Ununennium - Ununennium

Ununennium,  ₁₁₉ Uue

Ununennium
Pronunciación	/ ˌ uː n . U n ɛ n i ə m / ( escuchar ) ( OON -oon- ES -ee-əm )
Nombres alternativos	elemento 119, eka-francium
Ununennium en la tabla periódica
Hidrógeno Helio Litio Berilio Boro Carbón Nitrógeno Oxígeno Flúor Neón Sodio Magnesio Aluminio Silicio Fósforo Azufre Cloro Argón Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio Cromo Manganeso Planchar Cobalto Níquel Cobre Zinc Galio Germanio Arsénico Selenio Bromo Criptón Rubidio Estroncio Itrio Circonio Niobio Molibdeno Tecnecio Rutenio Rodio Paladio Plata Cadmio Indio Estaño Antimonio Telurio Yodo Xenón Cesio Bario Lantano Cerio Praseodimio Neodimio Prometeo Samario Europio Gadolinio Terbio Disprosio Holmio Erbio Tulio Iterbio Lutecio Hafnio Tantalio Tungsteno Renio Osmio Iridio Platino Oro Mercurio (elemento) Talio Dirigir Bismuto Polonio Astatine Radón Francio Radio Actinio Torio Protactinio Uranio Neptunio Plutonio Americio Curio Berkelio Californio Einstenio Fermio Mendelevio Nobelio Lawrencium Rutherfordio Dubnium Seaborgio Bohrium Hassium Meitnerio Darmstadtium Roentgenio Copérnico Nihonium Flerovio Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Ununennium Unbinilium Unquadtrium Unquadquadium Unquadpentio Unquadhexium Unquadseptium Unquadoctium Unquadennium Unpentnilium Unpentunio Unpentbio Unpenttrio Unpentquadium Unpentpentio Unpentexio Unpentseptium Unpentoctium Unpentennium Unhexnilium Unhexunio Unhexbio Unhextrio Unhexquadium Unhexpentio Unhexhexio Unhexseptium Unhexoctium Unhexennium Unseptnilium Unseptunio Unseptbium Unbiunio Unbibium Unbitrio Unbiquadium Unbipentium Unbihexium Unbiseptium Unbioctium Unbiennium Untrinilium Untriunio Untribium Untritrio Untriquadium Untripentium Untrihexium Untriseptium Untrioctium Untrienio Unquadnilium Unquadunium Unquadbium Fr ↑ Uue ↓ (Ust) oganesson ← ununennium → unbinilium
Número atómico ( Z )	119
Grupo	grupo 1: hidrógeno y metales alcalinos
Período	período 8
Cuadra	bloque s
Configuración electronica	[ Og ] 8 s 1 (predicho)
Electrones por capa	2, 8, 18, 32, 32, 18, 8, 1 (predicho)
Propiedades físicas
Fase en  STP	desconocido (puede ser sólido o líquido)
Punto de fusion	273–303  K (0–30 ° C, 32–86 ° F) (predicho)
Punto de ebullición	903 K (630 ° C, 1166 ° F) (previsto)
Densidad (cerca de  rt )	3 g / cm 3 (previsto)
Calor de fusión	2.01–2.05  kJ / mol (extrapolado)
Propiedades atómicas
Estados de oxidación	( +1 ), (+3) (predicho)
Electronegatividad	Escala de Pauling: 0,86 (predicho)
Energías de ionización
Radio atómico	empírico: 240  pm (previsto)
Radio covalente	263–281 pm (extrapolado)
Otras propiedades
Estructura cristalina	centrada en el cuerpo cúbico (BCC) (extrapolado)
Número CAS	54846-86-5
Historia
Nombrar	Nombre del elemento sistemático IUPAC
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Ununennium , también conocido como eka-francium o elemento 119 , es el elemento químico hipotético con el símbolo Uue y el número atómico 119. Ununennium y Uue son el nombre y el símbolo sistemáticos temporales de la IUPAC respectivamente, que se utilizan hasta que se descubre, confirma y se confirma el elemento. se decide un nombre permanente. En la tabla periódica de los elementos, se espera que sea un elemento de bloque s , un metal alcalino y el primer elemento en el octavo período . Es el elemento más ligero que aún no se ha sintetizado.

