몰로그램(산소, 유황, 셀레늄, 텔루륨, 폴로늄)과 비슷한 성질을 가지고 있는 것으로 계산되며, 그것들과 몇 가지 주요한 차이점을 보여야 하지만, 변환 후 금속이 된다.

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 국립대학[7] 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.[13]더 무거운 핵으로 만들어진 물질은 표적으로 만들어지고, 그 다음에는 더 가벼운 핵의 에 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.[14]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.[14][15]만약 핵융합이 일어난다면, 복합핵이라고 불리는 일시적인 합병은 흥분된 상태일 것이다.혼합핵은 흥분 에너지를 잃고 보다 안정된 상태에 도달하기 위해 한 개 또는 여러 개의 중성자방출하거나 배출하는데,[c] 이 중성자는 에너지를 운반한다.이는 최초 충돌 후 약 10초−16 후에 발생한다.[16][d]

빔은 표적을 통과하여 다음 방인 분리기에 도달한다. 새로운 핵이 생성되면 이 빔과 함께 운반된다.[19]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.[19]전달은 약 10초−6 정도 걸린다. 감지되기 위해서는 핵이 이만큼 오래 살아남아야 한다.[22]핵은 붕괴가 등록되면 다시 기록되며, 위치, 에너지, 붕괴 시간을 측정한다.[19]

핵의 안정성은 강한 상호작용에 의해 제공된다.그러나, 그것의 범위는 매우 짧다; 핵이 커질수록, 가장 바깥쪽 에 대한 영향력은 약해진다.동시에 핵은 사정거리가 무제한이어서 양성자 사이의 정전기적 반발에 의해 갈라진다.[23]따라서 가장 무거운 원소의 핵은 이론적으로 예측되며[24] 지금까지 알파 붕괴와 자발적 핵분열이라는 그러한 반발에 의해 야기되는 붕괴 모드를 통해 주로 붕괴되는 것으로 관찰되어[25] 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

합성 시도 실패

Cm과 Ca의 반응을 이용한 116 원소의 첫 번째 검색은 1977년 로렌스 리버모어 국립연구소(LLNL)에서 켄 헉렛과 그의 팀이 수행했다.그들은 간모륨 원자를 감지할 수 없었다.[37]유리 오가네시안과 그의 연구팀은 1978년 핵반응 공동연구소(JINR)에 있는 플레로프 연구소의 핵반응을 시도했고 실패를 겪었다.1985년 GSI에서 버클리와 피터 암브루스터 팀의 공동 실험에서, 계산된 단면 한계는 10–100 pb로, 결과는 다시 부정적이었다.반응에 48Ca과 매우 노벨륨의natPb+48Ca 반응의 합성에 유용한 것을 증명했습니다, 일하라 그럼에도 불구하고 두브에서 초중의 요소 세퍼레이터 1989년, 표적 자료에 대한 탐색에와 협력 작업의 로렌스 리버모어 국립 연구소를 시작으로 1990년에서 시작되고 있고 보다 격렬한48Ca의 생산 s.고 개발 중을 계속했다나는 tarted1996년, 그리고 1990년대 초반에 3배 이상의 감도를 가진 장기 실험을 위한 준비가 수행되었다.이 작업은 액티나이드 표적에 대한 Ca의 반응에서 112~118 원소의 새로운 동위원소를 생산하고 주기율표에서 가장 무거운 원소인 플레로비움, 모스코비움, 간모륨,[38] 테네신, 오가네손의 발견으로 직결되었다.

