Хассий

Хассий
← Борий | Мейтнерий →
108 Os ↑ Hs ↓ (Uhb) Периодическая система элементов 108Hs
Внешний вид простого вещества
неизвестен
Свойства атома
Название, символ, номер	Хассий/Hassium (Hs), 108
Атомная масса (молярная масса)	[269] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Rn]5f^146d^67s^2
Химические свойства
Степени окисления	от +2 до +8[1]
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная плотноупакованная (предположительно)
Номер CAS	54037-57-9

108	Хассий
Hs (270)
5f^146d^67s^2

Ха́ссий (лат. Hassium, обозначается символом Hs; исторические названия эка-осмий, уннилоктий) — 108-й искусственный радиоактивный химический элемент VIII группы короткой формы (8-й группы длинной формы) периодической системы химических элементов; относится к трансактиноидам. Предположительно серебристо-белый металл; по химическим свойствам является аналогом осмия (Os)^[2].

Предыстория

Впервые сообщения об открытии элемента 108 появились в конце 1969 года и были совершенно неожиданными для экстремально короткоживущих и трудноуловимых сверхтяжёлых химических элементов. По результатам экспедиции в пустынном районе вблизи полуострова Челекен у Каспийского моря группой учёных СССР под руководством В. В. Чердынцева на основании фиксирования треков (следов ядер) в образцах минерала молибденита, а также выявления в нём плутония-239 (по гипотезе, одного из продуктов распада сверхтяжёлого природного элемента) и неотождествлённых альфа-частиц с энергией около 4,4—4,7 МэВ был сделан смелый вывод об обнаружении в природе изотопа элемента 108 с массовым числом 267 и с периодом полураспада 400…500 млн лет; авторы предложили присвоить элементу название «сергений» (Sg)^[3][4]. Сообщения об этом «открытии» попали в журналы «Смена» (№ 11, 1969), «Наука и жизнь» (№ 2, 1970) и другие СМИ и в апреле 1970 года были обсуждены на заседаниях институтов АН СССР (Институт геохимии, Институт физических проблем). Впоследствии научная достоверность заключения была оспорена как недостаточно доказанная^[5][6].

История

Достоверно элемент 108 был открыт в 1984 в Центре исследования тяжёлых ионов (нем. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Дармштадт, Германия в результате бомбардировки свинцовой (²⁰⁸Pb) мишени пучком ионов железа-58 из ускорителя UNILAC^[2]. В результате эксперимента были синтезированы 3 ядра ²⁶⁵Hs, которые были надёжно идентифицированы по параметрам цепочки α-распадов^[7]. В весовых количествах не получен. Степени окисления от +2 до +8, расчётная конфигурация внешних электронных оболочек атома 5f¹⁴6d⁶7s^2[2].

Одновременно и независимо эта же реакция исследовалась в ОИЯИ (Дубна, Россия), где по наблюдению трёх событий α-распада ядра ²⁵³Es также был сделан вывод о синтезе в этой реакции ядра ²⁶⁵Hs, подверженного α-распаду^[8].

Поскольку методика, использовавшаяся в Дубне, не позволяла зарегистрировать распад самого ядра ²⁶⁵Hs^[9]. В 1985 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) и Международный союз теоретической и прикладной физики (IUPAP) создали рабочую группу Transfermium (TWG) для оценки открытий и определения окончательных названий элементов с атомными номерами более 100. Рабочая группа провела встречи с делегатами из трёх конкурирующих институтов; в 1990 году они установили критерии признания химических элементов, а в 1991 году закончили работу по оценке открытий. В 1993 году рабочая группа IUPAC опубликовала результаты, согласно которым основная заслуга в открытии элемента 108 принадлежит группе из Дармштадта^[9].

Происхождение названия

Первоначально, при т. н. «обнаружении элемента в природе», его назвали сергений (sergenium, Sg) (на то время эти символы не были заняты сиборгием) по местности обнаружения — в районе античного города Серика на Великом Шёлковом Пути. В связи с неподтверждённостью открытия и географической привязанностью это название более не предлагалось и вскоре исчезло из научного и информационного пространства.

