טנסו (Ts): מאפיינים, השגה, היסטוריה

ה טנסו (או tennesso), סמל Ts, הוא האלמנט של מספר אָטוֹמִי 117 של הטבלה המחזורית. גילויו היה לאחרונה מאוד, בשנת 2009, עם הכללתו בטבלה המחזורית רק בסוף 2015. הוא אינו מצוי בטבע בצורה של איזוטופ כלשהו ולכן יש לייצר אותו במעבדה, משום שהוא יסוד כימי סינתטי.

המאפיינים של טנסי עדיין נחקרים באמצעות כימיה תיאורטית וחישובים מתמטיים, לאור קצב הייצור הנמוך שלו. ייצורו מתרחש דרך התגובה בין ה ⁴⁸Ca וה ²⁴⁹Bk, שניתן לייצר את האיזוטופ 294 או 293 של היסוד.

השם מתייחס למדינת טנסי בארה"ב, מקום מוצאם של כמה מדענים המעורבים בגילוי ובייצור האיזוטופ. ²⁴⁹Bk, כל כך חשוב לסינתזה של האלמנט החדש הזה.

ראה גם: בוהריום - יסוד כימי סינתטי נוסף בעל קצב ייצור נמוך

תקציר טנסו

• טנסו הוא יסוד כימי סינתטי הממוקם בקבוצה 17 של טבלה מחזורית.

• הוא סונתז לראשונה בשנת 2009, בעבודה משותפת בין מדענים רוסים ואמריקאים.

• זה אושר באופן עצמאי על ידי מדענים גרמנים.

• הוא מהווה את קבוצת היסודות שנכללו לאחרונה בטבלה המחזורית, ב-2016.

• מחקריו עדיין עדכניים מאוד, ותכונותיו נקבעות בשיטות מתמטיות.

• הייצור שלו הוא היתוך גרעיני, באמצעות יונים של ⁴⁸Ca ואטומים של ²⁴⁹bk.

• שמו מתייחס למדינת טנסי בארה"ב.

נכסי טנסו

• סֵמֶל: טס.

• מספר אטומי: 117.

• מסה אטומית: 293 c.u או 294 c.u (לא רשמי על ידי Iupac).

• תצורה אלקטרונית: [Rn] 7 שניות² 5ו¹⁴ 6ד¹⁰ 7 עמ'⁵.

• איזוטופ הכי יציב:²⁹⁴Ts (51 אלפיות שניות של חצי חיים, שיכול להשתנות ב-38 מילישניות יותר או 16 מילישניות פחות).

• סדרת כימיקלים: קבוצה 17, הלוגנים, יסודות סופר-כבדים.

תכונות טנסו

הטנסו (או טנסו), סמל Ts, היה אחד מארבעת המרכיבים האחרונים שיהפכו לרשמיים על ידי האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית (IUPAC) בטבלה המחזורית שלו. עם מספר אטומי 117, הוא ממוקם בקבוצה 17 של הלוגנים.

הוא הופק לראשונה בין השנים 2009 ו-2010, אך אישורו על ידי Iupac התרחש רק ב-30 בדצמבר 2015. יסודות בגודל זה של מספר אטומי ומספר של נויטרונים אינם מצויים בטבע, ויש ליצור אותם במעבדה, אז זה א יסוד כימי סינתטי.

הסיבה העיקרית שהם לא נמצאים בטבע היא שהם מאוד לא יציבים. ברגע שנוצרו באמצעות תגובות גרעיניות, הם עוברים דעיכה רדיואקטיבית תוך מספר שניות (לפעמים פחות מזה, בטווח של אלפיות השנייה).

בנוסף, אלמנטים כגון Ts מיוצרים לאט, עם תשואה נמוכה. ספציפית במקרה של טנסו, החוקרים שמרו על התגובה במשך 70 יום כדי לזהות שישה אטומים של יסוד זה.

לכן, בשלב זה, חוקרים מנסים לקבוע תכונות בסיסיות של Ts וחלק מהתרכובות שלו באמצעות חישובים תיאורטיים ומודלים מתמטיים. במחקר שבוצע ופורסם ב מכתבי פיזיקה כימית, החוקר הברזילאי Robson Fernandes de Farias העריך כמה תכונות פיזיקליות של Ts ו tennesso, TsH, כגון רדיוס קוולנטי, קיטוב, מרחק קשר קוולנטי, כמו גם אנרגיית קשר קוולנטי.

יודע יותר: Oganessone - היסוד הכימי בעל המספר האטומי הגבוה ביותר בטבלה המחזורית

השגת טנסו

אלמנטים סופר-כבדים כגון טנסו מתקבלים בטכניקה הנקראת תגובת היתוך חם (תרגום חופשי של תגובת היתוך חם). בטכניקה זו מקובל להשתמש ביונים ⁴⁸Ca, איזוטופ יציב של סִידָן, עם שפע טבעי של 0.2% ושמונה נויטרונים יותר מהאיזוטופ המקובל.

עבור Ts, היונים ⁴⁸Ca הגיב עם האיזוטופ ²⁴⁹Bk, אקטיניד. כך, בתחילה, ה ²⁹⁷Ts, שהתכלה במהירות ואיבד שלושה או ארבעה נויטרונים, ויצר את האיזוטופים ²⁹⁴Ts ו ²⁹³טס.

אפשר היה לאמת את כל זה עם ניתוח של שרשראות ריקבון α, שהגיע ל דובניום ורונטגן. מכיוון שהאיזוטופים Ts המתקבלים אינם יציבים, הם עוברים באופן ספונטני תגובות α-דעיכה, או כלומר, הם פולטים חלקיק α (שיש לו שני פרוטונים ושני נויטרונים) עד שהם מגיעים לגרעינים יציבים.