1995년 독일 달슈타트게셀샤프트 슈베레온포스충(GSI)에서 시구르드 호프만(Sigurd Hofmann)이 이끄는 국제팀은 (중성자를 증발시키지 않고 중성자를 순수 감마선을 방출하여 합성하는) 복사 포획 반응으로 116 원소를 합성하려고 시도했다.116 원소의 원자는 확인되지 않았다.[39]

확인되지 않은 검색 요청

1998년 말 폴란드 물리학자 로버트 스몰라슈크는 원소 118과 116을 포함한 초중량 원자의 합성을 향한 원자핵의 융합에 관한 계산을 발표했다.[40]그의 계산은 조심스럽게 통제된 조건에서 크립톤과 융합시킴으로써 이 두 원소를 만드는 것이 가능할 수도 있다는 것을 시사했다.[40]

1999년, 로렌스 버클리 국립 연구소의 연구자들은 이러한 예측을 이용하여 118과 116 원소의 발견을 물리적 검토 서신에 발표한 논문에서 발표했으며,[41] 그 결과가 사이언스에 보고된 직후에 발표했다.[42]연구진은 이 같은 반응을 보였다고 밝혔다.

86
36
Kr
+ 208
82
Pb
293
118
Og
+
n
289
116
Lv
+ α

이듬해 다른 연구소의 연구자들이 결과를 복제할 수 없고, 버클리 연구실 자체도 복제할 수 없게 되자, 그들은 철회문을 발표하였다.[43]2002년 6월 연구소장은 이 두 원소의 발견에 대한 원래의 주장은 주 저자인 빅토르 니노프가 조작한 자료에 근거한 것이라고 발표했다.[44][45]

디스커버리

간모륨 합성에 사용되는 큐륨-248 표적

리버모륨은 2000년 7월 19일 두브나(JINR) 과학자들이 칼슘-48 이온을 가속시켜 큐륨-248 목표물을 폭격하면서 처음 합성됐다.단일 원자가 검출되어 붕괴에너지가 10.54 MeV인 알파 방출에 의해 플레로비움의 동위원소로 붕괴되었다.그 결과는 2000년 12월에 발표되었다.[46]

248
96
Cm
+ Ca
Lv
* → Lv
+ 3n
Fl
+ α

그 딸 flerovium 동위 원소 속성은 원래 288Fl,[46]이 livermorium 동위 원소의 292Lv 에 임명. 암시한 할당된 flerovium 동위 원소 먼저 1999년 6월 당시의 정합 했다.2002년 12월 이후 연구 결과 합성 flerovium 동위 원소는 실제로 289Fl, 그리고 synthes의 할당을 시사했다.Imed Livermorium 원자는 Lv에 따라 변경되었다.[47]

확인로 가는 길

2001년 4~5월 두 번째 실험에서 두 개의 원자가 더 보고되었다.[48]같은 실험에서 그들은 또한 FL에 할당된 1998년 12월에 처음으로 관찰된 플레로비움의 붕괴에 해당하는 붕괴 사슬을 발견했다.[48]1998년 12월에 발견된 것과 동일한 성질을 가진 플레로비움 동위원소는 같은 반응의 반복에서도 다시 관찰된 적이 없다.나중에 Fl은 서로 다른 붕괴 특성을 가지고 있으며, 가장 먼저 관찰된 플레로비움 원자는 핵 이성질체 Fl일 수 있다는 것이 밝혀졌다.[46][49]이 일련의 실험에서 Fl의 관찰은 간모륨의 부모 이성질체, 즉 Lv 또는 이미 발견된 상태 Lv에서 Fl까지의 희귀하고 이전에 관찰되지 않았던 붕괴 가지의 형성을 나타낼 수 있다.두 가지 가능성 모두 확실하지 않으며, 이 활동을 긍정적으로 할당하기 위해 연구가 필요하다.제안된 또 다른 가능성은 원래의 실험에 사용된 낮은 빔 에너지가 2n 채널을 그럴듯하게 만들기 때문에 원래의 1998년 12월 원자를 FL에 할당하는 것이다; 그러면 그것의 모체가 아마도 Lv일 수 있지만, 이 과제는 Cm(48Ca,2n)294Lv 반응에서 여전히 확인이 필요할 것이다.[46][49][50]

