Ununquadium ist der vorläufige Name eines radioaktiven chemischen Elements mit dem vorläufigen Symbol Uuq und Atomnummer 114., der Name flerovium (nachdem sowjetischer Physiker Georgy Flyorov, der Gründer des Gemeinsamen Instituts für die Kernforschung in Dubna, Russland, wo das Element entdeckt wurde) ist im IUPAC-Namenbilligungsprozess.

Ungefähr 80 Zerfall von Atomen von ununquadium ist bis heute, 50 direkt und 30 vom Zerfall der schwereren Elemente ununhexium und ununoctium beobachtet worden. Der ganze Zerfall ist den fünf benachbarten Isotopen mit Massenzahlen 285-289 zugeteilt worden. Das am längsten gelebte zurzeit bekannte Isotop ist Uuq mit einer Halbwertzeit von ~2.6 s, obwohl es Beweise für einen Kernisomer, Uuq mit einer Halbwertzeit von ~66 s gibt, die einer der am längsten gelebten Kerne im superschweren Element-Gebiet sein würden.

Chemische Studien durchgeführt zeigen 2007 stark an, dass ununquadium non-eka-lead Eigenschaften besitzt und scheint, sich als das erste superschwere Element zu benehmen, das Eigenschaften "edles Benzin wie" wegen relativistischer Effekten porträtiert.

Geschichte

Entdeckung

Im Dezember 1998 haben Wissenschaftler an Dubna (Gemeinsames Institut für die Kernforschung) in Russland ein Ziel von Pu mit Ionen von Ca bombardiert. Ein einzelnes Atom von ununquadium, durch 9.67 Alpha-Emission von MeV mit einer Halbwertzeit von 30 s verfallend, wurde erzeugt und Uuq zugeteilt. Diese Beobachtung wurde nachher im Januar 1999 veröffentlicht. Jedoch ist die beobachtete Zerfall-Kette nicht wiederholt worden, und die genaue Identität dieser Tätigkeit ist unbekannt, obwohl es möglich ist, dass es wegen eines meta-stabilen isomer, nämlich Uuq ist.

Im März 1999 hat dieselbe Mannschaft das Ziel von Pu durch dasjenige von Pu ersetzt, um andere Isotope zu erzeugen. Dieses Mal wurden zwei Atome von ununquadium erzeugt, durch 10.29 Alpha-Emission von MeV mit einer Halbwertzeit von 5.5 s verfallend. Sie wurden als Uuq zugeteilt. Wieder ist diese Tätigkeit wieder nicht gesehen worden, und es ist unklar, welcher Kern erzeugt wurde. Es ist möglich, dass es ein meta-stabiler isomer, nämlich Uuq war.

Die jetzt ratifizierte Entdeckung von ununquadium wurde im Juni 1999 gemacht, als die Mannschaft von Dubna die Reaktion von Pu wiederholt hat. Dieses Mal wurden zwei Atome des Elements 114 erzeugt, durch die Emission von 9.82 Alphateilchen von MeV mit einer Halbwertzeit von 2.6 s verfallend.

Diese Tätigkeit wurde Uuq irrtümlicherweise wegen der Verwirrung bezüglich der obengenannten Beobachtungen am Anfang zugeteilt. Weitere Arbeit hat im Dez 2002 eine positive Wiederanweisung zu Uuq erlaubt.

: +   + 3

Im Mai 2009 hat Joint Working Party (JWP) von IUPAC einen Bericht über die Entdeckung von copernicium veröffentlicht, in dem sie die Entdeckung des Isotops Cn anerkannt haben. Das bezieht deshalb die De-Facto-Entdeckung von ununquadium, von der Anerkennung der Daten für die Synthese von Uuq und Uuh (sieh unten) in Zusammenhang mit Cn ein. 2011 hat IUPAC die Mannschaft-Experimente von Dubna 1999-2007 bewertet. Wohingegen sie die frühen Daten nicht überzeugend gefunden haben, wurden die Ergebnisse 2004-2007 als Identifizierung des Elements 114 akzeptiert.

Die Entdeckung von ununquadium, als Uuq und Uuq, wurde im Januar 2009 an Berkeley bestätigt. Dem wurde von der Bestätigung von Uuq und Uuq im Juli 2009 am GSI gefolgt (sieh Abschnitt 2.1.3).

