메이트네리움

메이트네리움 산

메이트네리움
발음	/maɪtˈnɪəriəm/[1] (myTE-NEER-ee-m) /ˈmaɪtnəriəm/[2] (MYTE-nər-ee-əm)
질량수	[278] (1998년:282년)
주기율표의 메이트네륨
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 Ir ↑ MT ↓ (Uht) 하시움 ← 메이트네리움 → 다름스타디움
원자번호 (Z)	109
그룹	그룹 9
기간	7주기
블록	d-블록
전자 구성	[Rn] 5f14 6d7 7s2(예측)[3][4]
셸당 전자	2, 8, 18, 32, 32, 15, 2(개)
물리적 성질
위상 STP서	고체(고체)[5]
밀도 (근처 )	27–28 g/cm3(강조)[6][7]
원자성
산화 상태	(+1), (+3), (+4), (+6), (+8), (+9)(높음)[3][8][9][10]
이온화 에너지	1차: 800kJ/mol 2위: 1820 kJ/mol 3차: 2900kJ/몰 (추가)(모두 추정)[3]
원자 반지름	경험적: 오후 128시(시간)[3][10]
공동 반지름	오후 129시(오후)[11]
기타 속성
자연발생	인조의
결정구조	얼굴 중심 큐빅(입방체) (iii)[5]
자기순서	파라자성의 (iii)[12]
CAS 번호	54038-01-6
역사
이름 지정	리즈 마이트너 다음으로
디스커버리	게셀샤프트 퓌르 슈베리오넨포르스충(1982)
메이트너륨의 주요 동위 원소
이소슈토페 아부네댄스 하프라이프 (t1/2) 붕괴 모드 프로덕트 274MT 동음이의 0.4초 α 270BH 276MT 동음이의 0.6초 α 272BH 278MT 동음이의 4초 α 274BH 282MT[13] 동음이의 67초? α 278BH
범주:메이트네리움 관람하다 이야기를 나누다 참고 문헌

메이트네리움은 Mt와 원자 번호 109의 기호를 가진 합성 화학 원소다.극도의 방사성 합성 원소(자연에서는 발견되지 않지만 실험실에서 생성될 수 있는 원소)이다.가장 안정적인 것으로 알려진 동위원소인 메이트너륨-278은 반감기가 4.5초지만 확인되지 않은 메이트너륨-282는 67초의 반감기가 더 길어질 수 있다.독일 다름슈타트 인근의 GSI 헬름홀츠 중이온연구센터는 1982년 처음 이 원소를 만들었다.그것은 리즈 마이트너의 이름을 따서 지어졌다.

주기율표에서 메이트너륨은 d-블록트랜스액티나이드 원소다.6d 전이 금속 시리즈의 7번째 구성원으로서 그룹 9에서 이리듐에 대한 보다 무거운 호몰로직으로 작용한다는 것을 확인하기 위한 화학 실험은 아직 실시되지 않았지만, 7기 멤버로 그룹 9 원소에 배치되어 있다.메이트네리움은 가벼운 호몰로그램, 코발트, 로듐, 이리듐과 비슷한 성질을 가진 것으로 계산된다.

소개

외부 영상
오스트레일리아 국립대학의[14] 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.^[20]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.^[21]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.^[21][22]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.^[23][d]

빔은 표적을 통과하여 다음 방인 분리기에 도달한다. 새로운 핵이 생성되면 이 빔과 함께 운반된다.^[26]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.^[26]전달은 약 10초⁻⁶ 정도 걸린다. 감지되기 위해서는 핵이 이만큼 오래 살아남아야 한다.^[29]핵은 붕괴가 등록되면 다시 기록되며, 위치, 에너지, 붕괴 시간을 측정한다.^[26]

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.^[30]따라서 가장 무거운 원소의 핵은 이론적으로 예측되며^[31] 지금까지 알파 붕괴와 자발적 핵분열이라는 그러한 반발에 의해 야기되는 붕괴 모드를 통해 주로 붕괴되는 것으로 관찰되어^[32] 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

메이트네리움은 1982년 8월 29일 달슈타트에 있는 중이온연구연구소(Gesellschaft für Schwerionenforschung)의 피터 아크브루스터와 고트프리드 뮌젠베르크가 이끄는 독일 연구팀에 의해 처음 합성되었다.^[44]연구팀은 비스무트-209의 표적을 철-58의 가속핵으로 폭격했고 동위원소 메이트너륨-266의 단일 원자를 검출했다.^[45]