Se han realizado intentos fallidos de sintetizar el elemento en RIKEN (Japón) y el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear ( Dubna , Rusia). La evidencia teórica y experimental ha demostrado que la síntesis de ununennio probablemente será mucho más difícil que la de los elementos anteriores, e incluso puede ser el penúltimo elemento que se puede sintetizar con la tecnología actual.

La posición del Ununennium como el séptimo metal alcalino sugiere que tendría propiedades similares a sus congéneres más ligeros . Sin embargo, los efectos relativistas pueden hacer que algunas de sus propiedades difieran de las esperadas de una aplicación directa de tendencias periódicas . Por ejemplo, se espera que el ununennio sea menos reactivo que el cesio y el francio y que tenga un comportamiento más parecido al del potasio o al rubidio , y aunque debería mostrar el estado de oxidación +1 característico de los metales alcalinos, también se prevé que muestre el +3. estado de oxidación, que se desconoce en cualquier otro metal alcalino.

Introducción

Representación gráfica de una reacción de fusión nuclear . Dos núcleos se fusionan en uno y emiten un neutrón . Las reacciones que crearon nuevos elementos en este momento fueron similares, con la única diferencia posible de que a veces se liberaban varios neutrones singulares, o ninguno en absoluto.

Video externo
Visualización de fusión nuclear fallida, basada en cálculos de la Universidad Nacional de Australia

Los núcleos atómicos más pesados se crean en reacciones nucleares que combinan otros dos núcleos de tamaño desigual en uno; aproximadamente, cuanto más desiguales son los dos núcleos en términos de masa, mayor es la posibilidad de que reaccionen. El material hecho de los núcleos más pesados ​​se convierte en un objetivo, que luego es bombardeado por el haz de núcleos más ligeros. Dos núcleos solo pueden fusionarse en uno si se acercan lo suficiente; normalmente, los núcleos (todos cargados positivamente) se repelen entre sí debido a la repulsión electrostática . La interacción fuerte puede superar esta repulsión, pero solo a una distancia muy corta de un núcleo; Por tanto, los núcleos de los haces se aceleran enormemente para hacer que dicha repulsión sea insignificante en comparación con la velocidad del núcleo del haz. Acercarse por sí solo no es suficiente para que dos núcleos se fusionen: cuando dos núcleos se acercan entre sí, generalmente permanecen juntos durante aproximadamente ^10-20  segundos y luego se separan (no necesariamente en la misma composición que antes de la reacción) en lugar de formar un solo núcleo. núcleo. Si se produce la fusión, la fusión temporal, denominada núcleo compuesto, es un estado excitado . Para perder su energía de excitación y alcanzar un estado más estable, un núcleo compuesto se fisiona o expulsa uno o varios neutrones , que se llevan la energía. Esto ocurre aproximadamente entre 10 y ¹⁶  segundos después de la colisión inicial.

El rayo atraviesa el objetivo y llega a la siguiente cámara, el separador; si se produce un nuevo núcleo, se transporta con este rayo. En el separador, el núcleo recién producido se separa de otros nucleidos (el del haz original y cualquier otro producto de reacción) y se transfiere a un detector de barrera de superficie , que detiene el núcleo. Se marca la ubicación exacta del próximo impacto en el detector; también están marcadas su energía y la hora de la llegada. La transferencia tarda entre 10 y ⁶  segundos; para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. El núcleo se registra nuevamente una vez que se registra su desintegración, y se miden la ubicación, la energía y el tiempo de desintegración.

La estabilidad del núcleo es proporcionada por la interacción fuerte. Sin embargo, su alcance es muy corto; a medida que los núcleos se hacen más grandes, su influencia sobre los nucleones más externos ( protones y neutrones) se debilita. Al mismo tiempo, el núcleo se rompe por la repulsión electrostática entre protones, ya que tiene un alcance ilimitado. Por tanto, los núcleos de los elementos más pesados ​​se predicen teóricamente y hasta ahora se ha observado que se desintegran principalmente a través de modos de desintegración causados ​​por dicha repulsión: desintegración alfa y fisión espontánea ; estos modos son predominantes para núcleos de elementos superpesados . Las desintegraciones alfa son registradas por las partículas alfa emitidas , y los productos de la desintegración son fáciles de determinar antes de la desintegración real; si tal desintegración o una serie de desintegraciones consecutivas produce un núcleo conocido, el producto original de una reacción se puede determinar aritméticamente. Sin embargo, la fisión espontánea produce varios núcleos como productos, por lo que el nucleido original no se puede determinar a partir de sus hijas.

