Ливерморий

Ливерморий
← Московий | Теннессин →
116 Po ↑ Lv ↓ (Usn) Периодическая система элементов 116Lv
Внешний вид простого вещества
Неизвестно
Свойства атома
Название, символ, номер	Ливерморий / Livermorium (Lv), 116
Группа, период, блок	16 (устар. 6), 7, p-элемент
Атомная масса (молярная масса)	[293] (массовое число наиболее устойчивого изотопа)[1]
Электронная конфигурация	[Rn] 5f^14 6d^10 7s^2 7p^4
Электроны по оболочкам	2, 8, 18, 32, 32, 18, 6 (изображение)
Химические свойства
Степени окисления	+2 (более устойчивая), +4 [2]
Прочие характеристики
Номер CAS	54100-71-9
Наиболее долгоживущие изотопы
Основная статья: Изотопы ливермория Изотоп Распростра- нённость Период полураспада Канал распада Продукт распада ^293Lv синт. 61 мс α ^289Fl ^292Lv синт. 18 мс α ^288Fl ^291Lv синт. 18 мс α ^287Fl ^290Lv синт. 7,1 мс α ^286Fl

116	Ливерморий
Lv (293)
5f^146d^107s^27p^4

Ливермо́рий^[a] (химический символ — Lv, от лат. Livermorium) — искусственно синтезированный радиоактивный химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы шестой группы, VIА) седьмого периода периодической системы химических элементов с атомным номером 116.

Массовое число наиболее устойчивого изотопа — 293 (атомная масса этого изотопа равна 293,204(5) а. е. м.^[1]). Поскольку является искусственно синтезируемым, в природе не встречается.

Химические свойства

Ливерморий является представителем группы халькогенов, где он следует после полония. Однако химические свойства ливермория будут существенно отличаться от свойств полония (и более походить на таковые у свинца), поэтому разделить эти элементы не составит труда.

Предполагается, что основной и наиболее устойчивой степенью окисления для ливермория будет +2. Ливерморий будет образовывать оксид ливермория с кислородом (LvO), галогениды LvHal₂.

Со фтором или в более жёстких условиях ливерморий также сможет проявлять степень окисления +4 (LvF₄). Такую степень окисления ливерморий может проявлять как в катионах, так и образовывать, подобно полонию, ливерморовую кислоту или её соли — ливермориты (или ливермораты), например, K₂LvO₃ — ливерморит калия.

Ливермориты, а также другие соединения ливермория со степенью окисления +4 будут проявлять сильные окислительные свойства, подобные перманганатам^[3]. В отличие от более лёгких элементов, предполагается, что степень окисления +6 для ливермория будет, вероятно, невозможна из-за крайне высокой необходимой энергии на распаривание 7s² электронной оболочки, поэтому высшая степень окисления ливермория будет равна +4^[3].

С сильными восстановителями (щелочные металлы или щелочноземельные металлы) возможна также степень окисления −2 (например, соединение CaLv будет называться ливерморидом кальция). Однако ливермориды будут очень неустойчивыми, и проявлять сильные восстановительные свойства, поскольку образование аниона Lv²⁻ и включение двух дополнительных электронов невыгодно основной оболочке 7p-электронов, а предполагаемая химия ливермория делает намного выгоднее образование катионов, чем анионов^[4].

С водородом предполагается образование гидрида H₂Lv, который будет называться ливермороводородом^[5]. Для ливермороводорода ожидаются весьма интересные свойства, например, предполагается возможность «сверхгибридизации» — невовлечённые 7s² электронные облака ливермория смогут образовать дополнительную взаимную связь между собой, и такая связь будет несколько напоминать водородную связь, поэтому свойства ливермороводорода могут отличаться от свойств халькогеноводородов более лёгких аналогов. Ливермороводород, несмотря на то, что ливерморий будет однозначно металлом, не будет повторять свойств гидридов металлов в полной мере и будет сохранять в значительной степени ковалентный характер^[6].

Происхождение названия

Официальное название ливерморий дано в честь Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (Ливермор, США), участвовавшей в открытии элемента^[7][8]. До этого использовалось временное название унунгексий, которое дано по порядковому номеру (искусственно образовано из корней латинских числительных; Ununhexium можно приблизительно истолковать как «одно-одно-шестий»). Ранее был также известен как эка-полоний.

Учёные ОИЯИ предлагали для 116-го элемента название московий — в честь Московской области^[9]. Однако американские партнёры ОИЯИ из Ливерморской национальной лаборатории предложили назвать 114-й или 116-й элемент в честь Леонардо да Винчи, Галилео Галилея или в честь Ливерморской национальной лаборатории^[10]. После согласовательных процедур между российскими и американскими учёными 1 декабря 2011 года в комиссию по номенклатуре химических соединений ИЮПАК было направлено предложение назвать 116-й элемент ливерморием^[7][8]. Название утверждено 30 мая 2012 года^[11]. Название «московий» было позднее утверждено для 115-го элемента.