²⁰⁹
₈₃Bi
+ ⁵⁸
₂₆Fe
→ ²⁶⁶
₁₀₉Mt
+
n

이 작업은 3년 뒤 두브나(당시 소비에트 연방에서)에 있는 핵 공동연구소에서 확인되었다.^[45]

이름 지정

멘델레예프의 명명법을 익명의 미발견 원소에 사용함으로써 메이트네리움은 에카오리듐으로 알려져야 한다.때까지 요소(그리고 발견된 것을 확인했다)과 영구적인 이름 지..지 발견되었다 1979년, Transfermium 전쟁( 하지만 전에 합성 meitnerium)동안, 가장 널리 사용되는 해당 요소가 자리 표시자로unnilennium(우네의 해당하는 문양이)[46]체계적인 요소 이름으로 불릴 따라, 권장 사항을 발표했다~하듯이하기로 결정했다.화학 교실에서부터 고급 교과서에 이르기까지 화학계 전반에 걸쳐 널리 사용되었지만, E109, (109) 또는 심지어 단순한 109의 기호를 가진 '원소 109'라고 부르거나 제안된 명칭인 '미트네리움'^[3]을 사용하는 이 분야의 과학자들 사이에서 권고안은 대부분 무시되었다.

미트네륨의 명칭은 104~109번 원소 명칭과 관련한 요소 명명 논란에서 논의됐지만, 미트네륨이 유일한 제안이어서 논란이 일지 않았다.^[47][43]메이트네리움(Mt)이라는 명칭은 1992년 9월 GSI팀이 프로텍티늄(오토 한과 함께)^{[48][49][50][51][52]}의 공동 발견자 중 한 명인 오스트리아 물리학자 리즈 메이트너를 기리기 위해 제안한 것이다.^[53]1994년 IUPAC의 추천을 받아 1997년 정식 채택되었다.^[47][43]따라서 그것은 비신학적인 여성(피에르와 마리 퀴리 모두를 위해 이름 지어지는 퀴리움)의 이름을 따서 특별히 명명된 유일한 요소다.^[54]

동위 원소

미트네륨은 안정적이거나 자연적으로 발생하는 동위원소가 없다.두 개의 원자를 융합하거나 더 무거운 원소의 붕괴를 관찰하여 여러 개의 방사성 동위원소가 실험실에서 합성되었다.메이트너륨의 8개의 다른 동위원소가 원자 질량 266, 268, 270, 274–278로 보고되었고, 그 중 2개인 메이트너륨-278과 메이트너륨-270은 알려져 있지만 확인되지 않은 전이성 상태를 가지고 있다.원자 질량 282를 가진 9번째 동위원소는 확인되지 않았다.비록 일부는 자발적인 핵분열을 겪지만, 이러한 붕괴의 대부분은 알파 붕괴를 통해 주로 붕괴된다.^[55]

안정성과 반감기

모든 미트네륨 동위원소는 극도로 불안정하고 방사능이 있다; 일반적으로 무거운 동위원소는 라이터보다 안정적이다.가장 안정적인 것으로 알려진 메이트네륨 동위원소인 Mt도 가장 무거운 것으로 알려져 있다; 그것의 반감기는 4.5초이다.확인되지 않은 백두산은 이보다 더 무겁고 반감기가 67초나 긴 것으로 보인다.동위원소인 Mt와 Mt는 각각 0.45초와 0.44초의 반감기를 가지고 있다.나머지 5개의 동위원소는 1에서 20밀리초 사이의 반감기를 가지고 있다.^[55]

2012년 처음으로 Ts의 최종 붕괴 산물로 생성된 동위원소 Mt는 5밀리초의 반감기로 자발적 핵분열을 겪는 것으로 관측됐다.예비 데이터 분석은 Hs에서 발생하는 이 핵분열 사건의 가능성을 고려했다. 왜냐하면 Hs는 또한 몇 밀리초의 반감기를 가지고 있고, 붕괴 사슬을 따라 감지되지 않은 전자 포획 후에 채워질 수 있기 때문이다.^[56][57]이러한 가능성은 나중에 Ds와 Rg의 관측된 붕괴 에너지와 Mt의 짧은 반감기에 기초하여 매우 가능성이 낮은 것으로 간주되었다. 그러나 여전히 과제에는 불확실성이 존재한다.^[57]그럼에도 불구하고, Mt와 Hs의 급속한 핵분열은 N = 168–170을 가진 초중량 핵에 대한 불안정한 영역을 강하게 암시한다.N = 162에서 기형 쉘 폐쇄와 N = 184에서 구형 쉘 폐쇄 사이에 핵분열 장벽 높이가 감소하는 것이 특징인 이 영역의 존재는 이론적 모델과 일치한다.^[56]