연구팀은 2005년 4~5월 이 실험을 반복해 간모륨 원자 8개를 검출했다.측정된 붕괴 데이터는 첫 번째 발견 동위원소가 Lv로 할당되었음을 확인하였다.이 런에서는 처음으로 동위원소 Lv도 관측했다.[47]2004년부터 2006년까지의 추가 실험에서, 연구팀은 큐륨-248 목표를 더 가벼운 큐륨 동위원소 큐륨-245로 교체했다.여기서 Lv와 Lv 두 동위원소에 대한 증거가 발견되었다.[51]

2009년 5월 IUPAC/IUPAP 공동실무단은 코페르니슘 발견에 대해 보고하고 동위원소 Cn의 발견을 인정했다.[52]이는 코페르니슘의 발견을 입증하는 데 간모륨 데이터가 절대적으로 중요한 것은 아니지만, 손녀 Cn과 관련된 데이터의 인정으로부터 동위원소 Lv의 사실적인 발견을 암시했다.또한 2009년에는 독일의 버클리대학과 게셀샤프트 슈베리오넨포르스충(GSI)에서 확인된 플레로비움 동위 원소 286~289에 대한 확인도 이루어졌는데, 이는 알려진 4개의 간모륨 동위 원소의 직계 딸이다.2011년에 IUPAC는 2000-2006년의 더블나 팀 실험을 평가했다.초기 데이터(Lv와 Cn은 포함되지 않음)가 결론에 이르지 못한다는 것을 발견한 반면, 2004~2006년의 결과는 간모륨의 식별으로 받아들여졌고, 원소는 공식적으로 발견된 것으로 인정되었다.[51]

간모륨의 합성은 GSI(2012년)와 RIKEN(2014년, 2016년)에서 별도로 확인되었다.[53][54]2012년 GSI-침팬치 이동 경로 실험에서, 한 체인 잠정 293Lv에 할당된 이전 데이터와 부합하지에;이 체인 대신 핵이성 상태, 293mLv에서 가져온 것일 수도 있다고 믿어진다 공개되었다.2016년 이화학 연구소 실험, 294Lv에 일견이 발견된 부여 받을 수 있으며 한 원자로에서[53]290Fl과 286Cn는 자발 핵 분열을 단행했던에 부패하는 알파.; 그러나 생성된 간모륨 핵종에서 나온 첫 번째 알파는 놓쳤고, Lv에 대한 배정은 그럴듯하지만 여전히 불확실하다.[55]

이름 지정

로버트 리버모어, 간모륨의 간접 명칭

멘델레예프의 명명법을 익명의 미발견 원소에 사용하면서 간모륨을 eka-폴로늄이라고 부르기도 한다.[56]1979년 IUPAC는 원소의 발견이 확인되고 이름이 결정될 까지 자리 표시자 체계적 요소 이름 unhexium(Uuh)[57]을 사용할 것을 권고했다.화학 교실에서부터 고급 교과서에 이르기까지 화학계 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되었지만, E116, (116), 심지어 단순히 116의 상징으로 "원소 116"이라고 부르는 [58][59]이 분야의 과학자들 사이에서 권고안은 대부분 무시되었다.[1]

IUPAC 권고사항에 따르면, 새로운 요소의 발견자나 발견자는 이름을 제안할 권리가 있다.[60]간모륨의 발견은 2011년 6월 1일 IUPAC의 공동실무자(JWP)가 플레로비움 발견과 함께 인정하였다.[51]JINR의 부소장에 의하면, 원래 더블나 팀은 더블나가 위치한 모스크바의 이름을 따서 116 모스코비움이라고 이름 짓기를 원했으나,[61] 나중에 115 요소에 이 이름을 대신 사용하기로 결정되었다고 한다.간모륨이라는 이름과 Lv 기호는 2012년 [62]5월 23일에 채택되었다.[6][63]이 이름은 미국 캘리포니아 리버모어 시 내에 있는 로렌스 리버모어 국립 연구소를 인식하고 있으며, 이 연구소는 이번 발견에 대해 JINR과 협력했다.이 도시는 차례로 영국 태생의 멕시코 시민으로 귀화한 미국인 목장 주인 로버트 리버모어의 이름을 따서 지어졌다.[6]플레로비움과 간모륨의 명명식은 2012년 10월 24일 모스크바에서 열렸다.[64]