История открытия

В конце 1998 года польский физик Роберт Смолянчук опубликовал расчёты по слиянию атомных ядер в направлении синтеза сверхтяжёлых атомов, в том числе оганессона и ливермория. По его расчётам, эти два элемента можно было бы получить, сплавив свинец с криптоном в тщательно контролируемых условиях^[12].

Заявление об открытии элементов 116 и 118 в 1999 году в Беркли (США)^[13] оказалось ошибочным и даже фальсифицированным^[14]. Синтез по объявленной методике не был подтверждён в российском, немецком и японском центрах ядерных исследований, а затем и в самих США. Статья с сообщением об открытии была отозвана. В июне 2002 года директор лаборатории объявил, что первоначальное утверждение об обнаружении этих двух элементов было основано на данных, сфабрикованных Виктором Ниновым^[15][16].

Ливерморий открыт путём синтеза изотопов в 2000 г. в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна, Россия) в сотрудничестве с Ливерморской национальной лабораторией (США), Научно-исследовательским институтом атомных реакторов (Димитровград, Россия) и «Электрохимприбором» (Лесной, Россия). 19 июля 2000 г. впервые наблюдался альфа-распад ядра 116-го элемента, полученного в результате бомбардировки мишени из кюрия ионами кальция. Результаты эксперимента были впервые опубликованы 6 декабря 2000 года^[17] (рукопись была получена журналом 2 октября). Хотя в этой работе заявлялось о синтезе изотопа ²⁹²Lv, в дальнейших работах коллаборации данное событие было соотнесено с изотопом ²⁹³Lv^[18].

Позднее в том же Объединённом институте ядерных исследований синтез изотопов элемента был подтверждён химической идентификацией конечного продукта его распада^[19].

1 июня 2011 года ИЮПАК официально признал открытие ливермория и приоритет в этом учёных из ОИЯИ и Ливермора^[20][21].

Получение

Изотопы ливермория были получены в результате ядерных реакций^[18]

${\displaystyle _{96}^{248}\mathrm {Cm} +\,_{20}^{48}\mathrm {Ca} \,\to \,{}_{116}^{293}\mathrm {Lv} +3\;_{0}^{1}\mathrm {n} ,}$

${\displaystyle _{96}^{245}\mathrm {Cm} +\,_{20}^{48}\mathrm {Ca} \,\to \,{}_{116}^{291}\mathrm {Lv} +2\;_{0}^{1}\mathrm {n} ,}$

${\displaystyle _{96}^{245}\mathrm {Cm} +\,_{20}^{48}\mathrm {Ca} \,\to \,{}_{116}^{290}\mathrm {Lv} +3\;_{0}^{1}\mathrm {n} ,}$

а также в результате альфа-распада ²⁹⁴Og^[22]:

${\displaystyle _{118}^{294}\mathrm {Og} \,\to \,{}_{116}^{290}\mathrm {Lv} +\,_{2}^{4}\mathrm {He} .}$

В популярной культуре

• Элемент 116 в игре World of Warcraft^[23].

Известные изотопы

Основная статья: Изотопы ливермория

Изотоп	Масса	Период полураспада	Тип распада
^290Lv	290	7,1+3,2 −1,7 мс[22]	α-распад в ^286Fl[22]
^291Lv	291	18+22 −6 мс[22]	α-распад в ^287Fl[22]
^292Lv	292	18+16 −6 мс[24]	α-распад в ^288Fl
^293Lv	293	53+62 −19 мс[24][25]	α-распад в ^289Fl

Биологическая роль

Ввиду отсутствия в природе ливерморий не играет никакой биологической роли.

Комментарии

1. Ранее элемент именовался как «унунге́ксий» или «э̀ка-поло́ний», химический символ — Uuh (от лат. Ununhexium).