예측 특성

핵물성 이외에는 메이트너륨이나 그 화합물의 성질이 측정되지 않았다. 이는 메이트너륨의 생산량이^[20] 극도로 제한되고 비용이 많이 들며 메이트너륨과 그 부모가 매우 빨리 부패하기 때문이다.미트네륨 금속의 성질은 여전히 알려지지 않고 있으며 예측만 가능하다.

케미컬

메이트네리움은 6d 전이 금속 시리즈의 7번째 멤버로, 백금 그룹 금속과 많이 닮아야 한다.^[51]그것의 이온화 전위와 원자 및 이온화 라디아의 계산은 그것의 가벼운 호몰로뉴 이리듐의 계산과 유사하며, 따라서 메이트네리움의 기본 성질은 다른 그룹 9 원소 코발트, 로듐, 이리듐의 것과 유사할 것임을 암시한다.^[3]

메이트네륨의 화학적 특성 예측은 최근 큰 주목을 받지 못하고 있다.메이트네리움은 고귀한 금속이 될 것으로 예상된다.Mt³⁺/Mt 커플의 표준 전극 전위는 0.8V로 예상된다. 가벼운 그룹 9 원소의 가장 안정적인 산화 상태를 바탕으로 메이트네륨의 가장 안정적인 산화 상태는 +6, +3 및 +1 상태로 예측되며, +3 상태는 수용액에서 가장 안정적이다.이에 비해 로듐과 이리듐은 최대 산화 상태가 +6인 반면, 가장 안정된 상태는 이리듐의 경우 +4와 +3, 로듐의 경우 +3이다.^[3][IrO₄]⁺에서 이리듐으로만 대표되는 산화상태 +9는 [IrO₄]⁺가 이러한 미트네륨 화합물보다 더 안정적일 것으로 예상되지만, 비아플루오리드(MtF₉)와 [MtO₄]⁺ 양이온의 착향료 메이트네륨에 대해 가능할 수 있다.^[9]메이트너륨의 사차성 또한 이리듐과 유사한 안정성을 가지고 있다고 예측되어 안정적인 +4 상태를 허용하고 있다.^[8]또한 보륨(원소 107)에서 다름슈타디움(원소 110)까지의 원소의 최대 산화 상태는 가스 단계에서는 안정적일 수 있지만 수용액에서는 안정적이지 않을 수 있다.^[3]

물리 및 원자

메이트네리움은 정상 조건에서 고체가 될 것으로 예상되며, 얼굴 중심의 입방 결정 구조를 가정하는데, 이는 가벼운 콘제네르 이리듐과 유사하다.^[5]이것은 약 27–28 g/cm의³ 밀도를 가진 매우 무거운 금속이어야 하며, 이는 알려진 118개 요소 중 가장 높은 것이다.^[6][7]메이트네리움도 파라마그네틱으로 예측된다.^[12]

이론가들은 메이트너륨의 공동반경이 이리듐보다 6~10pm 더 클 것으로 예측했다.^[61]메이트너륨의 원자 반경은 오후 128시 전후가 될 것으로 예상된다.^[10]

