Meitnerium

Meitnerium
109 Mt
Ir ↑ Mt ↓ (Uhu) Tableau p??riodique hassium ← → meitnerium darmstadtium
Apparence
inconnu
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	meitnerium, Mt, 109
Prononciation	/ m aɪ t n ɪər Je ə m / myt- TCEN -ee-əm ou / m aɪ t n ər Je ə m / MYT -nər-ee-əm
??l??ment Cat??gorie	inconnu mais probablement un m??tal de transition
Groupe, p??riode, bloc	9, 7, r??
Poids atomique standard	[278]
Configuration ??lectronique	[ Rn ] 5f 14 6d 7 7s 2 (Calcul??) 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2 (Pr??vue)
Histoire
D??couverte	Gesellschaft f??r Schwerionenforschung (1982)
Propri??t??s physiques
Phase	solide (pr??vue)
Densit?? (?? proximit?? rt)	37,4 (pr??vue) g ?? cm -3
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	9, 8, 6, 4, 3, 1 (pr??vue)
??nergies d'ionisation ( plus)	1er: 800,8 (estimation) kJ ?? mol -1
	2??me: 1823,6 (estimation) kJ ?? mol -1
	3??me: 2904,2 (estimation) kJ ?? mol -1
Rayon atomique	122 (pr??vue) h
Rayon covalente	129 (estimation) h
Miscellan??es
Crystal structure	cubique face centr??e (pr??vue)
Ordre magn??tique	paramagn??tique (pr??vue)
Num??ro de registre CAS	54038-01-6
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Isotopes de meitnerium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 278 Mt syn 7,6 s α 9,6 274 Bh 276 Mt syn 0,72 s α 9,71 272 Bh 274 Mt syn 0,44 s α 9,76 270 Bh 270m Mt? syn 1,1 s α 266 Bh seulement isotopes avec des demi-vies plus de 0,1 secondes sont inclus ici

Meitnerium est un ??l??ment chimique avec le symbole Mt et de num??ro atomique 109. Ce est un tr??s radioactif ??l??ment synth??tique (un ??l??ment qui peut ??tre cr???? dans un laboratoire, mais ne se trouve pas dans la nature); l'isotope le plus stable connue, meitnerium-278, a une demi-vie de 7,6 secondes. Meitnerium a ??t?? cr???? en 1982 par le Centre de recherche sur les ions lourds proximit?? Darmstadt, Allemagne. Il est nomm?? d'apr??s le physicien Lise Meitner.

Dans le tableau p??riodique , ce est un D-Block Transactinide. Ce est un membre de la Septi??me p??riode et est plac?? dans le groupe 9 ??l??ments, m??me si aucune des exp??riences chimiques ont ??t?? r??alis??es pour confirmer qu'il se comporte comme le plus lourd homologue ?? l'iridium dans le groupe 9. Meitnerium est calcul?? pour avoir des propri??t??s semblables ?? ses homologues plus l??gers, le cobalt , le rhodium et l'iridium.

Histoire

D??couverte

Meitnerium ??tait synth??tis?? pour la premi??re le 29 Ao??t 1982, en une ??quipe de recherche allemande dirig??e par Peter Armbruster et Gottfried M??nzenberg au Institut de Recherche des Ions Lourds (Gesellschaft f??r Schwerionenforschung) dans Darmstadt. L'??quipe bombard?? un objectif de bismuth-209 avec des noyaux acc??l??r??s de fer -58 et d??tect?? un seul atome de l' isotope meitnerium-266:

209
83 Bi + 58
26 Fe → 266
109 Mt + n

Appellation

La d??signation de meitnerium a ??t?? discut?? dans le ??l??ment nommer controverse concernant les noms des ??l??ments 104 ?? 109, mais meitnerium ??tait la seule proposition et donc n'a jamais ??t?? contest??e. Le nom meitnerium (Mt) a ??t?? propos?? en l'honneur du physicien autrichien Lise Meitner, co-d??couvreur du protactinium (avec Otto Hahn), et l'un des d??couvreurs de la fission nucl??aire . En 1994, le nom a ??t?? recommand?? par IUPAC, et a ??t?? officiellement adopt?? en 1997.