Примечания

1. Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — Vol. 88, no. 3. — P. 265–291. — doi:10.1515/pac-2015-0305. Архивировано 31 марта 2016 года.
2. Ливерморий  (рус.). Большая Российская энциклопедия 2004-2017. БРЭ. Дата обращения: 15 февраля 2023. Архивировано 15 февраля 2023 года.
3. Haire, Richard G. (2006). «Transactinides and the future elements». In Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd ed.). Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1
4. Thayer, John S. (2010). Chemistry of heavier main group elements. p. 83. doi:10.1007/9781402099755_2
5. Van WüLlen, Langermann, 2007.
6. Nash, Clinton S.; Crockett, Wesley W. (2006). «An Anomalous Bond Angle in (116)H2. Theoretical Evidence for Supervalent Hybridization». The Journal of Physical Chemistry A 110 (14): 4619-4621. doi:10.1021/jp060888z.
7. Start of the Name Approval Process for the Elements of Atomic Number 114 and 116 (англ.). ИЮПАК (2 декабря 2011). Дата обращения: 2 декабря 2011. Архивировано из оригинала 4 февраля 2012 года.
8. "Химическим элементам 114 и 116 предложили названия". Lenta.ru. 2011-12-02. Архивировано 2 декабря 2011. Дата обращения: 2 декабря 2011.
9. "Российские физики предложат назвать 116 химический элемент московием". РИА Новости. 2011-03-26. Архивировано 1 июля 2019. Дата обращения: 26 марта 2011.
10. "Новые химические элементы могут назвать в честь да Винчи и Галилея". РИА Новости. 2011-10-14. Архивировано 17 декабря 2011. Дата обращения: 2 декабря 2011.
11. Element 114 is Named Flerovium and Element 116 is Named Livermorium (англ.). ИЮПАК (30 мая 2012). Дата обращения: 31 мая 2012. Архивировано 24 июня 2012 года.
12. Smolanczuk, R. Production mechanism of superheavy nuclei in cold fusion reactions (англ.) // Physical Review C : journal. — 1999. — Vol. 59, no. 5. — P. 2634—2639. — doi:10.1103/PhysRevC.59.2634. — Bibcode: 1999PhRvC..59.2634S.
13. V. Ninov et al. Observation of Superheavy Nuclei Produced in the Reaction of ⁸⁶Kr with ²⁰⁸Pb // Physical Review Letters. — 1999. — Vol. 83, № 6. — P. 1104—1107.
14. Public Affairs Department. Results of element 118 experiment retracted (англ.). Berkeley Lab (21 июля 2001). Дата обращения: 25 июля 2007. Архивировано из оригинала 26 августа 2011 года.
15. Dalton, R. Misconduct: The stars who fell to Earth (англ.) // Nature. — 2002. — Vol. 420, no. 6917. — P. 728—729. — doi:10.1038/420728a. — Bibcode: 2002Natur.420..728D. — PMID 12490902.
16. Element 118 disappears two years after it was discovered. Physicsworld.com (August 2, 2001). Retrieved on 2012-04-02.
17. Oganessian et al., 2000.
18. Oganessian, 2004.
19. R. Eichler et al. Confirmation of the Decay of ²⁸³112 and First Indication for Hg-like Behavior of Element 112 // Nuclear Physics A. — 2007. — Vol. 787, № 1—4. — P. 373—380. Архивировано 11 мая 2018 года.;
    Михаил Молчанов. Открытие подтверждено // В мире науки. — 2006. — № 7 (июль). Архивировано 28 сентября 2007 года.
20. Discovery of the Elements with Atomic Number 114 and 116 (англ.). ИЮПАК (1 июня 2011). Дата обращения: 4 июня 2011. Архивировано из оригинала 26 августа 2011 года.
21. "Два синтезированных в России химических элемента признаны официально". РИА Новости. 2011-06-03. Архивировано 7 июня 2011. Дата обращения: 4 июня 2011.
22. Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the ²⁴⁹Cf and ²⁴⁵Cm+⁴⁸Ca fusion reactions // Physical Review C. — 2006. — Vol. 74, № 4. — P. 044602. Архивировано 13 сентября 2019 года.
23. Element 116 — Item — World of Warcraft  (неопр.). Дата обращения: 28 ноября 2010. Архивировано 2 марта 2011 года.
24. Nudat 2.3  (неопр.). Дата обращения: 25 июля 2007. Архивировано 13 мая 2019 года.
25. Yu. Ts. Oganessian et al. Measurements of cross sections and decay properties of the isotopes of elements 112, 114, and 116 produced in the fusion reactions ²³³,²³⁸U, ²⁴²Pu, and ²⁴⁸Cm+⁴⁸Ca // Physical Review C. — 2004. — Vol. 70. — P. 064609.

Литература

• Van WüLlen, C.; Langermann, N. Gradients for two-component quasirelativistic methods. Application to dihalogenides of element 116 (англ.) // Journal of Chemical Physics : journal. — 2007. — Vol. 126, no. 11. — P. 114106. — doi:10.1063/1.2711197. — PMID 17381195.
• Yu. Ts. Oganessian et al. Observation of the decay of ²⁹²116 // Physical Review C. — 2000. — Vol. 63, № 1. — P. 011301.
• Yury Ts. Oganessian. Superheavy elements // Pure Appl. Chem.. — 2004. — Vol. 76, № 9. — P. 1715—1734.

Ссылки

• Ливерморий на Webelements
• Ливерморий на сайте «Атомная и космическая отрасли России» [1], [2]
• О синтезе элемента на сайте ОИЯИ