[go: up one dir, main page]
Wikipedia

Kopernicij

Kopernicij (ranije nazvan ununbij) jest vještački hemijski element sa simbolom Cn i atomskim brojem 112. To je ekstremno radioaktivni element koji se može sintetizirati isključivo u laboratoriji. Najstabilniji, do danas otkriveni, izotop kopernicija 285Cn ima vrijeme poluraspada od oko 29 sekundi, mada je pronađen i jedan njegov nuklearni izomer koji ima dosta duže vrijeme poluraspada od 8,9 minuta.[8] Prvi put je sintetiziran 1996. godine u Centru za istraživanje teških iona GSI Helmholtz u blizini njemačkog grada Darmstadta. Dobio je ime po Nikoli Koperniku, astronomu i matematičaru iz doba Renesanse.

Kopernicij,  112Cn
Kopernicij u periodnom sistemu
Hemijski element, Simbol, Atomski brojKopernicij, Cn, 112
SerijaPrelazni metali
Grupa, Perioda, Blok12, 7, d
Izglednepoznato
Zastupljenost0 %
Atomske osobine
Atomska masa285 u
Atomski radijus (izračunat)147[1][2] ( -) pm
Kovalentni radijus122[3] pm
Van der Waalsov radijus? pm
Elektronska konfiguracija[Rn] 5f146d107s2 (?)
Broj elektrona u energetskom nivou2, 8, 18, 32, 32, 18, 2
1. energija ionizacije1154,9[1] kJ/mol
2. energija ionizacije2170,0[1] kJ/mol
3. energija ionizacije3164,7[1] kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanjenepoznato
Kristalna strukturakubična prostorno-centrirana[4]
Gustoća23700[1] kg/m3
Magnetizam?
Tačka topljenja? K (? °C)
Tačka ključanja357 (+112/−108)[5] K (84 (+112/−108) °C)
Molarni volumen? m3/mol
Toplota isparavanja? kJ/mol
Toplota topljenja? kJ/mol
Brzina zvuka? m/s
Hemijske osobine
Oksidacioni broj4, 2, 0[1]
Oksid?
Elektrodni potencijal?
Elektronegativnost? (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR
285Cn

sin

29 s α 9,15 281Ds
283Cn

sin

4 s[6] 90% α 9,53 279Ds
10% SR
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja
Oznaka upozorenja nepoznata[7]
Obavještenja o riziku i sigurnostiR: /
S: /
Ostala upozorenja
Radioaktivnost
Radioaktivni element
Radioaktivni element

Radioaktivni element
Ako je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice.
Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima.

U periodnom sistemu elemenata, kopernicij se nalazi u d-bloku transaktinidnih elemenata. Tokom njegovih reakcija sa zlatom, dokazano je[9] da je izrazito nestabilan metal i element koji spada u 12. grupu, u toj mjeri da je vjerovatno da je u gasovitom stanju pri normalnim uslovima temperature i pritiska. Izračuni pokazuju da se nekoliko osobina kopernicija razlikuje od osobina njegovih lakših homologa iz 12. grupe: cinka, kadmija i žive; a razloge treba tražiti u relativističkim efektima, pri čemu on otpušta svoje 6d elektrone umjesto 7s elektrona. Također, izračuni pokazuju da bi ovaj element imao oksidacijsko stanje +4, dok takvo stanje živa ima u samo jednom spoju, čije postojanje je također upitno, dok cink i kadmij uopće ne pokazuju to oksidacijsko stanje. Predviđa se i da bi se kopernicij mnogo teže mogao oksidirati iz svog neutralnog stanja u odnosu na druge elemente 12. grupe.

Historija

uredi

Kopernicij je prvi put sintetiziran 9. februara 1996. godine na GSI institutu za istraživanje teških iona u Darmstadtu, Njemačka, a sintezu je načinio tim naučnika predvođen Sigurdom Hofmannom i Victorom Ninovim.[10] Element je napravljen tako što su naučnici u ubrzivaču (akceleratoru) teških iona "ispaljivali" ekstremno brza atomska jezgra izotopa cinka-70 na metu sačinjenu od jezgara atoma olova-208. Na taj način dobijen je samo jedan atom kopernicija sa masenim brojem 277.[10] Navodno je dobijen i drugi atom, ali se kasnije ispostavilo da je te podatke falsificirao Ninov.