После удачного искусственного синтеза элемент 108 предлагалось назвать оттоганий (ottohahnium, Oh) в честь Отто Гана — одного из учёных, открывших процесс деления ядер. В 1994 году IUPAC по устоявшейся традиции (только по фамилии) порекомендовала для элемента название ганий (hahnium, Hn)^[10].

Но в 1997 году она изменила свою рекомендацию и утвердила название хассий^[2][11] в честь немецкой земли Гессен (Hassia — латинское название средневекового княжества Гессен, центром которого был Дармштадт)^[12].

Известные изотопы

Основная статья: Изотопы хассия

Хассий не имеет стабильных изотопов. Несколько радиоактивных изотопов были синтезированы в лаборатории либо путём слияния двух атомов, либо путём наблюдения распада более тяжёлых элементов. Сообщалось о двенадцати изотопах с массовыми числами от 263 до 277 (за исключением 272, 274 и 276), четыре из которых — ²⁶⁵Hs, ²⁶⁷Hs, ²⁶⁹Hs и ²⁷⁷Hs — имеют известные метастабильные состояния^[13], хотя для ²⁷⁷Hs это не подтверждено^[14]. Большинство из этих изотопов распадаются преимущественно через α-распад. Он наиболее распространённый из всех изотопов, для которых доступны всесторонние характеристики распада. Единственное исключение — ²⁷⁷Hs, который подвергается самопроизвольному делению^[13]. Самые лёгкие изотопы, которые обычно имеют более короткие периоды полураспада, были синтезированы путём прямого синтеза между двумя более лёгкими ядрами и в качестве продуктов распада. Самым тяжёлым изотопом, полученным прямым слиянием, является ²⁷¹Hs; более тяжёлые изотопы наблюдались только как продукты распада элементов с большими атомными номерами^[15]. Наиболее стабильным изотопом хассия является ²⁶⁹Hs (α-излучатель)^[2].

Изотоп	Масса	Период полураспада[16]	Тип распада
^264Hs	264	≈0,8 мс	α-распад в ^260Sg; спонтанное деление
^265Hs	265	0.3+0,2 −0,1 мс	α-распад в ^261Sg
^266Hs	266	2,3+1,3 −0,6 мс	α-распад в ^262Sg
^267Hs	267	52+13 −8 мс	α-распад в ^263Sg
^269Hs	269	9,7+9,3 −3,0 с	α-распад в ^265Sg
^270Hs	270	22,0 с[16]; ≈22 с[17]	α-распад в ^266Sg
^275Hs	275	0,15+0,27 −0,06 с	α-распад в ^271Sg

Химические свойства

Может образовывать тетраоксид хассия (HsO₄), который является менее летучим, чем тетраоксид осмия, а при реакции с гидроксидом натрия образует хассат(VIII) натрия Na₂[HsO₄(OH)₂]^[18][19].

