Struttura
Non è un diagramma di punti su anelli, ma un campionamento Monte Carlo della densità di probabilità effettiva |ψ|² per ogni sottolivello occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il viola indicano segni opposti della funzione d'onda, rendendo possibile il legame.
Valori misurati
Ogni barra mostra dove si colloca copernicio tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.
Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati da ~ sono predetti anziché misurati.
Dimensioni, in scala
Radius 247 pm — that is 0.247 nm, so about 2024 million of them side by side would span a millimetre.
Intervallo termico
Copernicio is liquid over a 57 K window, from 283 K to 340 K.
Dove si trova
La storia
Predicted to be a volatile liquid — a metal that behaves almost like a noble gas.
Il copernicio fu sintetizzato per la prima volta nel 1996 da un gruppo internazionale di fisici nucleari guidato da Sigurd Hofmann presso il GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research di Darmstadt, in Germania, utilizzando il loro acceleratore lineare di ioni pesanti all'avanguardia (UNILAC) e i sistemi di rilevamento e analisi delle particelle più avanzati disponibili all'epoca. La scoperta rivoluzionaria comportò il bombardamento di bersagli di piombo-208 con ioni di zinco-70 accelerati a energie straordinariamente elevate e precisamente controllate, creando con successo copernicio-277 attraverso reazioni di fusione nucleare e rilevandone la caratteristica firma di decadimento radioattivo per circa 0.24 millisecondi mediante sofisticate apparecchiature di rilevamento. Il gruppo di ricerca tedesco impiegò la tecnologia di rilevamento più avanzata disponibile, compresi rilevatori di posizione all'avanguardia, precisi sistemi di misurazione del tempo di volo, apparecchiature avanzate per l'analisi dell'energia e complessi algoritmi informatici di analisi dei dati, per identificare singoli atomi di copernicio attraverso le loro catene di decadimento uniche e inconfondibili e le loro caratteristiche energetiche. All'elemento fu inizialmente assegnato il nome sistematico provvisorio "ununbium" (che significa "uno-uno-due" in latino), secondo le convenzioni di denominazione sistematica dell'International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) stabilite per gli elementi superpesanti scoperti di recente, in attesa di un'approfondita revisione scientifica e del riconoscimento ufficiale. Il gruppo di ricerca propose il nome "copernicium" per onorare il rivoluzionario astronomo polacco Nicolaus Copernicus, che trasformò radicalmente la nostra comprensione dell'universo proponendo il modello eliocentrico, che poneva il Sole, anziché la Terra, al centro del sistema solare, rivoluzionando l'astronomia e la comprensione umana del nostro posto nel cosmo. La scoperta rappresentò un risultato straordinario nella fisica nucleare e nella tecnologia degli acceleratori, richiedendo una precisione senza precedenti nel funzionamento dell'acceleratore, nel controllo del fascio ionico, nella preparazione e nel posizionamento del bersaglio, nella sincronizzazione temporale e nella metodologia di rilevamento, per creare e identificare con certezza atomi esistenti per mere frazioni di secondo. La sintesi riuscita comportò molti anni di intenso sviluppo tecnologico nella fisica degli acceleratori di ioni pesanti, nei sistemi ultrasensibili di rilevamento delle particelle, nelle sofisticate tecniche di acquisizione e analisi dei dati e nei metodi statistici avanzati per identificare eventi nucleari estremamente rari tra segnali di fondo e rumore complessi. La IUPAC approvò ufficialmente il nome "copernicium" con il simbolo chimico "Cn" nel 2010, dopo un'approfondita revisione internazionale delle prove sperimentali, tentativi di verifica indipendente da parte di altri gruppi di ricerca e una conferma dettagliata della validità scientifica e della riproducibilità della scoperta. Il risultato dimostrò il continuo e rapido progresso delle capacità di ricerca sugli elementi superpesanti e fornì dati sperimentali essenziali per verificare le previsioni teoriche più avanzate sulla stabilità nucleare, sulla struttura atomica, sugli effetti relativistici e sulle proprietà chimiche agli estremi assoluti della tavola periodica.