208
82Pb + 70
30Zn → 278
112Cn* → 277
112Cn + 1
0n

U maju 2000. naučnici pri GSI institutu uspješno su ponovili eksperiment, pri čemu su uspjeli sintetizirati još jedan atom kopernicija-277.[11][12] Ovu reakciju su ponovili i naučnici na japanskom institutu RIKEN 2004. i 2013. godine u sklopu projekta "potrage za superteškim elementima koristeći separator ispunjen gasom na bazi povratne sprege" kada su sintetizirali još tri atoma ovog elementa i time potvrdili podatke o njegovom raspadu koje je objavio GSI tim.[13]

Etimologija

uredi

Prema Mendeljejevoj nomenklaturi za neimenovane i neotkrivene elemente, kopernicij se trebao zvati eka-živa. IUPAC je 1979. godine objavio preporuke prema kojim se ovaj element trebao nazivati ununbij (sa odgovarajućim simbolom Uub),[14] što predstavlja sistematsko i privremeno ime za element, sve dok se on ne otkrije (i njegovo otkriće ne potvrdi), nakon čega se donosi odluka o trajnom nazivu. Iako su takav sistem naziva dosta koristile zajednice hemičara, naučnika na svim nivoima, od škola do naprednih priručnika, postoji veliki broj naučnika koji su ignorirali takve preporuke, pa su ovaj element zvali element 112 i označavali ga simbolima E112, (112) ili čak samo 112.[1] Nakon što je otkriće elementa 112 potvrđeno, IUPAC je zatražio od GSI instituta prijedlog za trajno ime elementa 112.[15] Oni su 14. jula 2009. predložili naziv kopernicij sa simbolom Cp po prezimenu srednjevjekovnog astronoma i matematičara Nikole Kopernika, kako su naveli "u čast vrhunskom naučniku, koji je promijenio naš pogled na svijet".[16] Nakon šestomjesečnog razmatranja,[17] IUPAC nije prihvatio predloženi simbol Cp jer se do 1950ih taj simbol koristio za kasiopeij, element koji je danas poznat kao lutecij (Lu).[18] Iz tog razloga, IUPAC je odbio korištenje simbola Cp, te je od GSI tima zahtijevao da se umjesto toga koristi simbol Cn kao alternativa. Na 537. godišnjicu rođenja Nikole Kopernika, 19. februara 2010. IUPAC je zvanično objavio predloženi naziv i simbol elementa 112.[17]

Osobine

uredi

Hemijske

uredi

Kopernicij je deseti i posljednji član 6d serije i najteži član 12. grupe hemijskih elemenata u periodnom sistemu, ispod cinka, kadmija i žive. Predviđa se da bi se njegove osobine mogle značajno razlikovati od osobina lakših elemenata iz 12. grupe. Valentne s-podljuske elemenata 12. grupe i elemenata iz 7. periode, prema očekivanjima naučnika, mogle bi biti relativistički skraćene, a ta pojava bi se izuzetno snažno mogla ispoljiti upravo kod ovog elementa. Ta pretpostavka kao i konfiguracija zatvorenih ljusaka kopernicija vjerovatno bi rezultirala time da bi on bio gotovo plemeniti metal. Njegove metalne veze bi također trebale biti veoma slabe, moguće da bi zbog njih on mogao biti ekstremno nestabilan, poput plemenitih gasova i moguće je da bi bio i u gasovitom stanju pri sobnoj temperaturi.[1][19] Ipak, on bi trebao biti u mogućnosti graditi međumetalne veze sa bakrom, paladijem, platinom, srebrom i zlatom; a predviđa se da bi ove veze mogle biti samo oko 15–20 kJ/mol slabije nego analogne veze sa živom.[1]

