Ts · Элемент 117 · Галоген
Предпоследний пробел в 7-м периоде, заполненный в 2010 году с использованием мишени из берклия.
Строение
Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение теннессин среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 247 pm — это 0,247 нм, поэтому около 2,02 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Теннессин находится в жидком состоянии в диапазоне 260 K — от 623 K до 883 K.
Положение
Теннессин находится в периоде 7, группе 17. Все элементы группы 17 имеют одинаковое число внешних электронов, поэтому ведут себя очень похожим образом.
Другие Галогены
Все галогеныИстория
Предпоследний пробел в 7-м периоде, заполненный в 2010 году с использованием мишени из берклия.
Вершина международного сотрудничества: Открытие теннессина стало высшим достижением российско-американского научного сотрудничества, объединив опыт JINR в синтезе сверхтяжёлых элементов с уникальными возможностями Oak Ridge по подготовке редких мишеней из актиноидов.
Двухлетняя интенсивная кампания: Открытие теннессина потребовало двух лет чрезвычайно сложных экспериментов с 2010 по 2012 год, в которых применялись самые совершенные из когда-либо использованных методы ядерного синтеза, а результатом становились лишь отдельные атомы в неделю.
Руководство командой Oganessian: Под руководством Yuri Oganessian в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, Россия, команда первооткрывателей преодолела, казалось бы, невозможные технические трудности, создав и идентифицировав самый тяжёлый из когда-либо синтезированных галогенов.
Ключевой вклад Oak Ridge: Oak Ridge National Laboratory предоставила чрезвычайно редкий материал мишени из Берклия-249, необходимый для синтеза теннессина, что стало одним из самых сложных достижений в подготовке мишеней за всю историю ядерной физики.
Революционные технические инновации: Создание теннессина потребовало разработки беспрецедентных методов оптимизации ионного пучка, сверхчувствительных систем обнаружения частиц и революционных методов анализа данных, которые продвинули всю область исследований сверхтяжёлых элементов.
Признание IUPAC: Международный союз теоретической и прикладной химии официально признал открытие в 2015 году, предоставив команде первооткрывателей право дать элементу название. «Теннессин» назван в честь Tennessee, родного штата Oak Ridge National Laboratory.
Историческое научное достижение: Открытие теннессина стало первым успешным синтезом человечеством элемента 117, заполнив важный пробел в периодической таблице и доказав, что даже самые сложные научные цели могут быть достигнуты благодаря международному сотрудничеству.
Применение
Изучение химии галогенов: Теннессин — самый тяжёлый из известных галогенов, открывающий беспрецедентные возможности для изучения влияния релятивистских эффектов на химию галогенов. Теоретические предсказания показывают, что теннессин может обладать металлическими свойствами, несмотря на принадлежность к группе 17, что ставит под сомнение традиционные представления о химии.
Исследования синтеза сверхтяжёлых элементов: Создание теннессина посредством бомбардировки мишеней из Берклия-249 ионами Кальция-48 даёт важные сведения об оптимальных условиях ядерных реакций для синтеза самых тяжёлых возможных элементов, совершенствуя методы дальнейшего изучения периодической таблицы.
Изучение ядерной стабильности: Как элемент 117, теннессин занимает уникальное положение для изучения эффектов ядерных оболочек и закономерностей стабильности сверхтяжёлых элементов. Характеристики его распада дают ценные данные о ядерных силах и механизмах стабильности.
Релятивистская квантовая химия: Теннессин предоставляет исключительные возможности для проверки теоретических моделей строения атома в экстремальных условиях, особенно расчётов, предсказывающих влияние релятивистских эффектов электронных орбиталей на химическую связь в сверхтяжёлых элементах.
Передовые технологии обнаружения: Создание и идентификация теннессина требуют самых совершенных доступных систем обнаружения частиц, стимулируя инновации в ядерном приборостроении, которые применяются во многих научных областях — от медицинской визуализации до исследования космоса.
Международное научное сотрудничество: Исследования теннессина служат примером глобального сотрудничества в фундаментальной науке: команды из России, США и других стран объединяют знания и ресурсы для достижения, на первый взгляд, невозможных научных целей.
Основа будущих применений: Хотя сейчас теннессин используется только в исследованиях, понимание его свойств способствует долгосрочной научной цели — открытию стабильных сверхтяжёлых элементов, которые могут революционно изменить технологии способами, пока невозможно представить.
Эксперименты на ускорителях частиц: Теннессин существует только в специализированных учреждениях ядерной физики, оснащённых самыми мощными доступными ускорителями ионов. Для создания теннессина требуются месяцы непрерывной работы, чтобы получить всего несколько атомов, поэтому каждый синтез является выдающимся достижением.
Изучение механизмов ядерных реакций: Учёные используют синтез теннессина для изучения процессов слияния тяжёлых ионов и динамики ядерных реакций при экстремальных энергиях, расширяя фундаментальные знания о ядерной физике и механизмах реакций.
Проверка теоретической химии: Теннессин предоставляет экспериментальные данные для проверки предсказаний квантовой механики о химии сверхтяжёлых элементов, особенно теорий, предполагающих необычное химическое поведение самых тяжёлых галогенов.
Инновации в передовом приборостроении: Обнаружение теннессина стимулирует разработку новых систем идентификации частиц, электронной аппаратуры для измерения времени и методов сбора данных, полезных для более широких научных исследований, включая материаловедение и медицинскую физику.