Applicazioni
Il copernicio, in quanto elemento superpesante sintetico dalla vita estremamente breve, con un tempo di dimezzamento misurato in secondi, non ha applicazioni pratiche oltre alla ricerca nella fisica nucleare fondamentale e alle indagini teoriche sui limiti della struttura atomica e della stabilità nucleare. L'elemento serve esclusivamente ad ampliare la comprensione scientifica dei nuclei superpesanti e a fornire dati sperimentali essenziali per verificare sofisticate previsioni teoriche sulla cosiddetta isola di stabilità, dove alcuni elementi superpesanti potrebbero presentare tempi di dimezzamento più lunghi e proprietà potenzialmente utili. La ricerca sul copernicio contribuisce significativamente alla convalida di modelli avanzati dei gusci nucleari e alla comprensione di come protoni e neutroni si organizzino nei nuclei atomici molto pesanti, agli estremi assoluti della fisica nucleare. L'elemento costituisce un banco di prova fondamentale per i modelli teorici più sofisticati disponibili, che tentano di prevedere le proprietà chimiche e fisiche degli elementi superpesanti attraverso complessi calcoli quantomeccanici relativistici e metodi computazionali avanzati. La ricerca sul copernicio aiuta gli scienziati a comprendere come profondi effetti relativistici influenzino il comportamento atomico, le strutture degli orbitali elettronici e le proprietà chimiche man mano che gli elementi diventano più pesanti e gli elettroni si muovono a frazioni considerevoli della velocità della luce. Le tecniche sperimentali, la strumentazione e le metodologie sviluppate specificamente per creare e rilevare il copernicio hanno fatto progredire significativamente la tecnologia della fisica nucleare e contribuito a importanti miglioramenti nei sistemi di accelerazione delle particelle, nelle apparecchiature di rilevamento e nei metodi di analisi dei dati. Gli studi sul copernicio forniscono dati inestimabili per comprendere i processi di nucleosintesi stellare e il modo in cui si formano gli elementi più pesanti dell'universo durante gli eventi astrofisici più estremi, come le fusioni di stelle di neutroni, le supernove e altri fenomeni cosmici ad alta energia. La ricerca sull'elemento contribuisce in modo sostanziale alla formazione della prossima generazione di fisici nucleari e allo sviluppo di metodologie sperimentali rivoluzionarie per studiare fenomeni nucleari rari alle frontiere assolute delle attuali capacità scientifiche e tecnologiche. Sebbene il copernicio non abbia applicazioni pratiche concepibili, la ricerca fondamentale che rende possibile fa progredire significativamente la comprensione dei processi nucleari alla base di molte tecnologie di importanza critica nella medicina nucleare, nella produzione di energia nucleare, nella scienza dei materiali e nelle applicazioni della fisica quantistica.
Il copernicio non ha assolutamente alcuna applicazione nella vita quotidiana, nell'industria, nel commercio, nella tecnologia o in qualsiasi campo pratico, a causa del suo tempo di dimezzamento estremamente breve, pari a circa 28 secondi, e del fatto che possono essere prodotti soltanto singoli atomi utilizzando le strutture con acceleratori di particelle più avanzate disponibili al mondo. L'elemento viene utilizzato esclusivamente nella ricerca di frontiera della fisica nucleare condotta in un numero molto limitato di grandi laboratori internazionali dotati degli acceleratori di ioni pesanti più sofisticati e dei sistemi di rilevamento ultrasensibili disponibili alla scienza moderna. Gli istituti di ricerca studiano il copernicio per esplorare le questioni più fondamentali sui limiti teorici della struttura atomica, sulla stabilità nucleare e sul numero massimo assoluto di protoni che può essere contenuto in un singolo nucleo atomico in condizioni concepibili. I fisici nucleari utilizzano il copernicio come riferimento essenziale per testare e convalidare rigorosamente i modelli teorici e i metodi computazionali più avanzati, che prevedono il comportamento, le proprietà e le caratteristiche chimiche degli elementi superpesanti agli estremi della tavola periodica. L'elemento costituisce un banco di prova sperimentale critico per i metodi di chimica computazionale più sofisticati disponibili, che tentano di prevedere le proprietà chimiche, il comportamento atomico e le caratteristiche fisiche attraverso calcoli quantomeccanici relativistici straordinariamente complessi, anziché mediante misurazioni sperimentali dirette. I programmi didattici di fisica nucleare avanzata e chimica teorica utilizzano il copernicio come esempio di primo piano della ricerca di frontiera sugli aspetti più fondamentali della materia e dell'incessante ricerca scientifica volta a comprendere la struttura atomica ai suoi limiti teorici e pratici assoluti. I database scientifici, le pubblicazioni di ricerca e i materiali di riferimento conservano i registri più completi possibili delle proprietà del copernicio, per garantire la documentazione completa di tutti gli elementi chimici conosciuti, compresi quelli che esistono solo brevemente in condizioni di laboratorio altamente specializzate e controllate. Le collaborazioni scientifiche internazionali studiano il copernicio per ampliare la comprensione globale della fisica degli elementi superpesanti e promuovere livelli senza precedenti di condivisione delle conoscenze e cooperazione nella ricerca nucleare alle frontiere assolute delle capacità e della comprensione scientifica umana. Lo studio dell'elemento contribuisce significativamente allo sviluppo di nuove tecniche sperimentali e strumentazioni rivoluzionarie per rilevare e analizzare eventi nucleari estremamente rari e specie nucleari effimere, che esistono solo per pochi secondi in condizioni altamente controllate.