Fizičke

uredi

Kopernicij bi trebao biti veoma teški metal gustoće od približno 23,7 g/cm3 u čvrstom stanju; usporedbe radi, najgušći poznati element čija gustoća je pouzdano izmjerena je osmij, čija gustoća iznosi "samo" 22,59 g/cm3. Ovako velika gustoća rezultat je velike atomske težine kopernicija, kontrakcije lantanoida i aktinoida te relativističkih efekata, međutim da bi se gustoća mogla izmjeriti bilo bi potrebno proizvesti dovoljnu količinu ovog elementa što je nepraktično, a uz to bi se uzorak vrlo brzo raspao.[1] Ipak, neke kalkulacije predviđaju da bi kopernicij mogao biti i gasovit pri sobnoj temperaturi, što bi u tom slučaju bio prvi gasoviti metal u periodnom sistemu[1][19] (drugi bi mogao biti flerovij, eka-olovo), a razloge bi trebalo tražiti u zatvorenim ljuskama u elektronskim konfiguracijama kopernicija i flerovija.[20] Očekuje se da bi atomski radijus kopernicija mogao iznositi oko 147 pm. Zbog relativističke stabilizacije 7s orbitale i destabilizacije 6d orbitale, za ione Cn+ i Cn2+ se predviđa da bi mogli otpuštali 6d umjesto 7s elektrona, što je suprotno ponašanju njegovih lakših homologa.[1]

Pored relativističkih kontrakcija i vezivanja 7s podljuske, za 6d5/2 orbitalu se očekuje da bi mogla biti destabilizirana zbog spin-orbitalne interakcije, čineći je da se ponaša na sličan način kao 7s orbitala u aspektima veličine, oblika i energije. Izračuni načinjeni 2007. godine navode da bi se kopernicij mogao ponašati kao poluprovodnik[5] sa energijskim procjepom između vrpci od oko 0,2 eV,[21] te da bi se kristalizirao u heksagonalnoj gusto pakovanoj kristalnoj strukturi.[21] Ipak, naknadni izračuni iz 2017. i 2018. sugeriraju da bi kopernicij možda mogao biti i plemeniti metal pri standardnim uslovima sa prostornoj centriranom kubičnom kristalnom strukturom, pa prema tome ne bi mogao imati procjep između vrpci, poput žive, mada se za gustoću stanja na Fermijevom nivou očekuje da bude manja kod kopernicija nego kod žive.[4][22] Poput žive, radona i flerovija, ali za razliku od oganesona (eka-radona), proračuni pokazuju da kopernicij ne bi trebao imati afinitet prema elektronu.[23]