Nucl??osynth??se

??l??ments super-lourds tels que meitnerium sont produites en bombardant des ??l??ments plus l??gers dans les acc??l??rateurs de particules qui induisent les r??actions de fusion. Alors que le plus l??ger isotope de meitnerium, meitnerium-266, peut ??tre synth??tis?? directement de cette fa??on, tous les isotopes de meitnerium lourds ne ont ??t?? observ??s que les produits de d??sint??gration d'??l??ments plus ??lev??s avec des num??ros atomiques .

Selon les ??nergies mises en jeu, les premiers sont s??par??s en "chaud" et "froid". Dans les r??actions de fusion ?? chaud, tr??s l??gers, projectiles ?? haute ??nergie sont acc??l??r??s vers des objectifs tr??s lourds ( actinides ), donnant lieu ?? des noyaux compos??s ?? haute ??nergie d'excitation (~ 40-50 MeV) qui peut soit la fission ou se ??vaporer plusieurs (3-5) neutrons. Dans les r??actions de fusion ?? froid, les noyaux condens??s produits ont une ??nergie relativement faible d'excitation (~ 10 ?? 20 MeV), ce qui diminue la probabilit?? que ces produits vont subir des r??actions de fission. Comme les noyaux fusionn??s refroidir ?? la ??tat fondamental, ils ont besoin de l'??mission de seulement un ou deux neutrons, et donc, permet la g??n??ration de produits plus riches en neutrons. Cette derni??re est une notion distincte de celle de la fusion nucl??aire selon lequel ?? atteindre dans des conditions de temp??rature ambiante (voir la fusion ?? froid).

La fusion froide

Apr??s la premi??re synth??se r??ussie de meitnerium en 1982 par le GSI ??quipe, une ??quipe ?? la Institut unifi?? de recherches nucl??aires dans Dubna, en Russie, a ??galement essay?? d'observer le nouvel ??l??ment en bombardant le bismuth-209 avec le fer-58. En 1985, ils ont r??ussi ?? l'identit?? alpha se d??sint??gre de l'isotope ²⁴⁶ descendant Cf indiquant la formation d'meitnerium. L'observation de deux autres atomes de ²⁶⁶ Mt de la m??me r??action a ??t?? signal?? en 1988 et d'un autre 12 en 1997 par l'??quipe allemande au GSI.

Le m??me isotope de meitnerium a ??galement ??t?? observ??e par l'??quipe russe ?? Dubna en 1985 de la r??action:

208
82 Pb + 59
27 Co → 266
109 Mt + n

par d??tection de la d??sint??gration alpha des descendants ²⁴⁶ noyaux Cf. En 2007, une ??quipe am??ricaine ?? la Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL de) a confirm?? la cha??ne de d??sint??gration de l'isotope ²⁶⁶ Mt de cette r??action.

Fusion chaude

En 2002-2003, l'??quipe du LBNL a tent?? de g??n??rer le Mt isotope ²⁷¹ ?? ??tudier ses propri??t??s chimiques en bombardant l'uranium-238 avec le chlore -37, mais sans succ??s. Une autre r??action possible que ferait cet isotope serait la fusion de berkelium -249 avec magn??sium -26; cependant, le rendement de cette r??action devrait ??tre tr??s faible en raison de la forte radioactivit?? de la cible berkelium-249. D'autres isotopes ?? long terme ne ont pas abouti cibl??s par une ??quipe de Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) en 1988 en bombardant l'einsteinium -254 avec n??on -22.

produits de d??sint??gration

Tous les isotopes de meitnerium sauf meitnerium-266 ont ??t?? d??tect??s seulement dans les cha??nes de d??sint??gration d'??l??ments avec une meilleure num??ro atomique , comme roentgenium . Roentgenium compte actuellement sept isotopes connus; tous, mais l'un d'eux l'objet d'alpha se d??sint??gre pour devenir noyaux meitnerium, avec des nombres de masse entre 268 et 278. noyaux Parent de roentgenium peuvent ??tre eux-m??mes produits de d??sint??gration de ununtrium , ununpentium , ou Ununseptium. ?? ce jour, pas d'autres ??l??ments ont ??t?? connus pour se d??grader ?? meitnerium. Par exemple, en Janvier 2010, l'??quipe Dubna ( JINR) identifi?? meitnerium-278 comme un produit de la d??sint??gration de Ununseptium via une s??quence de d??sint??gration alpha:

294
117 290 Uus →
115 + 4 Uup
2 Il

290
115 286 Uup →
113 Uut + 4
2 Il

286
113 282 Uut →
111 Rg + 4
2 Il

282
111 278 Rg →
109 Mt + 4
2 Il

Isotopes

Meitnerium n'a pas isotopes stables ou naturels. Plusieurs isotopes radioactifs ont ??t?? synth??tis??s dans le laboratoire, soit par fusion de deux atomes ou en observant la d??croissance des ??l??ments plus lourds. Sept diff??rents isotopes de meitnerium ont ??t?? rapport??s avec les masses atomiques 266, 268, 270, 274 ?? 276, et 278, dont deux, meitnerium-268 et meitnerium-270, ont connu, mais non confirm??e ??tats m??tastables. La plupart de ces Decay principalement par d??sint??gration alpha, bien que certains subissent une fission spontan??e.

La stabilit?? et la demi-vie

Tous les isotopes de meitnerium sont extr??mement instables et radioactives; en g??n??ral, des isotopes plus lourds sont plus stables que le briquet. L'isotope de meitnerium connu la plus stable, ²⁷⁸ Mt, est aussi le plus lourd isotope meitnerium connue; il a une demi-vie de 7,6 secondes. Un m??tastable isom??re nucl??aire, ^270m Mt, a ??t?? rapport?? d'avoir aussi une demi-vie de plus d'une seconde. Le isotopes ²⁷⁶ Mt et ²⁷⁴ Mt ont des demi-vies de 0,72 et 0,44 secondes respectivement. Les quatre isotopes restants ont des demi-vies comprises entre 1 et 20 millisecondes. L'isotope ²⁸¹ Mt ?? d??couvrir a ??t?? pr??vu pour ??tre le plus stable vers d??sint??gration b??ta; cependant, aucun isotope meitnerium connu a ??t?? observ?? ?? subir d??sint??gration b??ta. Certains isotopes inconnus, tels que ²⁶⁵ Mt, ²⁷² Mt, ²⁷³ Mt, ²⁷⁷ Mt et ²⁷⁹ Mt, sont pr??vu d'avoir une demi-vie plus longue que les isotopes connus. Avant sa d??couverte, ²⁷⁴ Mt a ??galement ??t?? pr??vu d'avoir une longue demi-vie de 20 secondes; Toutefois, il a ??t?? constat?? plus tard, d'avoir une demi-vie plus courte de seulement 0,44 secondes.

Isom??rie nucl??aire

²⁷⁰ Mt

Deux atomes d'Mt ²⁷⁰ ont ??t?? identifi??s dans le ²⁷⁸ cha??nes de Uut de d??sint??gration. Les deux d??sint??grations sont tr??s diff??rentes dur??es de vie et les ??nergies de d??sint??gration et sont ??galement produites ?? partir de deux isom??res apparemment diff??rents de ²⁷⁴ Rg. Le premier isom??re se d??sint??gre par ??mission d'une particule alpha 10,03 MeV de l'??nergie et a une dur??e de vie de 7,16 ms. L'autre alpha d??sint??gre avec une dur??e de vie de 1,63 s; l'??nergie de d??sint??gration n'a pas ??t?? mesur??e. Une cession ?? des niveaux sp??cifiques ne est pas possible avec les donn??es limit??es disponibles et la recherche suppl??mentaire est n??cessaire.