La información disponible para los físicos que pretenden sintetizar uno de los elementos más pesados ​​es, por lo tanto, la información recopilada en los detectores: ubicación, energía y tiempo de llegada de una partícula al detector y los de su desintegración. Los físicos analizan estos datos y buscan concluir que efectivamente fue causado por un nuevo elemento y no pudo haber sido causado por un nucleido diferente al que se afirma. A menudo, los datos proporcionados son insuficientes para llegar a la conclusión de que definitivamente se creó un nuevo elemento y no hay otra explicación para los efectos observados; Se han cometido errores en la interpretación de los datos.

Historia

Los elementos superpesados se producen por fusión nuclear . Estas reacciones de fusión se pueden dividir en fusión "caliente" y "fría", dependiendo de la energía de excitación del núcleo compuesto producido. En las reacciones de fusión en caliente, los proyectiles muy ligeros y de alta energía se aceleran hacia objetivos muy pesados ​​( actínidos ), dando lugar a núcleos compuestos con alta energía de excitación (~ 40-50  MeV ) que pueden fisionarse o, alternativamente, evaporar varios (3 a 5 ) neutrones. En las reacciones de fusión fría (que utilizan proyectiles más pesados, generalmente del cuarto período , y objetivos más ligeros, generalmente plomo y bismuto ), los núcleos fusionados producidos tienen una energía de excitación relativamente baja (~ 10-20 MeV), lo que disminuye la probabilidad de que estos los productos sufrirán reacciones de fisión. A medida que los núcleos fusionados se enfrían hasta el estado fundamental , requieren la emisión de solo uno o dos neutrones. Sin embargo, las reacciones de fusión en caliente tienden a producir más productos ricos en neutrones porque los actínidos tienen las proporciones de neutrones a protones más altas de todos los elementos que actualmente se pueden producir en cantidades macroscópicas.

Ununennium y unbinilium (elementos 119 y 120) son los elementos con los números atómicos más bajos que aún no se han sintetizado. Los intentos de sintetizarlos empujarían los límites de la tecnología actual, debido a las secciones transversales decrecientes de las reacciones de producción y sus vidas medias probablemente cortas , que se espera sean del orden de microsegundos. Los elementos más allá del unbiunio (elemento 121) probablemente tendrían una vida demasiado corta para ser detectados con la tecnología actual: se descompondrían en un microsegundo, antes de llegar a los detectores. La posibilidad de detección de los elementos 121 a 124 depende en gran medida del modelo teórico que se utilice, ya que se prevé que sus vidas medias estén muy próximas al límite de un microsegundo. Anteriormente, una ayuda importante (caracterizada como "balas de plata") en la síntesis de elementos superpesados ​​provenía de las capas nucleares deformadas alrededor del hasio -270, lo que aumentaba la estabilidad de los núcleos circundantes y la existencia del isótopo calcio casi estable rico en neutrones. 48 que podría usarse como proyectil para producir más isótopos ricos en neutrones de elementos superpesados. Cuanto más rico en neutrones sea un núclido superpesado , se espera que esté más cerca de la buscada isla de estabilidad . Aun así, los isótopos sintetizados todavía tienen menos neutrones de los que se espera que estén en la isla de estabilidad. Además, el uso de calcio-48 para sintetizar ununennio requeriría un objetivo de einstenio -253 o -254, que son muy difíciles de producir en cantidades suficientemente grandes (solo hay microgramos disponibles actualmente; en comparación, miligramos de berkelio y californio están disponibles). Una producción más práctica de más elementos superpesados ​​requeriría proyectiles de más de ⁴⁸ Ca.

Intentos de síntesis

Pasado

La síntesis de ununennio se intentó por primera vez en 1985 bombardeando un objetivo de einstenio-254 con iones de calcio-48 en el acelerador superHILAC en Berkeley, California:

²⁵⁴
₉₉Es
+ ⁴⁸
₂₀California
→ ³⁰²
₁₁₉Uue
* → sin átomos

No se identificaron átomos, lo que dio lugar a una sección transversal límite de 300 nb . Cálculos posteriores sugieren que la sección transversal de la reacción 3n (que daría como resultado ²⁹⁹ Uue y tres neutrones como productos) en realidad sería seiscientas mil veces más baja que este límite superior, a 0.5 pb.