Reference

uredi
  1. ^ a b c d e f g h i j k l Haire, Richard G. (2006). "Transactinides and the future elements". u Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (ured.). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3 izd.). Dordrecht, Holandija: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1.CS1 održavanje: više imena: editors list (link)
  2. ^ Fricke, Burkhard (1975). Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties, Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry 21: 89–144. doi:10.1007/BFb0116498
  3. ^ Chemical Data. Copernicium - Cn, Royal Chemical Society
  4. ^ a b Gyanchandani Jyoti; Mishra Vinayak; G. K. Dey; S. K. Sikka (1. 1. 2018). "Super heavy element Copernicium: Cohesive and electronic properties revisited". Solid State Communications. 269: 16–22. doi:10.1016/j.ssc.2017.10.009. Pristupljeno 28. 3. 2018.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  5. ^ a b Eichler R.; Aksenov N. V.; Belozerov A. V.; Bozhikov G. A.; et al. (2008). "Thermochemical and physical properties of element 112". Angewandte Chemie. 47 (17): 3262–6. doi:10.1002/anie.200705019. Pristupljeno 5. 11. 2013. Eksplicitna upotreba et al. u: |author= (pomoć)CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  6. ^ Chart of Nuclides Arhivirano 20. 2. 2017. na Wayback Machine, Brookhaven National Laboratory
  7. ^ EU ovaj element još uvijek nije stavila na spisak opasnih elemenata, međutim trenutno nije moguće pronaći pouzdani izvor ili literaturu o opasnim svojstvima ove supstance. Radioaktivnost ne spada u opasna svojstva koja se ovdje navode.
  8. ^ Copernicium, atomic structure - C013/1855 - Science Photo Library"
  9. ^ Eichler R.; et al. (2007). "Chemical Characterization of Element 112". Nature. 447 (7140): 72–75. Bibcode:2007Natur.447...72E. doi:10.1038/nature05761. PMID 17476264. Eksplicitna upotreba et al. u: |author= (pomoć)
  10. ^ a b Hofmann S. (1996). "The new element 112". Zeitschrift für Physik A. 354 (1): 229–230. doi:10.1007/BF02769517.
  11. ^ Hofmann S.; et al. (2002). "New Results on Element 111 and 112". European Physical Journal A. 14 (2): 147–57. doi:10.1140/epja/i2001-10119-x. Eksplicitna upotreba et al. u: |author= (pomoć)
  12. ^ Hofmann S.; et al. (2000). "New Results on Element 111 and 112" (PDF). Gesellschaft für Schwerionenforschung. Arhivirano s originala (PDF), 27. 2. 2008. Pristupljeno 31. 3. 2018. Eksplicitna upotreba et al. u: |author= (pomoć)
  13. ^ Morita K. (2004). "Decay of an Isotope 277112 produced by 208Pb + 70Zn reaction". u Penionzhkevich Yu. E.; Cherepanov E. A. (ured.). Exotic Nuclei: Proceedings of the International Symposium. World Scientific. str. 188–191. doi:10.1142/9789812701749_0027. Upotreblja se zastarjeli parametar |booktitle= (pomoć)CS1 održavanje: više imena: editors list (link)
  14. ^ Chatt, J. (1979). "Recommendations for the naming of elements of atomic numbers greater than 100". Pure and Applied Chemistry. 51 (2): 381–384. doi:10.1351/pac197951020381.
  15. ^ "New Chemical Element In The Periodic Table". Science Daily. 11. 6. 2009.
  16. ^ "Element 112 shall be named "copernicium"". Gesellschaft für Schwerionenforschung. 14. 7. 2009. Arhivirano s originala, 18. 7. 2009.
  17. ^ a b "New element named 'copernicium'". BBC News. 16. 7. 2009. Pristupljeno 22. 2. 2010.
  18. ^ Meija J. (2009). "The need for a fresh symbol to designate copernicium". Nature. 461 (7262): 341. Bibcode:2009Natur.461..341M. doi:10.1038/461341c. PMID 19759598.
  19. ^ a b "Chemistry on the islands of stability", New Scientist, 11. septembar 1975, str. 574, ISSN 1032-1233
  20. ^ Kratz, Jens Volker. The Impact of Superheavy Elements on the Chemical and Physical Sciences. 4. međunarodna konferencija o hemiji i fizici transaktinoidnih elemenata, 5 – 11. septembar 2011, Soči, Rusija
  21. ^ a b Gaston Nicola; Opahle Ingo; Gäggeler Heinz W.; Schwerdtfeger Peter (2007). "Is eka-mercury (element 112) a group 12 metal?". Angewandte Chemie. 46 (10): 1663–6. doi:10.1002/anie.200604262. Pristupljeno 5. 11. 2013.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  22. ^ Čenčariková Hana; Legut Dominik (2017). "The effect of relativity on stability of Copernicium phases, their electronic structure and mechanical properties". Physica B. doi:10.1016/j.physb.2017.11.035.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  23. ^ Borschevsky Anastasia; Valeria Pershina; Uzi Kaldor; Ephraim Eliav. "Fully relativistic ab initio studies of superheavy elements" (PDF). www.kernchemie.uni-mainz.de. Johannes Gutenberg University Mainz. Arhivirano s originala (PDF), 15. 1. 2018. Pristupljeno 31. 3. 2018.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)

Vanjski linkovi

uredi
Commons logo 
Commons logo
Commons ima datoteke na temu: Kopernicij
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Kopernicij&oldid=3342032"