예측 특성

핵 특성 외에, 간모륨이나 그 화합물의 성질은 측정되지 않았다. 이것은 그것의 극도로 제한적이고 비용이 많이 드는 생산과[13] 그것이 매우 빨리 소멸되기 때문이다.간모륨의 성질은 여전히 알려지지 않고 있으며 예측만 가능하다.

원자력 안정성 및 동위 원소

안정의 섬이 기대되는 위치는 흰 원형으로 표시된다.점선은 베타 안정성의 선이다.

간모륨은 코페르니슘(원소 112), 플레로비움(원소 114)을 중심으로 한 안정의 섬 근처에 있을 것으로 예상된다.[65][66]높은 핵분열 장벽이 예상되기 때문에, 안정성의 이 섬 내의 모든 핵은 알파 붕괴에 의해 독점적으로 분해되고, 일부 전자 포획과 베타 붕괴에 의해 분해된다.[3]알려진 간모륨 동위 원소는 실제로 안정의 섬에 있을 만큼 충분한 중성자를 가지고 있지 않지만, 무거운 동위 원소가 일반적으로 수명이 더 길기 때문에 섬으로 접근하는 것을 볼 수 있다.[46][51]

초 헤비 원소는 핵융합에 의해 만들어진다.이러한 핵융합 반응은 생성된 복합핵의 흥분 에너지에 따라 "[j]핫"과 "콜드" 핵융합으로 나눌 수 있다.고온 핵융합 반응에서 매우 가볍고 높은 에너지의 발사체가 매우 무거운 표적(액티니드)을 향해 가속되어 높은 흥분 에너지(약 40–50 MeV)에서 복합핵이 발생하며, 이는 핵분열이나 여러 개의 (3~5) 중성자를 증발시킬 수 있다.[68]냉간 핵융합 반응(일반적으로 4차 시기부터 더 무거운 발사체와 더 가벼운 표적, 보통 납과 비스무트를 사용)에서 생성된 핵융합은 상대적으로 낮은 흥분 에너지(약 10–20 MeV)를 가지며, 이는 이러한 생성물이 핵분열 반응을 겪을 확률을 감소시킨다.융합핵이 지상으로 냉각되면서 중성자 1~2개만 배출하면 된다.뜨거운 핵융합 반응들은 액티니드가 현재 거시적인 양으로 만들어질 수 있는 어떤 원소들 중에서 가장 높은 중성자 대 양성자 비율을 가지고 있기 때문에 더 많은 중성자가 풍부한 제품을 생산하는 경향이 있다.[69]

더 많은 간모륨 동위원소, 특히 알려진 것보다 더 많거나 적은 수의 중성자를 가진 동위원소, 특히 Lv, Lv, Lv, Lv, Lv 및 Lv의 합성에 의해 초중핵의 특성에 관한 중요한 정보를 얻을 수 있었다.이것은 표적을 만드는 데 사용할 수 있는 합리적으로 장수하는 큐륨 동위원소가 많기 때문에 가능하다.[65]가벼운 동위원소는 큐륨-243과 칼슘-48을 혼합하여 만들 수 있다.그들은 일련의 알파 디케이를 겪게 되는데, 이 동위원소는 뜨거운 핵융합에 의해 달성하기에는 너무 가볍고 차가운 핵융합에 의해 만들어지기에는 너무 무거운 트랜스액티니드 동위원소에서 끝나게 된다.[65]