Das Namengeben

Ununquadium (Uuq) ist ein vorläufiger IUPAC systematischer Elementname. Das Element wird häufig Element 114, für seine Atomnummer genannt.

Gemäß IUPAC Empfehlungen hat der Entdecker eines neuen Elements das Recht, einen Namen anzudeuten.

Die Entdeckung von ununquadium wurde durch JWG von IUPAC am 1. Juni 2011 zusammen mit diesem von ununhexium anerkannt. Gemäß dem Vizedirektor von JINR würde die Mannschaft von Dubna gern Element 114 flerovium nennen (Symbol Fl), nach dem sowjetischen Physiker Georgy Flyorov (hat auch Flerov buchstabiert).

Zukünftige Experimente

Die Mannschaften an RIKEN haben Pläne angezeigt, die kalte Fusionsreaktion zu studieren:

: +  ?

Die FLNR haben zukünftige Pläne, leichte Isotope von ununquadium zu studieren, der in der Reaktion zwischen Pu und Ca gebildet ist.

Nucleosynthesis

Zielkugel-Kombinationen, die zu Z=114 führen, setzen Kerne zusammen

Unter dem Tisch enthält verschiedene Kombinationen von Zielen und Kugeln, die verwendet werden konnten, um zusammengesetzte Kerne mit einer Atomnummer 114 zu bilden.

Kalte Fusion

Diese Abteilung befasst sich mit der Synthese von Kernen von ununquadium durch so genannte "kalte" Fusionsreaktionen. Das sind Prozesse, die zusammengesetzte Kerne an der niedrigen Erregungsenergie (~10-20 MeV, folglich "Kälte") schaffen, zu einer höheren Wahrscheinlichkeit des Überlebens von der Spaltung führend. Der aufgeregte Kern verfällt dann zum Boden-Staat über die Emission von einem oder zwei Neutronen nur.

Pb (Ge, xn) Uuq

Der erste Versuch, ununquadium in kalten Fusionsreaktionen aufzubauen, wurde an Großartigem accélérateur nationalem d'ions lourds (GANIL), Frankreich 2003 durchgeführt. Keine Atome wurden entdeckt, eine Ertrag-Grenze von 1.2 pb zur Verfügung stellend.

Heiße Fusion

Diese Abteilung befasst sich mit der Synthese von Kernen von ununquadium durch so genannte "heiße" Fusionsreaktionen. Das sind Prozesse, die zusammengesetzte Kerne an der hohen Erregungsenergie (~40-50 MeV, folglich "heiß") schaffen, zu einer reduzierten Wahrscheinlichkeit des Überlebens von der Spaltung führend. Der aufgeregte Kern verfällt dann zum Boden-Staat über die Emission von 3-5 Neutronen. Das Fusionsreaktionsverwenden erzeugen Kerne von Ca gewöhnlich zusammengesetzte Kerne mit Zwischenerregungsenergien (~30-35 MeV) und werden manchmal "warme" Fusionsreaktionen genannt. Das führt teilweise zu relativ hohen Erträgen von diesen Reaktionen.

Pu (Ca, xn) Uuq (x=3,4,5)

Die ersten Experimente auf der Synthese von ununquadium wurden von der Mannschaft in Dubna im November 1998 durchgeführt. Sie sind im Stande gewesen, eine einzelne, lange Zerfall-Kette zu entdecken, die dem zugeteilt ist. Die Reaktion wurde 1999 wiederholt, und weiter zwei Atome von ununquadium wurden entdeckt. Die Produkte wurden dem zugeteilt. Die Mannschaft hat weiter die Reaktion 2002 studiert. Während des Maßes 3n 4n, und 5n fungiert Neutroneindampfungserregung sie sind im Stande gewesen, drei Atome, zwölf Atome des neuen Isotops und ein Atom des neuen Isotops Uuq zu entdecken. Gestützt auf diesen Ergebnissen wurde das erste zu entdeckende Atom oder Uuq versuchsweise wiederzugeteilt, während die zwei nachfolgenden Atome dem wiederzugeteilt wurden und deshalb dem inoffiziellen Entdeckungsexperiment gehören. In einem Versuch, die Chemie von copernicium als das Isotop zu studieren, wurde diese Reaktion im April 2007 wiederholt. Überraschend hat ein PSI-FLNR direkt zwei Atome entdeckt, die Basis für die ersten chemischen Studien von ununquadium zu bilden.