Dado que el ununenio es el elemento más ligero por descubrir, ha sido objeto de experimentos de síntesis realizados por equipos alemanes, rusos y japoneses en los últimos años. El equipo ruso del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna, Rusia, planeó realizar un experimento antes de 2012, y no se publicaron resultados, lo que implica claramente que el experimento no se realizó o que no se identificaron átomos de ununennio. De abril a septiembre de 2012, se realizó un intento de sintetizar los isótopos ²⁹⁵ Uue y ²⁹⁶ Uue bombardeando un objetivo de berkelio -249 con titanio -50 en el Centro GSI Helmholtz de Investigación de Iones Pesados en Darmstadt , Alemania. Sobre la base de la sección transversal teóricamente predicha, se esperaba que un átomo de ununennio se sintetizara dentro de los cinco meses posteriores al comienzo del experimento.

²⁴⁹
₉₇Bk
+ ⁵⁰
₂₂Ti
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁶
₁₁₉Uue
+ 3 ¹
₀
norte

²⁴⁹
₉₇Bk
+ ⁵⁰
₂₂Ti
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁵
₁₁₉Uue
+ 4 ¹
₀
norte

El experimento se planeó originalmente para continuar hasta noviembre de 2012, pero se detuvo temprano para hacer uso del objetivo ²⁴⁹ Bk para confirmar la síntesis de tennessine (cambiando así los proyectiles a ⁴⁸ Ca). Se predijo que esta reacción entre ²⁴⁹ Bk y ⁵⁰ Ti sería la reacción práctica más favorable para la formación de ununennio, ya que es bastante asimétrica, aunque también algo fría. (La reacción entre ²⁵⁴ Es y ⁴⁸ Ca sería superior, pero preparar cantidades de miligramos de ²⁵⁴ Es para un objetivo es difícil). Sin embargo, el cambio necesario de la " solución milagrosa " ⁴⁸ Ca a ⁵⁰ Ti divide el rendimiento esperado de ununennio por alrededor de veinte, ya que el rendimiento depende en gran medida de la asimetría de la reacción de fusión.

Debido a las breves vidas medias previstas, el equipo de GSI utilizó una nueva electrónica "rápida" capaz de registrar eventos de desintegración en microsegundos. No se identificaron átomos de ununennio, lo que implica una sección transversal límite de 65 fb. La sección transversal real prevista es de alrededor de 40 fb, que se encuentra en los límites de la tecnología actual. (La sección transversal más baja récord de una reacción experimentalmente exitosa es 30 fb para la reacción entre ²⁰⁹ Bi y ⁷⁰ Zn que produce nihonium ).

Regalo

El equipo de RIKEN en Wakō , Japón, comenzó a bombardear objetivos de curio -248 con un haz de vanadio -51 en junio de 2018 para buscar el elemento 119. Se eligió el curio como objetivo, en lugar de berkelio o californio más pesado , ya que estos objetivos más pesados ​​son difíciles de preparar. Se espera que la asimetría reducida de la reacción reduzca aproximadamente a la mitad la sección transversal, requiriendo una sensibilidad "del orden de al menos 30 fb". Los blancos de ²⁴⁸ Cm fueron proporcionados por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge , que había proporcionado el blanco de ²⁴⁹ Bk necesario a partir de la síntesis de tennessine (elemento 117) en Dubna. El experimento RIKEN comenzó llevándose a cabo en un ciclotrón mientras mejoraba sus aceleradores lineales; la actualización se completó en 2020. El bombardeo puede continuar con ambas máquinas hasta que se observe el primer evento; el experimento se está ejecutando de forma intermitente durante al menos 100 días al año. Hideto En'yo , director del Centro RIKEN Nishina, predijo que los elementos 119 y 120 probablemente se descubrirían en 2022. Los esfuerzos del equipo RIKEN están siendo financiados por el Emperador de Japón .