무거운 동위원소 Lv와 Lv의 합성은 무거운 큐륨 동위원소 큐륨-250을 칼슘-48과 혼합하여 달성할 수 있었다.이 핵반응의 단면은 목표 제조에 필요한 수량으로 Cm을 생산할 수는 없지만 약 1피코방일 이다.[65]몇 번의 알파 해독 후에, 이 간모륨 동위 원소들은 베타 안정성의 선에서 핵종에 도달할 것이다.또한 전자 포획은 이 지역에서 중요한 붕괴 모드가 되어 영향을 받는 핵이 섬의 중앙에 도달하게 할 수 있다.예를 들어, Lv는 FL에 붕괴할 것으로 예측되는데, 이것은 Nh에게 연속적인 전자 포획을 하고, 그 다음 cn은 안정의 섬 중간에 있을 것으로 기대되며 약 1200년의 반감기를 갖게 될 것으로 예상되며, 현재의 기술을 이용하여 섬 중부에 도달할 가능성이 가장 높은 희망을 준다.단점은 베타 안정성의 선에 가까운 초중핵의 붕괴 성질이 대부분 미개척된다는 점이다.[65]

안정의 섬에서 핵들을 합성할 수 있는 다른 가능성으로는 거대한 핵의 quasifission(부분 핵융합에 이은 부분 핵융합)이 있다.[70]그러한 핵은 핵분열을 일으켜 두 배의 마법이나 칼슘-40, 주석-132, 납-208 또는 비스무트-209와 같은 거의 두 배의 마법 파편을 방출하는 경향이 있다.[71]최근에는 액티니드 핵(우라늄큐륨 등)의 충돌시 다핵 전달반응을 이용하여 안정의 섬에 위치한 중성자가 풍부한 초중핵을 합성할 수 있다는 것이 밝혀졌지만,[70] 노벨륨이나 해저지움의 형성이 더 선호되고 있다.[65]마지막 가능성이 그 섬 근처에 동위 원소를 합성한 중성 자속 충분히 258–260Fm에서 불안정의 격차를 우회하는 것과 질량수 275(원자 번호 104-108)은 악티늄 원소 먼저 자연에서 생산하는 r-process과 불안정의 기막힌 주변의 격차를 모방함에서 높은을 만들기 위해 제어 핵 폭발을 사용하는 것입니다.byp에assed.[65] 그러한 동위원소(특히 Cn과 Cn)는 자연에서 합성되었을 수도 있지만, 너무 빨리 썩어 버리고(수천 년의 반감기로), 너무 적은 양(의 풍부함 약 10−12)으로 생산되어 오늘날 우주선 밖에서 원시 핵종으로 검출될 수 없을 것이다.[65]

물리 및 원자

주기율표에서 간모륨은 16그룹인 찰코균의 일원이다.산소, , 셀레늄, 텔루륨, 폴로늄 아래에 나타난다.이전의 모든 찰코겐은 발란스 껍질에 6개의 전자를 가지고 있으며, nsnp의24 발란스 전자 구성을 형성하고 있다.간모륨의 경우 추세를 계속해야 하며 발란스 전자 구성이 7s7p로24 예측되므로 [1]간모륨은 가벼운 착향료와 어느 정도 유사할 것이다.차이가 발생할 것 같다; 큰 기여 효과는 스핀-오비트(SO) 상호작용, 즉 전자의 움직임과 스핀 사이의 상호 작용이다.그것은 특히 그들의 전자가 빛의 속도에 버금가는 속도로 가벼운 원자보다 훨씬 더 빨리 움직이기 때문에 초 헤비 원소에게 강하다.[72]간모륨 원자와 관련해서는 7초와 7p 전자 에너지 수준(해당 전자 안정화)을 낮추지만 7p 전자 에너지 수준 중 2개는 다른 4개보다 더 안정화된다.[73]7s 전자의 안정화를 불활성효과라고 하며, 7p 서브쉘을 더 안정되고 덜 안정화된 부분으로 "접기"하는 효과를 서브셸 분할이라고 한다.계산 화학자는 분할을 두 번째(아지무드) 양자 번호l이 1에서 1로 바뀐 것으로 본다.7p 서브셸의 보다 안정화된 부분과 덜 안정화된 부분을 위한 ½과 32: 7p1/2 서브셸은 7s 전자만큼 불활성화되지는 않지만 두 번째 비활성 쌍의 역할을 하는 반면, 7p3/2 서브셸은 화학에 쉽게 참여할 수 있다.[1][72][k]많은 이론적 목적을 위해 발란스 전자 구성은 7p 서브셸 분할을 7s7p7p로2
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1/2
2
3/2
반영하도록 나타낼 수 있다.[1]