Im Juni 2008 wurde das Experiment wiederholt, um weiter die Chemie des Elements mit dem Isotop zu bewerten. Ein einzelnes Atom wurde entdeckt scheinend, die Eigenschaften "edles Benzin wie" des Elements zu bestätigen.

Während des Können-Julis 2009 hat die Mannschaft an GSI diese Reaktion zum ersten Mal als ein erster Schritt zur Synthese von ununseptium studiert. Die Mannschaften sind im Stande gewesen, die Synthese und Zerfall-Daten zu bestätigen für und, neun Atome des ehemaligen Isotops und vier Atome der Letzteren erzeugend.

Pu (Ca, xn) 114 (x=2,3,4,5)

Die Mannschaft an Dubna hat zuerst diese Reaktion im März-April 1999 studiert und hat zwei Atome von ununquadium entdeckt, der Uuq zugeteilt ist. Die Reaktion wurde im September 2003 wiederholt, um zu versuchen, die Zerfall-Daten für Uuq und Cn zu bestätigen, seitdem widerstreitende Daten für Cn gesammelt worden waren (sieh copernicium). Die russischen Wissenschaftler sind im Stande gewesen, Zerfall-Daten für Uuq, Uuq und das neue Isotop Uuq vom Maß 2n, 3n, und 4n Erregungsfunktionen zu messen.

Im April 2006 hat eine PSI-FLNR Kollaboration die Reaktion verwendet, die ersten chemischen Eigenschaften von copernicium durch das Produzieren von Cn als ein Überschwingen-Produkt zu bestimmen. In einem bestätigenden Experiment im April 2007 sind die Mannschaften im Stande gewesen, Uuq direkt zu entdecken und deshalb einige anfängliche Daten auf den chemischen Atomeigenschaften von ununquadium zu messen.

Die Mannschaft an Berkeley, mit dem Berkeley Gasgefüllten Separator (BGS), hat ihre Studien fortgesetzt, die kürzlich erworbene Ziele verwenden, indem sie die Synthese von ununquadium im Januar 2009 mit der obengenannten Reaktion versucht hat. Im September 2009 haben sie berichtet, dass sie geschafft hatten, zwei Atome von ununquadium zu entdecken, als und, bestätigend, dass die Zerfall-Eigenschaften am FLNR berichtet haben, obwohl die gemessenen bösen Abteilungen ein bisschen niedriger waren; jedoch sind die Statistiken von niedrigerer Qualität gewesen.

Im April 2009 hat die Kollaboration von Paul Scherrer Institute (PSI) und Laboratorium von Flerov von Kernreaktionen (FLNR) von JINR eine andere Studie der Chemie von ununquadium ausgeführt, der diese Reaktion verwendet. Ein einzelnes Atom von Cn wurde entdeckt.

Im Dezember 2010 hat die Mannschaft am LBNL die Synthese eines einzelnen Atoms des neuen Isotops Uuq mit der folgenden Beobachtung von 5 neuen Isotopen von Tochter-Elementen bekannt gegeben.

Als ein Zerfall-Produkt

Die Isotope von ununquadium sind auch in den Zerfall-Ketten von ununhexium und ununoctium beobachtet worden.

Isotope und Kerneigenschaften

Chronologie der Isotop-Entdeckung

Zurückgenommene Isotope

Uuq

In der geforderten Synthese von Uuo 1999 das Isotop wurde Uuq als das Verfallen durch 11.35 Alpha-Emission von MeV mit einer Halbwertzeit von 0.58 Millisekunden identifiziert. Der Anspruch wurde 2001 zurückgenommen. Dieses Isotop wurde schließlich 2010 geschaffen, und seine Zerfall-Eigenschaften haben die zurückgenommenen Zerfall-Daten nicht verglichen.