²⁴⁸
₉₆Cm
+ ⁵¹
₂₃V
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁶
₁₁₉Uue
+ 3 ¹
₀
norte

²⁴⁸
₉₆Cm
+ ⁵¹
₂₃V
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁵
₁₁₉Uue
+ 4 ¹
₀
norte

Se espera que los isótopos producidos de ununennio experimenten dos desintegraciones alfa a isótopos conocidos de moscovio ( ²⁸⁸ Mc y ²⁸⁷ Mc respectivamente), lo que los anclaría a una secuencia conocida de cinco desintegraciones alfa adicionales y corroboraría su producción. La sección transversal prevista para estas reacciones es de aproximadamente 10 fb.

Planificado

Tras la síntesis reivindicada de ²⁹³ Og en 1999 en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley a partir de ²⁰⁸ Pb y ⁸⁶ Kr, se propusieron las reacciones análogas ²⁰⁹ Bi + ⁸⁶ Kr y ²⁰⁸ Pb + ⁸⁷ Rb para la síntesis del elemento 119 y su alfa entonces desconocido hijas de la descomposición , elementos 117 , 115 y 113 . La retracción de estos resultados en 2001 y los cálculos más recientes sobre las secciones transversales para reacciones de fusión "en frío" arrojan dudas sobre esta posibilidad; por ejemplo, se predice un rendimiento máximo de 2 fb para la producción de ²⁹⁴ Uue en la primera reacción. Los haces de iones radiactivos pueden proporcionar un método alternativo que utiliza un objetivo de plomo o bismuto y pueden permitir la producción de más isótopos ricos en neutrones en caso de que estén disponibles a las intensidades requeridas.

El equipo del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna , Rusia, planeó comenzar nuevos experimentos sobre la síntesis de ununennio usando la reacción ²⁴⁹ Bk + ⁵⁰ Ti usando un nuevo complejo experimental. A noviembre de 2019, los resultados se esperaban a mediados de 2021 como muy pronto.

Los laboratorios de RIKEN en Japón y del JINR en Rusia son los más adecuados para estos experimentos, ya que son los únicos en el mundo donde se puede acceder a tiempos de haz largos para reacciones con secciones transversales de predicción baja.

Nombrar

Usando la nomenclatura de Mendeleev para los elementos sin nombre y sin descubrir , ununennio debe ser conocido como eka- francio . Utilizando las recomendaciones de la IUPAC de 1979 , el elemento debería denominarse temporalmente ununennio (símbolo Uue ) hasta que se descubra, se confirme el descubrimiento y se elija un nombre permanente. Aunque se utilizan ampliamente en la comunidad química en todos los niveles, desde las aulas de química hasta los libros de texto avanzados, las recomendaciones son en su mayoría ignoradas entre los científicos que trabajan teórica o experimentalmente con elementos superpesados, quienes lo llaman "elemento 119", con el símbolo E119 , (119) o 119 .

Propiedades previstas

Estabilidad nuclear e isótopos

Un gráfico de estabilidad de nucleidos tal como lo utilizó el equipo de Dubna en 2010. Los isótopos caracterizados se muestran con bordes. Más allá del elemento 118 (oganesson, el último elemento conocido), se espera que la línea de nucleidos conocidos entre rápidamente en una región de inestabilidad, sin vidas medias de más de un microsegundo después del elemento 121. La región elíptica encierra la ubicación prevista de la isla de estabilidad.

Los orbitales con un número cuántico azimutal elevado aumentan de energía, eliminando lo que de otro modo sería una brecha en la energía orbital correspondiente a una capa de protones cerrada en el elemento 114 , como se muestra en el diagrama de la izquierda que no tiene en cuenta este efecto. Esto eleva la siguiente capa de protones a la región alrededor del elemento 120 , como se muestra en el diagrama de la derecha, aumentando potencialmente las vidas medias de los isótopos del elemento 119 y 120.

La estabilidad de los núcleos disminuye enormemente con el aumento del número atómico después del curio , el elemento 96, cuya vida media es cuatro órdenes de magnitud más larga que la de cualquier elemento de número superior conocido actualmente. Todos los isótopos con un número atómico superior a 101 sufren desintegración radiactiva con vidas medias de menos de 30 horas. Ningún elemento con número atómico superior a 82 (después del plomo ) tiene isótopos estables. Sin embargo, por razones que aún no se comprenden bien, hay un ligero aumento de la estabilidad nuclear alrededor de los números atómicos 110 - 114 , que conduce a la aparición de lo que se conoce en física nuclear como la " isla de estabilidad ". Este concepto, propuesto por el profesor Glenn Seaborg de la Universidad de California , explica por qué los elementos superpesados ​​duran más de lo previsto.