실험화학

메이트네리움은 주기율표에 화학이 아직 조사되지 않은 첫 번째 원소다.미트네륨의 화학적 특성에 대한 명확한 결정은 미트네륨 동위원소의^[3] 짧은 반 리브와 매우 작은 규모로 연구될 수 있는 휘발성 화합물의 제한된 숫자로 인해 아직 확립되지^[62][63] 않았다.충분한 휘발성이 있는 몇 안 되는 메이트너륨 화합물 중 하나는 메이트너륨 헥사플루오라이드(MTF
₆)인데, 그 가벼운 호몰로늄 헥사플루오라이드(IrF
₆)는 60℃ 이상 휘발성이 있고 따라서 메이트너륨의 유사 화합물도 충분히 휘발성이 있을 수 있기 때문이다.^[51] 휘발성 옥타플루오라이드(MtF
₈)도 가능할 수 있다.^[3]트랜actinide에 대해 화학 연구를 실시하려면 최소 4개의 원자가 생성되어야 하며, 사용된 동위원소의 반감기는 최소 1초 이상이어야 하며, 생산 속도는 주당 최소 1원자 이상이어야 한다.^[51]가장 안정성이 높은 확인메이트리움 동위원소인 mt의 반감기가 4.5초라 화학연구를 할 수 있을 정도로 길지만, 또 다른 장애물은 메이트리움 동위원소 생산률을 높이고 실험을 몇 주 또는 몇 달 동안 계속하도록 해 통계적으로 유의미한 결과를 얻을 수 있도록 해야 한다는 점이다.무거운 원소의 수율이 가벼운 원소의 수율보다 작을 것으로 예상되기 때문에, 분리와 검출은 지속적으로 미트네륨 동위원소를 분리하고 미트네륨의 기체상 및 용액화학에 대한 자동 시스템 실험을 실시해야 한다. 보륨과 하시움에 사용되는 일부 분리 기법재사용할 수 있다.그러나 메이트너륨의 실험화학은 코페르니슘에서 간모륨에 이르는 무거운 원소만큼 많은 관심을 받지 못했다.^[3][62][64]

왜냐하면 그것은 더 주변의 동위 원소보다 안정적일 수 있을 것으로 기대했다는 로렌스 버클리 국립 연구소 2002–2003에 마이트 너륨의 가능한 화학 물질 조사에 대한 동위 원소 271Mt을 합성하기 위해 시도로 162중성자, 이형 핵에 대한 마법 숫자;그것의 반감기에 몇초 충분히 예고된 것 가지고 있다.항의라도화학적 ^[3][65][66]조사그러나, Mt의 원자는 검출되지 않았으며,^[67] 이 메이트네륨의 동위원소는 현재 알려져 있지 않다.^[55]

트랜액틴화물의 화학적 특성을 결정하는 실험은 그 트랜액틴화이드의 화합물과 그것의 가벼운 호몰로겐화물의 유사 화합물을 비교해야 할 것이다.^[3] 예를 들어, 하시움 테트록사이드(HsO₄)는 유사 오스뮴 화합물인 오스뮴 테트록사이드(OsO₄)와 비교되었다.^[68]메이트네륨의 화학적 특성을 결정하기 위한 예비 단계로 GSI는 로듐 화합물인 로듐(III)옥사이드(RhO₂₃)와 염화 로듐(RhCl₃)의 승화를 시도했다.그러나, 산화물의 거시적인 양은 1000 °C가 되어야 승화되고 염화물은 780 °C가 되어야 승화되며, 그 다음 탄소 에어로졸 입자가 존재하는 경우에만: 이러한 온도는 초 헤비엘 화학의 조사에 사용되는 대부분의 현재 방법처럼 메이트네륨에 사용하기에 너무 높다.500 °C 이상에서는 ements가 작동하지 않는다.^[63]

2014년 성공적인 해저지움 헥사카르보닐, Sg(CO) 합성에 이어 그룹 7~9의 안정적 전이 금속으로 연구가 진행되어, 카보닐 형성이 러더포듐에서 미트네륨으로 6d 전환 금속의 화학 물질에 대한 추가 조사로 확대될 수 있음을 시사했다.₆^[69][70][71]그럼에도 불구하고 동위원소인 Mt와 Mt는 각각 화학연구에 적합할 만큼 수명이 길고 Ts와 Mc의 붕괴사슬에서 생산될 수 있지만, 낮은 반감기와 어려운 생산반응의 도전은 방사화학자의 접근을 어렵게 만든다.테네신 생산은 드물고 다소 수명이 짧은 베르켈륨 목표치를 필요로 하기 때문에 ²⁷⁶Mt가 더 적합할 것으로 보인다.^[72]반감기가 0.69초인 Nh의 붕괴 사슬에서 관측된 동위원소 Mt는 이 동위원소를 유도하는 직접 합성 경로와 그것의 붕괴 특성에 대한 보다 정확한 측정이 필요하지만 화학적 조사를 위해 충분히 오래 지속될 수 있다.^[66]

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