Spaltung von zusammengesetzten Kernen mit einer Atomnummer 114

Mehrere Experimente sind zwischen 2000-2004 am Laboratorium von Flerov von Kernreaktionen in Dubna durchgeführt worden, der die Spaltungseigenschaften des zusammengesetzten Kerns Uuq studiert. Die verwendete Kernreaktion ist Pu+Ca. Die Ergebnisse haben wie Kerne wie diese Spaltung vorherrschend durch das Wegtreiben von geschlossenen Schale-Kernen wie Sn (Z=50, N=82) offenbart. Es wurde auch gefunden, dass der Ertrag für den Fusionsspaltungspfad zwischen Kugeln von Ca und Fe ähnlich war, einen möglichen zukünftigen Gebrauch von Kugeln von Fe in der superschweren Element-Bildung anzeigend.

Kernisomerism

Uuq

In der ersten geforderten Synthese von ununquadium, ein Isotop zugeteilt als verfallener Uuq durch das Ausstrahlen eines 9.71 Alphateilchens von MeV mit einer Lebenszeit von 30 Sekunden. Diese Tätigkeit wurde in Wiederholungen der direkten Synthese dieses Isotops nicht beobachtet. Jedoch, in einem einzelnen Fall von der Synthese von Uuh, wurde eine Zerfall-Kette gemessen, mit der Emission eines 9.63 Alphateilchens von MeV mit einer Lebenszeit von 2.7 Minuten anfangend. Der ganze nachfolgende Zerfall war dem sehr ähnlich, das von Uuq beobachtet ist, wagend, dass der Elternteilzerfall verpasst wurde. Das weist stark darauf hin, dass die Tätigkeit einem isomeren Niveau zugeteilt werden sollte. Die Abwesenheit der Tätigkeit in neuen Experimenten zeigt an, dass der Ertrag des isomer ~20 % im Vergleich zum angenommenen Boden-Staat ist, und dass die Beobachtung im ersten Experiment ein glücklicher war (oder nicht, wie die Vorgeschichte anzeigt). Weitere Forschung ist erforderlich, diese Probleme aufzulösen.

Uuq

Gewissermaßen ähnlich denjenigen für Uuq zuerst haben Experimente mit einem Ziel von Pu ein Isotop Uuq identifiziert, der durch die Emission eines 10.29 Alphateilchens von MeV mit einer Lebenszeit von 5.5 Sekunden verfällt. Die Tochter spontan fissioned mit einer Lebenszeit gemäß der vorherigen Synthese von Cn. Beide diese Tätigkeiten sind seitdem nicht beobachtet worden (sieh copernicium). Jedoch weist die Korrelation darauf hin, dass die Ergebnisse nicht zufällig sind und wegen der Bildung von isomers möglich sind, dessen Ertrag von Produktionsmethoden offensichtlich abhängig ist. Weitere Forschung ist erforderlich, diese Diskrepanzen auszufasern.

Zerfall-Eigenschaften

Die theoretische Bewertung der Alpha-Zerfall-Halbwertzeiten der Isotope des ununquadium unterstützt die experimentellen Angaben.

Das Spaltungsüberlebte Isotop Uuq wird vorausgesagt, um Alpha-Zerfall-Halbwertzeit ungefähr 17 Tage zu haben.

In der Suche nach der Insel der Stabilität: Uuq

Gemäß der Theorie der makroskopisch-mikroskopisch (MM) ist Z=114 die folgende kugelförmige Zauberzahl. Das bedeutet, dass solche Kerne in ihrem Boden-Staat kugelförmig sind und hohe, breite Spaltungsbarrieren für die Deformierung und folglich lange SF teilweise Halbwertzeiten haben sollten.

Im Gebiet von Z=114 zeigt MM-Theorie an, dass N=184 die folgende kugelförmige Neutronzauberzahl ist und den Kern Uuq als ein starker Kandidat für den folgenden kugelförmigen doppelt magischen Kern, nach Pb (Z=82, N=126) vorbringt. Uuq wird genommen, um am Zentrum einer hypothetischen "Insel der Stabilität" zu sein. Jedoch schlagen andere Berechnungen mit der Theorie des relativistischen Mittelfeldes (RMF) Z=120, 122, und 126 als alternative Protonenzauberzahlen abhängig von gewähltem Satz von Rahmen vor. Es ist möglich, dass aber nicht eine Spitze an einer spezifischen Protonenschale, dort ein Plateau von Protonenschale-Effekten von Z=114-126 besteht.