Подготовка научных кадров: Эксперименты с теннессином дают уникальные возможности для обучения ядерных физиков и аспирантов, развивая профессиональные знания в области сверхтяжёлых элементов и передовых методов ядерных исследований.
Координация международных исследований: Исследования теннессина способствуют сотрудничеству между ведущими мировыми лабораториями ядерной физики, содействуя обмену знаниями и технологическому развитию между странами.
Откуда он происходит
0 мг/кг земной коры · более распространён, чем 0% элементов
Отсутствие в природе: Теннессин не может образоваться в результате естественных ядерных процессов, происходящих где-либо во Вселенной. Его ядро со 117 протонами слишком тяжёлое и нестабильное, чтобы существовать в звёздных средах, сверхновых, слияниях нейтронных звёзд или других известных астрофизических процессах.
Создание исключительно в лаборатории: Каждый атом теннессина был искусственно создан в реакциях ядерного синтеза на самых передовых ускорителях частиц. Для этого мишени из Берклия-249 бомбардируют ионами Кальция-48, достигая результата лишь в виде одного или двух атомов в неделю.
Космическая невозможность: Даже в самых экстремальных космических средах отсутствуют точные условия, необходимые для создания и сохранения ядер теннессина. Чрезвычайно короткий период полураспада элемента означает, что любой гипотетически образовавшийся теннессин распался бы до обнаружения.
Требование сверхспециализированного оборудования: Теннессин существует только в самых передовых мировых лабораториях ядерной физики, особенно в Объединённом институте ядерных исследований в России и Oak Ridge National Laboratory в США, что демонстрирует предельные возможности человечества в ядерных исследованиях.
Фундаментальная ядерная нестабильность: Синтетическая природа теннессина объясняется основными принципами ядерной физики. При увеличении числа протонов далеко за пределы естественных значений электромагнитное отталкивание между протонами полностью подавляет сильное ядерное взаимодействие, удерживающее атомные ядра вместе.
Перспективы производства в будущем: Хотя революционные технологии ускорителей со временем могут повысить эффективность синтеза теннессина, этот элемент всегда будет оставаться искусственным из-за присущей ему ядерной нестабильности и чрезвычайно быстрого радиоактивного распада.
Обращение
Теннессин радиоактивен. У него нет стабильных изотопов — каждое ядро распадается. Для обращения требуются соответствующие средства защиты и лицензия.
Интенсивное альфа-излучение: Теннессин подвергается чрезвычайно быстрому альфа-распаду с периодом полураспада, измеряемым в миллисекундах, испуская исключительно высокоэнергетические альфа-частицы, способные вызвать немедленно смертельные дозы облучения. Даже отдельные атомы представляют экстремальную опасность.
Системы максимальной изоляции: Все исследования теннессина проводятся в наиболее защищённых комплексах с ускорителями частиц, оснащённых несколькими резервными барьерами изоляции, сложными системами дистанционного управления и непрерывным радиационным мониторингом для защиты персонала.
Сложный радиоактивный распад: При распаде теннессина образуется каскад радиоактивных дочерних ядер, каждое из которых представляет серьёзную радиационную опасность. Полный анализ цепочки распада абсолютно необходим для правильного планирования безопасности и проектирования систем изоляции.
Только для высококвалифицированного персонала: Исследования теннессина требуют участия наиболее опытных в мире ядерных физиков с многолетней подготовкой по радиационной безопасности и обширным опытом работы с самыми опасными радиоактивными материалами, известными науке.
Абсолютно дистанционная работа: Из-за экстремальной радиоактивности теннессина любое прямое обращение с ним невозможно. Весь синтез, обнаружение и анализ выполняются с помощью самых совершенных дистанционно управляемых систем, когда-либо разработанных для исследований в области ядерной физики.
Максимальная защита окружающей среды: Несмотря на получение лишь отдельных атомов, исследовательские комплексы теннессина поддерживают самые строгие доступные протоколы экологического мониторинга и обращения с радиоактивными отходами, чтобы обеспечить абсолютную изоляцию всех радиоактивных материалов.
Краткие ответы
Теннессин (символ Ts) — элемент 117 в периодической таблице, представитель семейства галоген в 7 периоде, 17 группе. Предпоследний пробел в 7-м периоде, заполненный в 2010 году с использованием мишени из берклия. При комнатной температуре, как ожидается, это будет твёрдое вещество, и оно радиоактивно.
[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁵; она включает 7 занятых электронных оболочек с распределением 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7. На внешней оболочке находится 7 электронов, что определяет характер химических связей.Образец Теннессин ещё ни разу не был сконденсирован, поэтому оба значения рассчитаны, а не измерены: предполагается, что он плавится при 623 K (349.9 °C) и кипит при 883 K (609.9 °C).
У Теннессин нет стабильных изотопов, поэтому для него не существует стандартной атомной массы. Указанное значение 294 — массовое число наиболее долгоживущего известного изотопа.
Предполагается, что плотность Теннессин составляет около 7.2 г/см³, хотя образец, достаточно большой для взвешивания, ещё ни разу не был получен. Для сравнения, плотность воды — 1,0 г/см³.
Теннессин был открыт в 2010 году JINR, Oak Ridge & Livermore. Назван в честь теннесси.
Теннессин практически не встречается в природе на Земле — его получают в реакторе или ускорителе.
Да. Теннессин не имеет стабильных изотопов — каждое его ядро распадается. В природе он не встречается в количествах, пригодных для использования, и должен быть синтезирован.