간모륨의 불활성 쌍 효과는 폴로늄보다 더 강해야 하며 따라서 +2 산화 상태는 +4 상태보다 더 안정되어 가장 전기적리간드로만 안정화된다. 이는 두 번째와 세 번째 이온 사이에 큰 틈이 있는 간모륨의 예상 이온화 에너지에 반영된다.zation 에너지(비활성 7p1/2 쉘의 브레이싱에 적용됨) 및 4번째 및 5번째 이온화 에너지.[3]실제로 7s 전자는 매우 불활성화 되어 +6 상태가 달성될 수 없을 것으로 예상된다.[1]간모륨의 용융점과 비등점은 찰코균의 감소 추세를 지속할 것으로 예상되므로, 간모륨은 폴로늄보다 높은 온도에서 녹아야 하지만 낮은 온도에서 끓여야 한다.[2]또한 폴로늄(α-Lv: 12.9 g/cm3, α-Po: 9.2 g/cm3)보다 밀도가 높아야 하며, 폴로늄과 마찬가지로 α 및 β 할당로프를 형성해야 한다.[3][74]수소 같은 간모륨 원자의 전자(산화하여 전자 1개만 가지고 있음, Lv115+)는 상대론적 효과로 인해 질량이 고정 전자보다 1.86배 정도 높을 정도로 빠르게 움직일 것으로 예상된다.비교를 위해 수소성 폴로늄과 텔루륨의 수치는 각각 1.26과 1.080이 될 것으로 예상된다.[72]

케미컬

Livermorium은 7p 계열의 화학 원소 중 네 번째 구성원이며 주기율표에서 폴로늄 이하의 16그룹 중 가장 무거운 구성원이 될 것으로 추정된다.7p 원소에 대해 이론적으로 가장 적게 연구된 것이지만, 그것의 화학성분은 폴로늄과 상당히 비슷할 것으로 예상된다.[3]그룹 산화상태 +6은 옥텟을 확장할 수 없는 산소를 제외한 모든 찰코균에 대해 알려져 있으며 화학원소 중 가장 강력한 산화제 중 하나이다.따라서 산소는 최대 +2 상태로 제한되며, 불소 OF2 표시된다.+4 상태는 , 셀레늄, 텔루륨, 폴로늄으로 알려져 있으며, 황(IV)과 셀레늄(Selenium)의 감소로부터 안정성의 변화를 겪고 있다.IV) 텔루륨에 대한 가장 안정적인 상태를 통해 ()IV) 폴로늄(IV)에서 산화된다.이는 상대론적 효과, 특히 불활성 쌍 효과의 중요성이 증가함에 따라 그룹이 하강함에 따라 높은 산화 상태에 대한 안정성이 감소함을 시사한다.[72]따라서 간모륨의 가장 안정적인 산화 상태는 +2가 되어야 하며, 다소 불안정한 +4 상태가 되어야 한다.+2 상태는 베릴륨마그네슘에 대한 상태만큼 형성하기 쉬워야 하며 +4 상태는 간모륨()과 같이 강한 전기적 결합을 통해서만 달성되어야 한다.IV) 플루오르화(LvF4)[1]+6 상태는 7s 전자의 매우 강한 안정화 때문에 전혀 존재해서는 안 되며, 간모륨의 발란스 코어는 단지 4개의 전자만 된다.[3]얇은 황족 원소 또한 산화, 황화, 셀렌화, 텔루르 화합물, 그리고 polonide로−2 상태를 형성시키기 위해 livermor의 cationic,[1]지만 더 큰 subshell과 스피너 에너지 splittings livermorium의 7p3/2 subshell의 불안정 때문에, 그−2 상태는 매우 livermorium에, 그의 화학이 되어야 한다 본질적으로 순수하게 불안정해야 한다 알려져 있다.iums 폴로늄과 비교하여 Lv는 예상보다2− 약간 덜 불안정하게 만들어야 한다.[72]