²⁶⁸ Mt

Le spectre de d??sint??gration alpha pour ²⁶⁸ Mt semble ??tre compliqu?? ?? partir des r??sultats de plusieurs exp??riences. Les particules alpha de 10,28 ??nergies, 10,22 et 10,10 MeV ont ??t?? observ??s, ??mis par ²⁶⁸ atomes Mt avec une demi-vie de 42 ms, 21 ms et 102 ms respectivement. Le d??clin ?? long terme doit ??tre affect?? ?? un niveau d'isom??res. L'??cart entre les deux autres demi-vie n'a pas encore ??t?? r??solu. Une cession ?? des niveaux sp??cifiques ne est pas possible avec les donn??es de recherche disponibles et plus est n??cessaire.

Propri??t??s pr??dites

Chimique

Meitnerium est le septi??me ??l??ment de la s??rie 6d de m??taux de transition . Depuis ??l??ment 112 ( copernicium ) a ??t?? r??v??l??e ??tre un m??tal de transition, il est pr??vu que tous les ??l??ments de 104 ?? 112 formeraient une quatri??me s??rie de m??tal de transition, avec meitnerium dans le cadre de la des m??taux du groupe du platine. Calculs sur son potentiels d'ionisation et atomique et rayons ioniques sont similaires ?? celle de son homologue briquet iridium , ce qui implique que les propri??t??s de base de meitnerium se apparentent ?? ceux de l'autre groupes 9 ??l??ments, le cobalt , le rhodium et l'iridium.

Pr??diction des propri??t??s chimiques probables de meitnerium n'a pas re??u beaucoup d'attention r??cemment. Meitnerium devrait ??tre un m??tal noble. Bas?? sur des ??tats d'oxydation les plus stables du groupe l??ger neuf ??l??ments, ??tats d'oxydation les plus stables de meitnerium sont pr??vus pour ??tre les 6, 3 et 1 ??tats, avec l'??tat 3 ??tant le plus stable des solutions aqueuses. En comparaison, le rhodium et l'iridium montrent un ??tat d'oxydation maximal de 6, alors que les Etats les plus stables sont quatre et trois pour l'iridium et 3 pour le rhodium. Groupe 9 est le premier groupe dans les m??taux de transition pour montrer ??tats d'oxydation inf??rieur au nombre de groupe, l'??tat neuf ne ??tant pas connu pour ne importe quel ??l??ment. L'??tat d'oxydation 9 pourrait ??tre possible pour meitnerium dans le nonafluoride (MtF ₉₎ et le [MTO _4] ⁺ cation, bien que [IrO _4] ⁺ devrait ??tre plus stable. Les t??trahalog??nures de meitnerium ont ??galement ??t?? suppos?? avoir des stabilit??s similaires ?? celles de l'iridium, ce qui permet aussi un ??tat stable 4. Il est en outre attendu que les ??tats d'oxydation maximal d'??l??ments de bohrium (??l??ment 107) ?? darmstadtium (??l??ment 110) peuvent ??tre stables dans la phase gazeuse, mais pas en solution aqueuse.

Physique atomique et

Meitnerium devrait ??tre un solide dans des conditions normales et d'assumer une cubique ?? faces centr??es la structure cristalline. Il devrait ??tre un m??tal tr??s lourd avec une densit?? d'environ 37,4 g / cm ^3, qui serait le deuxi??me plus ??lev?? de tous les 118 ??l??ments connus, en second lieu seulement ?? celle pr??dite pour son voisin hassium (41 g / cm ^3). En comparaison, l'??l??ment le plus dense connue qui a eu sa densit?? mesur??e, l'osmium , a une densit?? de seulement 22,61 g / cm ^3. Ceci r??sulte du poids atomique ??lev?? de meitnerium, le lanthanides et des actinides contractions, et effets relativistes, bien que la production d'une quantit?? suffisante meitnerium pour mesurer cette quantit?? ne serait pas pratique, et l'??chantillon serait rapidement se d??grader. Meitnerium est ??galement pr??vu pour ??tre paramagn??tique.

Th??oriciens ont pr??dit le rayon covalent de meitnerium sont de 6 ?? 22 heures plus grand que celui de l'iridium. Par exemple, la distance obligataire Mt-O devrait se situer autour de 1,9 ??. Le rayon atomique de meitnerium devrait se situer autour de 122 h.