Las semividas de desintegración alfa predichas para ^291-307 Uue son del orden de microsegundos. La vida media de desintegración alfa más larga predicha es de ~ 485 microsegundos para el isótopo ²⁹⁴ Uue. Al tener en cuenta todos los modos de desintegración, las semividas previstas caen aún más a solo decenas de microsegundos. Algunos isótopos más pesados ​​pueden ser más estables; Fricke y Waber predijeron que ³¹⁵ Uue sería el isótopo de ununennio más estable en 1971. Esto tiene consecuencias para la síntesis de ununennio, ya que los isótopos con vidas medias inferiores a un microsegundo decaerían antes de llegar al detector, y los isótopos más pesados ​​no pueden ser sintetizados por el colisión de cualquier objetivo utilizable conocido y núcleos de proyectil. Sin embargo, nuevos modelos teóricos muestran que la brecha de energía esperada entre los orbitales del protón 2f _7/2 (llenado en el elemento 114) y 2f _5/2 (llenado en el elemento 120) es menor de lo esperado, por lo que el elemento 114 ya no parece funcionar. ser una cáscara nuclear cerrada esférica estable, y esta brecha de energía puede aumentar la estabilidad de los elementos 119 y 120. Ahora se espera que el próximo núcleo doblemente mágico esté alrededor del ³⁰⁶ Ubb esférico ( elemento 122 ), pero la vida media baja esperada y La sección transversal de baja producción de este nucleido dificulta su síntesis.

Atómico y físico

Siendo el primer elemento del período 8 , se predice que el ununennio es un metal alcalino, ocupando su lugar en la tabla periódica debajo del litio , sodio , potasio , rubidio , cesio y francio . Cada uno de estos elementos tiene un electrón de valencia en el orbital s más externo (configuración de electrones de valencia n s ¹ ), que se pierde fácilmente en reacciones químicas para formar el estado de oxidación +1 : por lo tanto, los metales alcalinos son elementos muy reactivos . Se predice que el ununennio continuará la tendencia y tendrá una configuración de electrones de valencia de 8s ¹ . Por tanto, se espera que se comporte de forma muy parecida a sus congéneres más ligeros ; sin embargo, también se prevé que difiera de los metales alcalinos más ligeros en algunas propiedades.

La razón principal de las diferencias predichas entre el ununennio y los otros metales alcalinos es la interacción espín-órbita (SO) , la interacción mutua entre el movimiento y el espín de los electrones . La interacción SO es especialmente fuerte para los elementos superpesados ​​porque sus electrones se mueven más rápido, a velocidades comparables a la velocidad de la luz, que los de los átomos más ligeros. En los átomos de ununennio, reduce los niveles de energía de los electrones 7p y 8s, estabilizando los electrones correspondientes, pero dos de los niveles de energía de los electrones 7p están más estabilizados que los otros cuatro. El efecto se llama división de subcapa, ya que divide la subcapa 7p en partes más estabilizadas y menos estabilizadas. Los químicos computacionales entienden la división como un cambio del segundo número cuántico ( azimutal ) l de 1 a 1/2 y 3/2 para las partes más estabilizadas y menos estabilizadas de la subcapa 7p, respectivamente. Por lo tanto, el electrón 8s externo del ununennio se estabiliza y se vuelve más difícil de eliminar de lo esperado, mientras que los electrones 7p _3/2 se desestabilizan correspondientemente, lo que quizás les permite participar en reacciones químicas. Esta estabilización del orbital s más externo (ya significativo en francio) es el factor clave que afecta la química del ununennio y hace que todas las tendencias de las propiedades atómicas y moleculares de los metales alcalinos cambien de dirección después del cesio.

Radios atómicos empíricos (Na-Cs, Mg-Ra) y pronosticados (Fr-Uhp, Ubn-Uhh) de los metales alcalinos y alcalinotérreos del tercer al noveno período , medidos en angstroms

Afinidades electrónicas empíricas (Na-Cs), semi-empíricas (Fr) y predichas (Uue) de los metales alcalinos del tercer al octavo período , medidas en electronvoltios . Disminuyen de Li a Cs, pero el valor Fr,492 ± 10 meV , es 20 meV más alto que el de Cs, y el de Uue es mucho más alto aún a 662 meV.