Livermorane (LvH2)은 가장 무거운 찰코겐 하이드라이드 및 가장 무거운 (HS2, HSe2, HTe2, PoH2)일 것이다.폴라네(폴로늄 하이드라이드)는 폴로늄이 금속메탈로이드의 경계를 가로지르고 약간의 비금속적 성질을 지녔기 때문에 대부분의 금속 하이드라이드보다 공밸런스 화합물로, 염화수소(HCl)와 같은 수소 할라이드스탠나인(SnH4)과 같은 금속 하이드라이드 사이의 중간이다.Livermorane은 이러한 추세를 계속해야 한다: Livermorane은 Livermoride가 아니라 수화물이어야 하지만 여전히 공밸런스 분자 화합물이 될 것이다.[75]스핀-오비트 상호작용은 단순히 주기적인 추세에서만 LV-H 결합을 예상보다 길게 만들고, H-LV-H 결합 각도를 예상보다 크게 만들 것으로 예상된다. 이는 점유되지 않은 8s 궤도가 상대적으로 에너지가 낮고 간모륨의 7p 궤도와 혼합할 수 있기 때문이라고 이론화된다.[75]"초보급 잡종화"[75]라고 불리는 이 현상은 주기율표의 비상대적 영역에서는 특히 드물지 않다. 예를 들어 분자 칼슘칼슘 원자의 4와 3d 관여를 가지고 있다.[76]중량의 간모륨 디할라이드선형일 것으로 예측되지만 가벼운 것은 구부러질 것으로 예측된다.[77]

실험화학

간모륨의 화학적 특성에 대한 명확한 결정은 아직 확립되지 않았다.[78][79]2011년에는 아메리슘-243과 플루토늄-244의 대상과 칼슘-48 발사체 사이의 반응에서 니혼륨, 플레로비움, 모스코비움 동위원소를 만드는 실험을 실시했다.대상에는 비스무트 불순물이 포함되었고, 따라서 비스무트와 폴로늄의 일부 동위원소가 핵전달 반응에서 생성되었다.이것은 예상치 못한 복잡성이기는 하지만, 각각 모스코비움과 간모륨인 비스무트와 폴로늄의 더 무거운 호몰로그램에 대한 향후 화학 조사에 도움이 될 정보를 줄 수 있다.[79]그 생산된 핵종 bismuth-213과 polonium-212m은 hydrides 213BiH3과 212mPoH2로 850°C에서 석영 양털 필터 장치 탄탈 룸과 함께를 통해 비록 이들의 무거운 congeners McH3과 LvH2 덜 열로 단순한 extrapolati에서 안정될 것으로 예상된다 이러한 hydrides 놀랍게도 열적, 안정적을 보여 주고 운반되었다.peri에p-block의 악취적[79]경향화학 조사가 실시되기 전에 BiH3, McH3, PoH2, LvH의2 안정성과 전자 구조에 대한 추가 계산이 필요하다.모스코비움과 간모륨은 가까운 장래에 화학적으로 연구될 수 있는 순수한 원소로서 충분히 휘발성이 있을 것으로 예상되며, 성질 간모륨은 현재 알려진 모든 간모륨 동위원소의 짧은 반 리브가 아직 실험 체에 접근할 수 없다는 것을 의미하지만, 그 성질의 간모륨은 더 가벼운 콘게너 폴로늄과 공유할 것이다.미스트리[79][80]

