Эйнштейний

Для термина «ES» см. также другие значения.

Эйнштейний
← Калифорний | Фермий →
99 Ho ↑ Es ↓ (Upt) Периодическая система элементов 99Es
Внешний вид простого вещества
Радиоактивный серебристый металл
Свойства атома
Название, символ, номер	Эйнштейний (Es), 99
Атомная масса (молярная масса)	252,083 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Rn] 5f^11 7s^2
Радиус атома	245[1] пм
Химические свойства
Электроотрицательность	1,3 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	Es←Es^3+ −2,0 В Es←Es^2+ −2,2 В
Степени окисления	+2, +3, +4
Энергия ионизации (первый электрон)	619 кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	8,84 г/см³
Температура плавления	860 °C
Номер CAS	7429-92-7

99	Эйнштейний
Es (252)
5f^117s^2

Эйнште́йний (химический символ — Es) — химический элемент с атомным номером 99. Является элементом с самым большим атомным номером, который был получен в весовых количествах^[2]. Ежегодно производится несколько миллиграммов эйнштейния^[3].

Простое вещество эйнштейний — это радиоактивный трансурановый металл серебристого цвета. Относится к семейству актиноидов.

История

Эйнштейний был открыт в декабре 1952 года в радиоактивных осадках, оставшихся после испытания «Иви Майк»^[4]. Элемент назван в честь Альберта Эйнштейна.

В 1961 году был получен первый макроскопический образец эйнштейния массой 0,01 мкг^[5].

Получение

Эйнштейний-247 получается с помощью бомбардировки америция-241 ионами углерода, а также урана-238 ионами азота^[6].

Эйнштейний-248 можно получить путём бомбардировки калифорния-249 ионами дейтерия^[7].

Изотопы с атомными номерами от 249 до 252 синтезируются с помощью облучения берклия-249 альфа-частицами^[8].

Эйнштейний-253 получается бомбардировкой мишени из калифорния-252 тепловыми нейтронами^[9].

Физические и химические свойства

В соединениях эйнштейний проявляет степени окисления +2 и +3. Примером может служить его иодид^[англ.] с химической формулой EsI₃ (твёрдое вещество янтарного цвета^[10]).

В обычном водном растворе эйнштейний существует в наиболее устойчивой форме в виде ионов Es³⁺ (даёт зелёную окраску). Галогениды со степенью окисления +2 можно получить восстановлением соответствующего галогенида со степенью окисления +3 водородом^[11]. Оксигалогениды эйнштейния могут быть получены нагреванием трёхвалентного галогенида со смесью паров воды и соответствующего галогеноводорода^[12].

Эйнштейний — металл серебристого цвета; образует кристаллы кубической сингонии (гранецентрированная решётка), пространственная группа Fm3m, параметры ячейки a = 0,575 нм, в отличие от более лёгких актиноидов (Am, Cm, Bk, Cf), которые кристаллизуются в гексагональной структуре. Плотность эйнштейния при комнатной температуре 8,84 г/см³, близка к плотности его гомолога в группе лантаноидов — гольмия (8,79 г/см³) и почти вдвое меньше плотности соседнего по группе актиноидов элемента — калифорния (15,1 г/см³). Эйнштейний — мягкий металл, его объёмный модуль упругости составляет 15 МПа — одно из самых низких значений среди нещелочных металлов^[13]. Температура плавления — 860 °C. Характеризуется относительно высокой летучестью. Парамагнитен.

Может быть получен путём восстановления EsF₃^[англ.] литием.

Синтезированы и изучены многие твёрдые соединения эйнштейния, такие как Es₂O₃, EsCl₃, EsOCl, EsBr₂, EsBr₃, EsI₂ и EsI₃.

Изотопы

Основная статья: Изотопы эйнштейния

Всего известно 19 изотопов и 3 изомера с массовыми числами от 243 до 256. Самый долгоживущий из изотопов ²⁵²Es имеет период полураспада 471,7 сут. Однако более распространён изотоп ²⁵³Es с периодом полураспада около 20 суток из-за большей лёгкости получения. Однако он испытывает быстрый альфа-распад с образованием берклия-249, а этот изотоп, в свою очередь, превращается в калифорний-249. Скорость распада составляет около 3 % вещества в день. Из-за сильной радиоактивности изотопа его кристаллическая решётка быстро разрушается с выделением тепла и гамма- и рентгеновских лучей. Всё это затрудняет изучение химических свойств эйнштейния^[14].

Применение

Используется для получения менделевия при бомбардировке в циклотроне ядрами гелия^[15].

Эйнштейний-254 был использован при попытке получения элемента унуненния (атомный номер 119) путём бомбардировки мишени из этого изотопа ионами кальция-48, но ни один атом нового элемента не был обнаружен^[16].

Также этот изотоп использовался в качестве калибровочного маркера в спектрометре для химического анализа лунной поверхности у места посадки зонда «Сервейер-5»^[17].