Примечания

1. Хассий : [арх. 15 февраля 2023] / Б. Ф. Мясоедов // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
2. Мясоедов, 2017.
3. В честь одного из участков Великого Шёлкового Пути, Серики, находившейся предположительно на территории современного Казахстана (района происхождения исследованных минералов) и упомянутой в «Географии» Клавдия Птолемея (I.11.6—7).
4. Чердынцев В. В., Зверев В. Л., Купцов В. М., Кислицина Г. И. Плутоний-239 в природе (рус.) // Геохимия. — 1968. — № 4. — С. 395—401.
5. Кулаков В. М. Обнаружен ли 108-й элемент? (рус.) // Атомная энергия. — 1970. — Т. 29, вып. 5. — С. 401—402.
6. "New Outlook on the Possible Existence of Superheavy Elements in Nature". 2002. arXiv:nucl-ex/0210039. {{cite arXiv}}: Источник использует устаревший параметр |authors= (справка); Шаблон цитирования имеет пустые неизвестные параметры: |version= (справка)
7. Münzenberg G. et al. The identification of element 108 // Zeitschrift für Physik A. — 1984. — Т. 317, № 2. — С. 235—236. (недоступная ссылка)
8. Oganessian Yu. Ts. et al. On the stability of the nuclei of element 108 with A=263–265 // Zeitschrift für Physik A. — 1984. — Т. 319, № 2. — С. 215—217. (недоступная ссылка)
9. Barber R. C. et al. Discovery of the transfermium elements // Pure and Applied Chemistry. — 1993. — Т. 65, № 8. — С. 1757—1814. Архивировано 28 февраля 2008 года.
10. Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry. Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1994) // Pure and Applied Chemistry. — 1994. — Т. 66, № 12. — С. 2419—2421. Архивировано 28 февраля 2008 года.
11. Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry. Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997) // Pure and Applied Chemistry. — 1997. — Т. 69, № 12. — С. 2471—2473. Архивировано 16 июля 2007 года.
12. Responses on the Report 'Discovery of the transfermium elements' // Pure and Applied Chemistry. — 1993. — Т. 65, № 8. — С. 1815—1824. Архивировано 1 марта 2008 года.
13. Audi, 2017, pp. 030001–133—030001–136.
14. Hofmann et al., 2012.
15. Thoennessen M. The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation (англ.). — Springer, 2016. — ISBN 978-3-319-31761-8. — doi:10.1007/978-3-319-31763-2.
16. Nudat 2.3  (неопр.). Дата обращения: 8 августа 2007. Архивировано 13 мая 2019 года.
17. Dvorak J. et al. Doubly Magic Nucleus ²⁷⁰₁₀₈Hs₁₆₂ // Physical Review Letters. — 2006. — Т. 97. — С. 242501.
18. von Zweidorf A. et al. Final result of the CALLISTO-experiment: Formation of sodium hassate(VIII) // GSI Scientific Report 2003 (англ.). — Darmstadt: Forschungszentrum Jülich, 2003. — P. 192.
19. Düllmann C. E. et al. First chemical investigation of hassium (Hs, Z=108) (англ.) // Czechoslovak Journal of Physics. — 2003. — Vol. 53, iss. 1 Supplement. — P. A291–A298. — doi:10.1007/s10582-003-0037-4. — Bibcode: 2003CzJPS..53A.291D.

Литература

• Хассий / Мясоедов Б. Ф. // Уланд — Хватцев. — М. : Большая российская энциклопедия, 2017. — С. 787. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 33). — ISBN 978-5-85270-370-5.
• Audi G. et al. The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C^[англ.]. — 2017. — Vol. 41, no. 3. — P. 030001–133—030001–136. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode: 2017ChPhC..41c0001A.
• Hoffman D. C., Ghiorso A., Seaborg G. T. The Transuranium People: The Inside Story (англ.). — World Scientific, 2000. — ISBN 978-1-78-326244-1.
• Hoffman D. C., Lee D. M., Pershina, V. Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (англ.) / Eds.: L. R. Morss, N. M. Edelstein, J. Fuger. — 3rd ed.. — Springer Science+Business Media, 2006. — ISBN 978-1-4020-3555-5.
• Hofmann S. et al. The reaction ⁴⁸Ca + ²⁴⁸Cm → ²⁹⁶116^* studied at the GSI-SHIP (англ.) // The European Physical Journal A^[англ.]. — 2012. — Vol. 48, no. 5. — P. 62. — doi:10.1140/epja/i2012-12062-1. — Bibcode: 2012EPJA...48...62H.
• Lide D. R. Handbook of chemistry and physics (англ.). — 84th. — CRC Press, 2004. — ISBN 0-8493-0566-7.

Ссылки

• Хассий на Webelements
• О синтезе элемента на сайте ОИЯИ Архивная копия от 12 августа 2007 на Wayback Machine
• Магический хассий-270 оказался долгожителем