Energía de ionización empírica (Na – Fr, Mg – Ra) y predicha (Uue – Uhp, Ubn – Uhh) de los metales alcalinos y alcalinotérreos del tercer al noveno período, medida en electronvoltios

Debido a la estabilización de su electrón 8s externo, se predice que la primera energía de ionización del ununennio, la energía requerida para eliminar un electrón de un átomo neutro, será de 4.53 eV, más alta que la de los metales alcalinos conocidos a partir del potasio. Este efecto es tan grande que se predice que el unbiunio (elemento 121) tendrá una energía de ionización más baja de 4,45 eV, de modo que el metal alcalino en el período 8 no tendría la energía de ionización más baja en el período, como es el caso de todos los períodos anteriores. Se espera que la afinidad electrónica del Ununennium sea ​​mucho mayor que la del cesio y el francio; de hecho, se espera que el ununennio tenga una afinidad electrónica más alta que todos los metales alcalinos más livianos que él en aproximadamente 0,662 eV, cerca de la del cobalto (0,662 eV) y el cromo (0,676 eV). Los efectos relativistas también causan una caída muy grande en la polarizabilidad del ununennio a 169.7  au De hecho, la polarizabilidad del dipolo estático (α _D ) del ununennio, una cantidad para la cual los impactos de la relatividad son proporcionales al cuadrado del número atómico del elemento, se ha reducido calculado para ser pequeño y similar al del sodio.

Se predice que el electrón del átomo de ununennio similar al hidrógeno, oxidado para que tenga un solo electrón, Uue ^{118+, se} mueva tan rápido que su masa es 1,99 veces la de un electrón inmóvil, una característica que proviene de los efectos relativistas . A modo de comparación, la cifra para el francio similar al hidrógeno es 1,29 y la cifra para el cesio similar al hidrógeno es 1,091. Según simples extrapolaciones de las leyes de la relatividad, eso indica indirectamente la contracción del radio atómico en torno a las 240  pm , muy cercana a la del rubidio (247 pm); el radio metálico también se reduce correspondientemente a 260 pm. Se espera que el radio iónico de Uue ⁺ sea ​​de 180 pm.

Se predice que el ununennio tiene un punto de fusión entre 0 ° C y 30 ° C: por lo tanto, puede ser un líquido a temperatura ambiente. No se sabe si esto continúa la tendencia de disminución de los puntos de fusión en el grupo, ya que el punto de fusión del cesio es de 28,5 ° C y se estima que el del francio es de alrededor de 8,0 ° C. Se espera que el punto de ebullición del ununennio sea de alrededor de 630 ° C, similar al del francio, estimado en alrededor de 620 ° C; esto es más bajo que el punto de ebullición del cesio de 671 ° C. Se ha predicho de diversas formas que la densidad del ununenio esté entre 3 y 4 g / cm ³ , continuando la tendencia de aumentar la densidad en el grupo: la densidad del francio se estima en 2,48 g / cm ³ , y se sabe que la del cesio es de 2,48 g / cm ³ . 1,93 g / cm ³ .

Químico

Se predice que la química del ununennio será similar a la de los metales alcalinos, pero probablemente se comportaría más como potasio o rubidio que como cesio o francio. Esto se debe a efectos relativistas, ya que en su ausencia, las tendencias periódicas predecirían que el ununennio sería aún más reactivo que el cesio y el francio. Esta menor reactividad se debe a la estabilización relativista del electrón de valencia del ununennio, aumentando la primera energía de ionización del ununennio y disminuyendo los radios metálico e iónico ; este efecto ya se ve en el francio.