Chimie exp??rimentale

De d??terminer sans ambigu??t?? les caract??ristiques chimiques de meitnerium a encore ont ??t?? ??tablis en raison de la courte demi-vie des isotopes de meitnerium et un nombre limit?? de chances des compos??s volatils qui pourraient ??tre envisag??es sur une tr??s petite ??chelle. Un des rares compos??s meitnerium qui sont susceptibles d'??tre suffisamment volatile est meitnerium hexafluorure (MtF _6), comme son homologue l??gers iridium hexafluorure (FRI ₆₎ est volatile sup??rieure ?? 60 ?? C et donc le compos?? analogue de meitnerium pourrait ??galement ??tre suffisamment volatil; un octafluoride volatile (MtF ₈₎ pourrait ??galement ??tre possible. Pour les ??tudes chimiques ?? effectuer sur un transactinide, au moins quatre atomes doivent ??tre produits, la demi-vie de l'isotope utilis?? doit ??tre d'au moins 1 seconde, et le taux de production doivent ??tre au moins un atome par semaine. M??me si la demi-vie de ²⁷⁸ Mt, connue isotope meitnerium le plus stable, est 7,6 secondes, assez longtemps pour effectuer des ??tudes chimiques, un autre obstacle est la n??cessit?? d'augmenter le taux de production des isotopes de meitnerium et de permettre des exp??riences de poursuivre pendant des semaines ou mois de sorte que des r??sultats statistiquement significatifs peuvent ??tre obtenus. S??paration et de d??tection doivent ??tre effectu??es en continu pour s??parer les isotopes de meitnerium et les syst??mes automatis??s peuvent ensuite exp??rimenter sur la phase gazeuse et la chimie de la solution du meitnerium que les rendements des ??l??ments plus lourds sont pr??vus pour ??tre inf??rieures ?? celles des ??l??ments plus l??gers; quelques-unes des techniques de s??paration utilis??es pour bohrium et hassium peuvent ??tre r??utilis??s. Cependant, la chimie exp??rimentale de meitnerium n'a pas re??u autant d'attention que celle des ??l??ments plus lourds copernicium et Fl??rovium .

Le Lawrence Berkeley National Laboratory a tent?? de synth??tiser l'isotope ²⁷¹ Mt en 2002-2003 une enqu??te chimique possible meitnerium car il ??tait pr??vu qu'il pourrait ??tre plus stables que les isotopes autour de lui car il a 162 neutrons , un nombre magique pour les noyaux d??form??s; sa demi-vie a ??t?? pr??vu pour ??tre quelques secondes, assez longtemps pour une enqu??te chimique. Cependant, pas d'atomes de ²⁷¹ Mt ont ??t?? d??tect??s, et cet isotope de meitnerium est actuellement inconnu.

Une exp??rience pour d??terminer les propri??t??s chimiques d'un transactinide aurait besoin de comparer un compos?? de cette transactinide avec des compos??s analogues de certains de ses homologues plus l??gers, par exemple, dans la caract??risation chimique de hassium, hassium t??troxyde (HSO ₄₎ a ??t?? compar??e au analogue osmium compos??, t??troxyde d'osmium (OSO _4). Dans une ??tape pr??liminaire vers la d??termination des propri??t??s chimiques de meitnerium, le GSI a tent?? sublimation des compos??s du rhodium rhodium (III) oxyde (Rh ₂ O ₃₎ et de rhodium (III) chlorure (RhCl _3). Cependant, des quantit??s macroscopiques de l'oxyde ne subliment jusqu'?? 1000 ?? C et le chlorure ne serait pas jusqu'?? 780 ?? C, et seulement en pr??sence de carbone des particules d'a??rosol: ces temp??ratures sont beaucoup trop ??lev??s pour de telles proc??dures pour ??tre utilis?? sur meitnerium, comme la plupart des m??thodes actuelles utilis??es pour l'??tude de la chimie des ??l??ments super-lourds ne fonctionnent pas au-dessus de 500 ?? C.