Es sollte bemerkt werden, dass Berechnungen darauf hinweisen, dass das Minimum der Energie der Schale-Korrektur und folglich der höchsten Spaltungsbarriere für Uup besteht, der durch die Paarung von Effekten verursacht ist. Wegen der erwarteten hohen Spaltungsbarrieren wird jeder Kern innerhalb dieser Insel der Stabilität durch die Alphateilchen-Emission und als solcher exklusiv verfallen der Kern mit der längsten Halbwertzeit wird vorausgesagt, um Uuq zu sein. Die erwartete Halbwertzeit wird kaum Werte höher erreichen als ungefähr 10 Minuten, wenn sich die N=184 Neutronschale nicht erweist sich mehr zu stabilisieren als vorausgesagt, für den dort einige Beweise besteht. Außerdem kann Uuq eine noch längere Halbwertzeit wegen der Wirkung des sonderbaren Neutrons haben, Übergänge zwischen ähnlichen Niveaus von Nilsson mit tiefer Q Werte schaffend.

In jedem Fall vertritt eine Insel der Stabilität Kerne mit den längsten Halbwertzeiten, aber denjenigen nicht, die gegen die Spaltung durch Effekten der geschlossenen Schale bedeutsam stabilisiert werden.

Beweise für Z

114 geschlossenes Proton schält ====

Während Beweise für geschlossene Neutronschalen direkt von der systematischen Schwankung von Q-Werten für den Boden-Staat zu mit dem Boden staatlichen Übergängen gehalten werden können, kommen Beweise für geschlossene Protonenschalen aus (teilweisen) spontanen Spaltungshalbwertzeiten. Solche Daten können manchmal schwierig sein, wegen niedriger Produktionsraten und des schwachen SF-Ausbreitens herauszuziehen. Im Fall von Z=114 kommen Beweise für die Wirkung dieser vorgeschlagenen geschlossenen Schale aus dem Vergleich zwischen der Kern-Paarung Cn (T1/2 = 0.8 Millisekunden) und Uuq (T1/2 = 130 Millisekunden) und Cn (T = 97 Millisekunden) und Uuq (T> 800 Millisekunden). Weitere Beweise würden aus dem Maß von teilweisen SF Halbwertzeiten von Kernen mit Z> 114, wie Uuh und Uuo (beide N=174 isotones) kommen. Die Förderung von Z=114 Effekten wird durch die Anwesenheit eines Beherrschens N=184 Wirkung in diesem Gebiet kompliziert.

Schwierigkeit der Synthese von Uuq

Die direkte Synthese des Kerns Uuq durch einen Fusionseindampfungspfad ist seit keiner bekannten Kombination des Ziels und der Kugel unmöglich, kann 184 Neutronen im zusammengesetzten Kern zur Verfügung stellen.

Es ist darauf hingewiesen worden, dass solch ein neutronreiches Isotop durch die Quasispaltung (teilweise Fusion gebildet werden kann, die von der Spaltung gefolgt ist) von einem massiven Kern. Solche Kerne neigen zur Spaltung mit der Bildung von Isotopen in der Nähe von den geschlossenen Schalen Z=20/N=20 (Kalifornien), Z=50/N=82 (Sn) oder Z=82/N=126 (Pb/Bi). Wenn Z=114 wirklich eine geschlossene Schale vertritt, dann kann die hypothetische Reaktion unten eine Methode der Synthese vertreten:

: +  + + 2

Kürzlich ist es gezeigt worden, dass die Mehrnukleonenübertragungsreaktionen in Kollisionen von actinide Kernen (wie Uran und curium) verwendet werden könnten, um die superschweren reichen an der Insel der Stabilität gelegenen Neutronkerne zu synthetisieren.