Da dove proviene
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
Il copernicio non si trova naturalmente in alcun luogo dell'universo secondo le condizioni fisiche attualmente note o teoricamente previste e può essere creato soltanto artificialmente attraverso reazioni di fusione nucleare straordinariamente complesse e precisamente controllate, utilizzando le strutture con acceleratori di particelle più avanzate e potenti disponibili sulla Terra. L'elemento viene sintetizzato bombardando nuclei bersaglio estremamente pesanti con nuclei proiettile più leggeri, accuratamente selezionati e accelerati a energie enormi e precisamente controllate, in genere utilizzando proiettili di zinco-70 e bersagli di piombo-208 per creare copernicio-277 mediante processi di fusione nucleare meticolosamente controllati, che richiedono una precisione straordinaria. La produzione richiede gli acceleratori di ioni pesanti più sofisticati e potenti esistenti, capaci di accelerare gli ioni a energie esatte mantenendo una precisione senza precedenti nella focalizzazione del fascio, nel posizionamento del bersaglio, nella sincronizzazione temporale, nel rilevamento delle particelle e nei sistemi di acquisizione dei dati, operanti ai limiti della tecnologia attuale. Anche utilizzando la tecnologia degli acceleratori più avanzata disponibile alla scienza moderna e affidandosi ai gruppi scientifici più qualificati, è possibile produrre soltanto singoli atomi di copernicio durante periodi prolungati di funzionamento intensivo, e questi atomi decadono attraverso complessi processi radioattivi entro secondi o minuti dalla loro creazione. L'isotopo noto più stabile, il copernicio-285, ha un tempo di dimezzamento di circa 28 secondi in condizioni di laboratorio, mentre gli altri isotopi conosciuti decadono molto più rapidamente, alcuni entro millisecondi dalla loro formazione nella camera bersaglio dell'acceleratore. La produzione dell'elemento è limitata forse a due o tre strutture di ricerca specializzate in tutto il mondo, tra cui GSI in Germania e RIKEN in Giappone, istituzioni che possiedono le straordinarie capacità tecnologiche, competenze e risorse necessarie per la ricerca sulla sintesi degli elementi superpesanti. La natura completamente sintetica del copernicio implica che esso non abbia alcuna presenza geologica sulla Terra o su altri corpi planetari, alcuna presenza ambientale in condizioni naturali e alcun processo di formazione naturale in qualsiasi luogo dell'universo conosciuto secondo le leggi fisiche e le condizioni cosmiche attuali. Tutta la ricerca sul copernicio deve essere condotta su singoli atomi o su numeri estremamente ridotti di atomi, rilevati attraverso le loro caratteristiche firme uniche di decadimento radioattivo, richiedendo le apparecchiature di rilevamento più sensibili, sofisticate e avanzate disponibili nella ricerca contemporanea di fisica nucleare. La quantità totale di copernicio mai creata dall'umanità nell'intera storia della ricerca sulla fisica nucleare sarebbe di gran lunga troppo piccola per essere rilevata mediante tecniche di misurazione convenzionali, rappresentando forse meno di alcune dozzine di atomi prodotti nel corso di decenni di intensi sforzi di ricerca internazionali che hanno coinvolto le strutture e le competenze scientifiche più avanzate disponibili.