Безопасность

При введении крысам только 0,01 % эйнштейния попадает в кровоток, оттуда около 65 % вещества попадает в кости, 25 % — в лёгкие, 0,035 % — в яички, или 0,01 % — в яичники. Распределение эйнштейния по поверхности костей аналогично таковому у плутония. В костях крыс эйнштейний должен оставаться около 50 лет, а в лёгких — около 20, но это не имеет значения из-за короткого периода полураспада элемента, а также из-за короткой продолжительности жизни крыс^[18].

Примечания

1. Einsteinium  (неопр.). Дата обращения: 30 ноября 2024. Архивировано 13 июня 2024 года.
2. Haire, 2006, p. 1579.
3. Seaborg, 1978, pp. 36—37.
4. Ghiorso A. Einsteinium and Fermium (англ.) // Chemical and Engineering News. — 2003. — Vol. 81, iss. 36. — P. 174–175. — doi:10.1021/cen-v081n036.p174. Архивировано 6 сентября 2018 года.
5. Einsteinium  (неопр.). Дата обращения: 1 мая 2021. Архивировано 5 мая 2021 года.
6. Binder H. H. Lexikon der chemischen Elemente (нем.). — Stuttgart: S. Hirzel Verlag, 1999. — S. 18—23. — ISBN 3-7776-0736-3.
7. Chetham-Strode A., Holm L. New Isotope Einsteinium-248 (англ.) // Physical Review. — 1956. — Vol. 104, iss. 5. — P. 1314. — doi:10.1103/PhysRev.104.1314. — Bibcode: 1956PhRv..104.1314C.
8. Harvey B., Chetham-Strode A., Ghiorso A., Choppin G., Thompson S. New Isotopes of Einsteinium (англ.) // Physical Review. — 1956. — Vol. 104, iss. 5. — P. 1315–1319. — doi:10.1103/PhysRev.104.1315. — Bibcode: 1956PhRv..104.1315H. Архивировано 12 марта 2020 года.
9. Kulyukhin S. et al. Production of microgram quantities of einsteinium-253 by the reactor irradiation of californium (англ.) // Inorganica Chimica Acta. — 1985. — Vol. 110. — P. 25–26. — doi:10.1016/S0020-1693(00)81347-X.
10. Holleman, 2007, p. 1969.
11. Peterson J. R. et al. Preparation, characterization, and decay of einsteinium(II) in the solid state (англ.) // Le Journal de Physique. — 1979. — Vol. 40, iss. 4. — P. C4–111. — doi:10.1051/jphyscol:1979435. Архивировано 7 марта 2012 года. (manuscript draft Архивная копия от 13 мая 2013 на Wayback Machine).
12. Seaborg, 1978, p. 60.
13. Haire, 2006, p. 1591.
14. Einsteinium Архивная копия от 19 мая 2021 на Wayback Machine. periodic.lanl.gov
15. Менделевий. Книги. Наука и техника Архивная копия от 11 августа 2011 на Wayback Machine.
16. Lougheed R. W. et al. Search for superheavy elements using ⁴⁸Ca + ²⁵⁴Es^g reaction (англ.) // Physical Review C. — 1985. — Vol. 32, iss. 5. — P. 1760–1763. — doi:10.1103/PhysRevC.32.1760. — Bibcode: 1985PhRvC..32.1760L. — PMID 9953034.
17. Turkevich A. L., Franzgrote E. J., Patterson J. H. Chemical Analysis of the Moon at the Surveyor V Landing Site (англ.) // Science. — 1967. — Vol. 158, iss. 3801. — P. 635–637. — doi:10.1126/science.158.3801.635. — Bibcode: 1967Sci...158..635T3801. — PMID 17732956.
18. Metabolic data for einsteinium. P.18—19 in: International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 30 (Part 4) : Limits for intakes of radionuclides by workers: An Addendum (англ.) // Ann. ICRP. — 1988. — Vol. 19, no. 4. — P. 1—163. — doi:10.1177/ANIB_19_4. Архивировано 3 ноября 2023 года.

Литература

• Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements (англ.). — 2nd Ed. — Butterworth–Heinemann, 1997. — ISBN 978-0080379418.
• Haire R. G. Einsteinium // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (англ.) / Eds. Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger. — 3rd Ed. — Dordrecht, the Netherlands: Springer, 2006. — Vol. 3. — P. 1577–1620. — ISBN 978-1-4020-3555-5. — doi:10.1007/1-4020-3598-5_12. Архивировано 17 июля 2010 года.
• Holleman A. F., Wiberg N. Textbook of Inorganic Chemistry (англ.). — 102nd Ed. — Berlin: de Gruyter, 2007. — ISBN 978-3-11-017770-1.
• Proceedings of the Symposium Commemorating the 25th Anniversary of Elements 99 and 100 (англ.) / Ed. G. T. Seaborg. — 1978. — (Report LBL-7701).

Ссылки

• Эйнштейний на Webelements
• Эйнштейний в Популярной библиотеке химических элементов