Es ist auch möglich, dass Uuq durch den Alpha-Zerfall eines massiven Kerns synthetisiert werden kann. Solch eine Methode würde hoch von der SF Stabilität solcher Kerne abhängen, da, wie man erwartet, die Alpha-Halbwertzeiten sehr kurz sind. Die Erträge für solche Reaktionen werden auch am wahrscheinlichsten äußerst klein sein. Eine solche Reaktion ist:

:(, 2n)    + 10

Chemische Eigenschaften

Extrapolierte chemische Eigenschaften

Oxydationsstaaten

Ununquadium wird geplant, um das zweite Mitglied der 7-Punkt-Reihe von chemischen Elementen und das schwerste Mitglied der Gruppe 14 (IVA) im Periodensystem unter der Leitung zu sein. Jedes der Mitglieder dieser Gruppe zeigt den Gruppenoxydationsstaat von +IV, und die letzten Mitglieder haben eine Erhöhung +II Chemie wegen des Anfalls der trägen Paar-Wirkung. Dose vertritt den Punkt, an dem die Stabilität des +II und der +IV-Staaten ähnlich ist. Leitung, das schwerste Mitglied, porträtiert einen Schalter vom +IV-Staat bis den +II-Staat. Ununquadium sollte deshalb dieser Tendenz und einem Besitzen eines Oxidierens +IV Staat und ein stabiler +II-Staat folgen.

Chemie

Ununquadium sollte chemische Eka-Leitungseigenschaften porträtieren und sollte deshalb ein Monoxyd, UuqO, und dihalides, UuqF, UuqCl, UuqBr und UuqI bilden. Wenn der +IV-Staat zugänglich ist, ist es wahrscheinlich, dass es nur im Oxyd, UuqO, und Fluorid, UuqF möglich ist. Es kann auch ein Mischoxyd, UuqO zeigen, der PbO analog ist.

Einige Studien weisen auch darauf hin, dass das chemische Verhalten von ununquadium tatsächlich an diesem des edlen Benzins radon näher sein könnte, als zu dieser der Leitung.

Berechnungen weisen darauf hin, dass ununquadium keinen tetrafluoride, UuqF bilden wird, aber einen difluoride (UuqF) bilden wird, der in Wasser auflösbar ist.

Experimentelle Chemie

Atomgasphase

Zwei Experimente wurden im April-Mai 2007 in einer FLNR-PSI gemeinsamen Kollaboration durchgeführt, die zum Ziel hat, die Chemie von copernicium zu studieren. Das erste Experiment ist mit der Reaktion Pu (Ca, 3n) Uuq und das zweite die Reaktion Pu (Ca, 4n) Uuq verbunden gewesen. Die Adsorptionseigenschaften der resultierenden Atome auf einer Goldoberfläche waren im Vergleich zu denjenigen von radon. Das erste Experiment hat Entdeckung von 3 Atomen von Cn erlaubt sondern auch hat anscheinend 1 Atom von Uuq entdeckt. Dieses Ergebnis war eine Überraschung gegeben die Transportzeit der Produktatome ist ~2 s, so sollten ununquadium Atome vor der Adsorption verfallen. In der zweiten Reaktion, den 2 Atomen von Uuq und vielleicht dem 1 Atom von Uuq wurden entdeckt. Zwei der drei Atome haben Adsorptionseigenschaften porträtiert, die mit einem flüchtigen, Element "edles Benzin wie" vereinigt sind, der angedeutet worden ist, aber durch neuere Berechnungen nicht vorausgesagt wird. Diese Experimente haben wirklich jedoch unabhängige Bestätigung für die Entdeckung von copernicium, ununquadium, und ununhexium über den Vergleich mit veröffentlichten Zerfall-Daten zur Verfügung gestellt. Weitere Experimente wurden 2008 durchgeführt, um dieses wichtige Ergebnis zu bestätigen, und ein einzelnes Atom von Uuq wurde entdeckt, der Daten in Übereinstimmung mit vorherigen Daten zur Unterstutzung ununquadium gegeben hat eine Wechselwirkung "edles Benzin wie" mit Gold zu haben.

Im April 2009 hat die FLNR-PSI Kollaboration ein weiteres Atom des Elements 114 synthetisiert.

Siehe auch

• Insel der Stabilität: Ununquadium-Unbinilium-Unbihexium
• Leitung
• Periodensystem hat (erweitert)
• Isotope von ununquadium

Links

• WebElements.com: Ununquadium
• Die erste Postkarte von der Insel der Kernstabilität
• Die zweite Postkarte von der Insel der Stabilität