Manipolazione
Copernicio è radioattivo. It has no stable isotope — every nucleus decays. La manipolazione richiede schermatura e autorizzazioni appropriate.
Il copernicio presenta i rischi radiologici più estremi e completi incontrati in qualsiasi area della ricerca sulla fisica nucleare, a causa della sua intensa radioattività, delle caratteristiche del suo breve tempo di dimezzamento e dei processi nucleari a energia straordinariamente elevata necessari per la sua produzione, rilevazione, analisi e studio in condizioni di laboratorio controllate. Le principali preoccupazioni per la sicurezza riguardano non i singoli atomi di copernicio, che esistono in quantità trascurabili per periodi estremamente brevi, ma i campi di radiazione incredibilmente intensi, complessi e articolati generati durante i processi di sintesi e l'intricata cascata di prodotti di decadimento altamente radioattivi formati mentre l'elemento subisce trasformazioni radioattive successive attraverso molteplici vie di decadimento. Il personale che lavora nella ricerca sul copernicio deve utilizzare i sistemi di monitoraggio delle radiazioni più completi, avanzati e sofisticati disponibili nella scienza nucleare moderna e seguire i protocolli di sicurezza più rigorosi, dettagliati e scrupolosamente applicati mai sviluppati per la ricerca sulla fisica nucleare, progettati specificamente e aggiornati continuamente per ridurre al minimo l'esposizione a radiazioni gamma ad alta energia, flusso neutronico, particelle alfa, radiazioni beta e potenziale contaminazione radioattiva proveniente da molteplici fonti. Le strutture di ricerca devono essere dotate di molteplici strati ridondanti dei sistemi di schermatura dalle radiazioni più sofisticati ed efficaci possibili, comprendenti materiali densi accuratamente selezionati come piombo, tungsteno, uranio impoverito, polietilene borato e materiali compositi specializzati per l'assorbimento dei neutroni, al fine di proteggere i lavoratori dall'ambiente di radiazione intenso, multispettrale e complesso creato durante la ricerca sugli elementi superpesanti. L'ambiente di lavoro richiede un monitoraggio continuo e in tempo reale mediante molteplici sistemi indipendenti e ridondanti di rilevamento delle radiazioni, con avanzati interblocchi automatici di sicurezza e capacità di risposta alle emergenze in grado di arrestare istantaneamente tutte le operazioni, isolare le aree contaminate e attivare i protocolli di emergenza se i livelli di radiazione superano qualsiasi soglia di sicurezza prestabilita o se un sistema di sicurezza segnala condizioni potenzialmente pericolose. Tutto il personale deve completare con successo programmi di formazione specializzati estesi, completi e aggiornati regolarmente, riguardanti i principi avanzati di sicurezza dalle radiazioni, le procedure di risposta alle emergenze, i rischi della fisica nucleare, i rischi specifici degli elementi superpesanti, i protocolli di sicurezza specifici della struttura e le particolari difficoltà di sicurezza associate alla ricerca sul copernicio, prima di ottenere l'accesso a queste strutture altamente riservate e attentamente controllate. Le caratteristiche di decadimento del copernicio implicano che esso subisca un decadimento radioattivo attraverso molteplici vie e meccanismi complessi, creando una miscela intricata e in costante cambiamento di prodotti figli altamente radioattivi, con modalità di decadimento, tipi di radiazione, spettri energetici e tempi di dimezzamento variabili, ciascuno dei quali richiede procedure specifiche e attentamente progettate di contenimento, monitoraggio e sicurezza, adattate al relativo profilo di rischio individuale.
Risposte rapide
Copernicio (symbol Cn) is element 112 on the periodic table, a metallo di transizione in period 7, group 12. Predicted to be a volatile liquid — a metal that behaves almost like a noble gas. At room temperature it is expected to be a liquid, and it is radioactive.
[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2 electrons respectively.No sample of copernicio has ever been condensed, so both figures are calculated rather than measured: it is predicted to melt at 283 K (9.9 °C) and boil at 340 K (66.9 °C). It will melt in a warm room or in the palm of your hand.
Copernicio has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 285, is the mass number of its longest-lived known isotope.
Copernicio is predicted to have a density of about 23.7 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.
Copernicio was discovered in 1996 by GSI Darmstadt. It is named after nicolaus Copernicus.
Copernicio does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. Copernicio has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.