עם שביל הריקבון, הצליחו מדענים לחבר את הפאזל ובכך לאשר את קיומו של האלמנט העל-כבד. עבור האיזוטופ ²⁹³Ts, היו שלושה דעיכות α עד ה ²⁸¹Rg, בעוד לאיזוטופ ²⁹⁴Ts היו שישה דעיכה של α ל- ²⁷⁰DB

היסטוריה של טנסו

אלמנט 117, בפעם הראשונה, נעשה באמצעות שיתוף פעולה בינלאומי גדול בין מדענים רוסים ואמריקאים, שהתקיים במתחם מעבדת פלרוב לתגובות גרעיניות (FLNR), הממוקמת במכון המשותף למחקר גרעיני, בעיר דובנה, רוסיה.

ראוי לציין כי באופן עצמאי, התוצאות אושרו עוד יותר על ידי מדענים גרמנים ממרכז הלמהוץ לחקר יונים כבדים (GSI), הממוקם בדרמשטאדט, גרמניה. במהלך 70 יום, בשנת 2009, צוות המדענים ב-FLNR הגיב ליונים של ⁴⁸Ca עם אטומים של ²⁴⁹Bk כדי לקבל כך שישה אטומים של יסוד 117. ואז, בשנת 2012, מדענים הצליחו להשיג שבעה אטומים של יסוד 117.

האישור העצמאי של ה-GSI נבע מניסיון נוסף: מדענים ניסו לייצר אלמנט 119, שיפתח את התקופה השמינית של הטבלה המחזורית. במקרה זה, הרעיון היה להגיב יון של ⁵⁰אתה עם מטרה של ²⁴⁹bk. עם זאת, למרות המאמצים, אלמנט זה לא זוהה לאחר ארבעה חודשים של ניסיונות.

שינוי יוני הטיטניום על ידי ⁴⁸Ca, מדעני GSI חיפשו אלמנט נדיר אך ידוע על כבד על מנת לאמת את ההליכים הניסויים שלהם. לפיכך, הם סיימו לסנתז את אלמנט 117, ששימש לרכיב זה לאישור על ידי Iupac.

ה השם tenesso הוא התייחסות למדינת טנסי בארה"בזו הייתה דרך לא רק לכבד את מקורם של כמה מדענים המעורבים בניסויי ה-FLNR, אלא גם לזכור את המקום שבו האיזוטופים של ²⁴⁹Bk, חיוני כל כך לגילוי, סונתזו כפי שהם יוצרו במעבדה הלאומית Oak Ridge. באנגלית, שם האלמנט הוא טניסין, שהסיומת שלו מלווה את ההלוגנים האחרים: פלוּאוֹר, כְּלוֹר, בְּרוֹם, יוֹד, ו אסטטין.

פתרו תרגילים על טנסו

שאלה 1

טנסו, סמל Ts, הוא היסוד שנכלל לאחרונה בקבוצת ההלוגנים (קבוצה 17). לכן, צפוי כי בהתבסס על התכונות המחזוריות, יש לו התנהגות כימית דומה לזו של היסודות מקבוצה זו. לפיכך, בין החלופות הבאות, ניתן לציין כי teneso:

א) יש שישה אלקטרונים ערכיים.

ב) יש את הרדיוס האטומי הקטן ביותר מבין היסודות בקבוצה זו.

ג) בעל האלקטרושליליות הנמוכה ביותר מבין היסודות בקבוצה זו.

ד) צריך שלושה אלקטרונים כדי להגיע לאוקטטה המלאה.

E) בעל הזיקה האלקטרונית הגבוהה ביותר מקבוצה 17.

פתרון הבעיה:

חלופה C

ל-Ts יש, כמו כל האלמנטים של קבוצה 17, שבעה אלקטרונים ב- שכבת ערכיות, בעל שכבת ערכיות את שכבת 7s² 7 עמ'⁵. לפיכך, ניתן להסיק שהוא יצטרך אלקטרון כדי להגיע לאוקטטה, מכיוון שיש לו שבעה אלקטרונים בקליפת הערכיות שלו.

בתור היסוד עם המספר הגבוה ביותר של קליפות אלקטרונים מבין ההלוגנים, ל-Ts יש גם את הגבוה ביותר רדיוס אטומי, מה שמבטיח פחות משיכת אלקטרון, שכן האלקטרונים שנוספו יהיו די רחוקים מהגרעין. הרדיוס הקטן ביותר גם גורם לטנסו להיות בעל האלקטרושליליות הנמוכה ביותר מבין כל היסודות מקבוצת 17.

שאלה 2

טנסו, סמל Ts ומספר אטומי 117, זוהה לראשונה על ידי היווצרות שניים מהאיזוטופים שלו: מסה 293 ומסה 294. לפיכך, ניתן לומר שמספר הנייטרונים ב- ²⁹³Ts ומן ²⁹⁴Ts שווה ל, בהתאמה:

א) 293 ו-294

ב) 117 ו-118

ג) 177 ו-294

ד) 176 ו-177

ה) 176 ו-293

פתרון הבעיה:

חלופה D

ניתן לקבוע את מספר הנייטרונים של שני האיזוטופים כך:

A = Z + n

A הוא המספר של פסטה אָטוֹמִי, Z מספר הפרוטונים (מספר אטומי) ו-n הוא מספר הנייטרונים.

במקום האיזוטופ 293, יש לנו:

293 = 117 + n

n = 293 - 117

n = 176

עבור איזוטופ 294, יש לנו:

294 = 117 + n

n = 294 - 117

n = 177

מאת סטפנו אראוחו נובאיס
מורה לכימיה