La química del ununennio en el estado de oxidación +1 debería ser más similar a la química del rubidio que a la del francio. Por otro lado, se predice que el radio iónico del ion Uue ⁺ será mayor que el de Rb ⁺ , porque los orbitales 7p están desestabilizados y, por lo tanto, son más grandes que los orbitales p de las capas inferiores. El ununenio también puede mostrar el estado de oxidación +3 , que no se ve en ningún otro metal alcalino, además del estado de oxidación +1 que es característico de los otros metales alcalinos y es también el estado de oxidación principal de todos los metales alcalinos conocidos: esto se debe a la desestabilización y expansión del espinor 7p _3/2 , lo que hace que sus electrones más externos tengan una energía de ionización menor de la que se esperaría de otro modo. Se espera que muchos compuestos de ununennio tengan un gran carácter covalente , debido a la participación de los electrones 7p _3/2 en el enlace: este efecto también se observa en menor medida en el francio, que muestra una contribución de 6p _3/2 al enlace. en superóxido de francio (FrO ₂ ). Por lo tanto, en lugar de que el ununennio sea el elemento más electropositivo , como parecería indicar una simple extrapolación, el cesio conserva esta posición, y la electronegatividad del ununennio probablemente se acerque a la del sodio (0,93 en la escala de Pauling). Se predice que el potencial de reducción estándar del par Uue ⁺ / Uue sea −2,9 V, el mismo que el del par Fr ⁺ / Fr y algo superior al del par K ⁺ / K a −2,931 V.

Longitudes de enlace y energías de enlace-disociación de MAu (M = un metal alcalino). Se predicen todos los datos, excepto las energías de disociación de enlaces de KAu, RbAu y CsAu.

Compuesto	Longitud de enlace (Å)	Energía de enlace-disociación (kJ / mol)
KAu	2.856	2,75
RbAu	2.967	2,48
CsAu	3.050	2.53
FrAu	3.097	2,75
UueAu	3.074	2,44

En la fase gaseosa, y a muy bajas temperaturas en la fase condensada, los metales alcalinos forman moléculas diatómicas unidas covalentemente. Las longitudes de los enlaces metal-metal en estas moléculas de M ₂ aumentan en el grupo de Li ₂ a Cs ₂ , pero luego disminuyen a Uue ₂ , debido a los efectos relativistas antes mencionados que estabilizan el orbital 8s. Se muestra la tendencia opuesta para las energías de disociación de enlaces metal-metal . El vínculo Uue-Uue debe ser ligeramente más fuerte que el vínculo K-K. A partir de estas energías de disociación M ₂ , se predice que la entalpía de sublimación (Δ H _sub ) del ununennio será de 94 kJ / mol (el valor del francio debería ser de alrededor de 77 kJ / mol).

Se espera que la molécula de UueF tenga un carácter covalente significativo debido a la alta afinidad electrónica del ununennio. La unión en UueF es predominantemente entre un orbital 7p en ununennio y un orbital 2p en flúor, con contribuciones menores del orbital 2s del flúor y el 8s, 6d _{z ²} , y los otros dos orbitales 7p del ununennium. Esto es muy diferente del comportamiento de los elementos del bloque s, así como del oro y el mercurio , en los que los orbitales s (a veces mezclados con orbitales d) son los que participan en la unión. El enlace Uue-F se expande relativistamente debido a la división del orbital 7p en espinores 7p _1/2 y 7p _3/2 , lo que obliga a los electrones de enlace al orbital más grande medido por extensión radial: una expansión similar en la longitud del enlace se encuentra en los hidruros At H y TsH. El enlace Uue-Au debería ser el más débil de todos los enlaces entre el oro y un metal alcalino, pero aún así debería ser estable. Esto da entalpías de adsorción extrapoladas de tamaño mediano (−Δ H _ads ) de 106 kJ / mol en oro (el valor del francio debe ser 136 kJ / mol), 76 kJ / mol en platino y 63 kJ / mol en plata , la más pequeña. de todos los metales alcalinos, que demuestran que sería factible estudiar la adsorción cromatográfica de ununennio sobre superficies hechas de metales nobles . Se predice que la entalpía de adsorción de ununennio en una superficie de teflón será de 17,6 kJ / mol, que sería la más baja entre los metales alcalinos: esta información sería muy útil para futuros experimentos químicos con ununennio. Los valores de Δ H _sub y −Δ H _ads no están proporcionalmente relacionados para los metales alcalinos, ya que cambian en direcciones opuestas a medida que aumenta el número atómico.

Ver también

• Tabla periódica extendida

Notas

Referencias

Bibliografía

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enlaces externos

• La definición del diccionario de ununenio en Wikcionario