메모들

  1. ^ 핵물리학에서 원소의 원자 번호가 높으면 무거운 원소라고 부른다. (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[8]이나 112로의;[9]가끔, 그 용어는 제시된 등가는 용어"초 악티 니드의",을 상한 연령을 정하기 전에 시작의 가정적인 superactinide serie.s).[10]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.[11]이에 비해 하시움 발견을 초래한 반응인 Pb + Fe는 발견자가 추산한 바와 같이 ~20 pb(더 구체적으로는 19+19
    −11
    pb)의 단면을 가지고 있었다.[12]
  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.[16]
  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.[17]이 수치는 또한 복합핵의 수명에 대해 일반적으로 허용되는 상한선을 나타낸다.[18]
  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.[20]이러한 분리는 또한 비행 시간 측정과 반동 에너지 측정의 도움을 받을 수 있다. 두 가지를 조합하면 핵의 질량을 추정할 수 있다.[21]
  6. ^ 모든 붕괴 모드가 정전기적 반발에 의해 야기되는 것은 아니다.예를 들어 베타 붕괴약한 상호작용에 의해 발생한다.[26]
  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.[27]초중핵 질량의 첫 직접 측정은 2018년 LBNL에서 보고되었다.[28] 질량은 전달 후 핵의 위치로부터 결정되었다(이 위치는 자석이 있는 곳에서 전달되었기 때문에 핵의 질량 대 충전 비율과 연결된 궤적을 결정하는 것을 돕는다).[29]
  8. ^ 자발적 핵분열은 JINR의 대표적인 과학자인 [30]소련의 물리학자 게오르기 플레로프에 의해 발견되었고, 따라서 이 시설을 위한 '호비호스'가 되었다.[31]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.[18]따라서 그들은 새로운 동위원소를 이미 알려진 동위원소와 연속적인 알파 데이에 의해 연계하는 것을 선호했다.[30]
  9. ^ 예를 들어, 102 원소는 1957년 스웨덴 스톡홀름 카운티 스톡홀름의 노벨 물리학 연구소에서 잘못 식별되었다.[32]이 원소의 창조에 대한 이전의 결정적인 주장은 없었고, 그 원소는 스웨덴, 미국, 영국의 발견자들인 노벨륨에 의해 이름을 부여받았다.나중에 그 식별이 잘못되었다는 것이 밝혀졌다.[33]이듬해 LBNL은 스웨덴의 결과를 재현할 수 없었고 대신 원소의 합성을 발표했는데, 그 주장도 나중에 반증되었다.[33]JINR은 그들이 원소를 처음 창조했다고 주장하면서 새로운 원소인 졸리오튬을 위해 그들 자신의 이름을 제안했고,[34] 소련 이름 또한 받아들여지지 않았다(이후 JINR은 102 원소의 이름을 "맛있는"[35] 것으로 지칭했다)."노벨륨"이라는 명칭은 널리 쓰이기 때문에 변함이 없었다.[36]
  10. ^ 초중량 원소 합성의 맥락에서 '콜드 퓨전'이라는 명칭에도 불구하고, 핵융합은 상온 조건에서도 달성할 수 있다는 생각(콜드 퓨전 참조)과는 구별되는 개념이다.[67]
  11. ^ 양자 번호는 전자 궤도 이름에 0 ~ s, 1 ~ p, 2 ~ d 등의 문자에 해당한다.자세한 내용은 방위 양자 번호를 참조하십시오.

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참고 문헌 목록

외부 링크