Livermorium - Livermorium

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

Livermorium, ₁₁₆ Lv
Livermorium
Pronunciación	/ ˌ l ɪ v ər m ɔr i ə m / ( LIV -ər- MOR -ee-əm )
Número de masa	[293]
Livermorium en la tabla periódica
	moscovium ← livermorium → tennessine
Número atómico ( Z )	116
Grupo	grupo 16 (calcógenos)
Período	período 7
Cuadra	bloque p
Configuración electronica	[ Rn ] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 4 (predicho)
Electrones por capa	2, 8, 18, 32, 32, 18, 6 (predicho)
Propiedades físicas
Fase en STP	sólido (predicho)
Punto de fusion	637–780 K (364–507 ° C, 687–944 ° F) (extrapolado)
Punto de ebullición	1035-1135 K (762-862 ° C, 1403-1583 ° F) (extrapolado)
Densidad (cerca de rt )	12,9 g / cm 3 (previsto)
Calor de fusión	7,61 kJ / mol (extrapolado)
Calor de vaporización	42 kJ / mol (predicho)
Propiedades atómicas
Estados de oxidación	(−2), ( +2 ), (+4) (predicho)
Energías de ionización
Radio atómico	empírico: 183 pm (previsto)
Radio covalente	162-166 p. M. (Extrapolado)
Otras propiedades
Ocurrencia natural	sintético
Número CAS	54100-71-9
Historia
Nombrar	en honor al Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , que también lleva el nombre de Livermore, California
Descubrimiento	Instituto Conjunto de Investigación Nuclear y Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (2000)
Isótopos principales del livermorio
	Categoría: Livermorium; vista; hablar; editar; \| referencias

El Livermorium es un elemento químico sintético con el símbolo Lv y tiene un número atómico de 116. Es un elemento extremadamente radiactivo que solo se ha creado en el laboratorio y no se ha observado en la naturaleza. El elemento lleva el nombre del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en los Estados Unidos, que colaboró con el Instituto Conjunto para la Investigación Nuclear (JINR) en Dubna , Rusia para descubrir el livermorium durante experimentos realizados entre 2000 y 2006. El nombre del laboratorio se refiere al ciudad de Livermore, California, donde se encuentra, que a su vez lleva el nombre del ranchero y terrateniente Robert Livermore . El nombre fue adoptado por la IUPAC el 30 de mayo de 2012. Se conocen cuatro isótopos de livermorio , con números de masa entre 290 y 293 inclusive; el más longevo de ellos es el livermorium-293 con una vida media de unos 60 milisegundos . Se ha informado de un quinto posible isótopo con número de masa 294, pero aún no se ha confirmado.

En la tabla periódica , es un elemento transactínido de bloque p . Es un miembro del séptimo período y se coloca en el grupo 16 como el calcógeno más pesado , aunque no se ha confirmado que se comporte como el homólogo más pesado del polonio del calcógeno . Se calcula que el Livermorium tiene algunas propiedades similares a sus homólogos más ligeros ( oxígeno , azufre , selenio , telurio y polonio), y es un metal posterior a la transición , aunque también debería mostrar varias diferencias importantes con respecto a ellos.

Introducción

Representación gráfica de una reacción de fusión nuclear . Dos núcleos se fusionan en uno, emitiendo 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.

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

Intentos de síntesis fallidos

La primera búsqueda del elemento 116, utilizando la reacción entre ²⁴⁸ Cm y ⁴⁸ Ca, fue realizada en 1977 por Ken Hulet y su equipo en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL). No pudieron detectar ningún átomo de livermorio. Yuri Oganessian y su equipo en el Laboratorio de Reacciones Nucleares Flerov (FLNR) en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) posteriormente intentaron la reacción en 1978 y fracasaron. En 1985, en un experimento conjunto entre Berkeley y el equipo de Peter Armbruster en GSI, el resultado fue nuevamente negativo, con un límite de sección transversal calculado de 10 a 100 pb. El trabajo sobre reacciones con ⁴⁸ Ca, que había demostrado ser muy útil en la síntesis de nobelio a partir de la reacción ^nat Pb + ⁴⁸ Ca, continuó sin embargo en Dubna, con un separador de elementos superpesados que se desarrolló en 1989, una búsqueda de materiales objetivo y el inicio de colaboraciones con El LLNL se inició en 1990, la producción de haces de ⁴⁸ Ca más intensos se inició en 1996 y los preparativos para experimentos a largo plazo con una sensibilidad 3 órdenes de magnitud más alta se realizaron a principios de la década de 1990. Este trabajo condujo directamente a la producción de nuevos isótopos de los elementos 112 a 118 en las reacciones de ⁴⁸ Ca con actínidos objetivos y el descubrimiento de los 5 elementos más pesados en la tabla periódica: flerovium , moscovium , livermorium, tennessine , y oganesson .

En 1995, un equipo internacional dirigido por Sigurd Hofmann en la Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) en Darmstadt , Alemania , intentó sintetizar el elemento 116 en una reacción de captura radiativa (en la que el núcleo compuesto se desexcita a través de la emisión gamma pura sin evaporar neutrones) entre un objetivo de plomo -208 y proyectiles de selenio -82. No se identificaron átomos del elemento 116.

Reclamaciones de descubrimiento no confirmadas

A finales de 1998, el físico polaco Robert Smolańczuk publicó cálculos sobre la fusión de núcleos atómicos hacia la síntesis de átomos superpesados , incluidos los elementos 118 y 116. Sus cálculos sugirieron que podría ser posible hacer estos dos elementos fusionando plomo con criptón bajo un control cuidadosamente controlado. condiciones.

En 1999, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley hicieron uso de estas predicciones y anunciaron el descubrimiento de los elementos 118 y 116, en un artículo publicado en Physical Review Letters , y muy poco después de que se publicaran los resultados en Science . Los investigadores informaron haber realizado la reacción.

⁸⁶
₃₆Kr
+ ²⁰⁸
₈₂Pb
→ ²⁹³
₁₁₈Og
+
norte
→ ²⁸⁹
₁₁₆Lv
+ α

Al año siguiente, publicaron una retractación después de que los investigadores de otros laboratorios no pudieron duplicar los resultados y el laboratorio de Berkeley tampoco pudo duplicarlos. En junio de 2002, el director del laboratorio anunció que la afirmación original del descubrimiento de estos dos elementos se había basado en datos fabricados por el autor principal Victor Ninov .

Descubrimiento

Diana de Curium-248 utilizada en la síntesis de livermorium

Livermorium se sintetizó por primera vez el 19 de julio de 2000, cuando los científicos de Dubna ( JINR ) bombardearon un objetivo de curio-248 con iones acelerados de calcio-48 . Se detectó un solo átomo, que se desintegraba por emisión alfa con una energía de desintegración de 10,54 MeV a un isótopo de flerovium . Los resultados se publicaron en diciembre de 2000.

²⁴⁸
₉₆Cm
+ ⁴⁸
₂₀California
→ ²⁹⁶
₁₁₆Lv
* → ²⁹³
₁₁₆Lv
+ 3 ¹
₀norte
→ ²⁸⁹
₁₁₄Florida
+ α

El isótopo de flerovium hijo tenía propiedades que coincidían con las de un isótopo de flerovium sintetizado por primera vez en junio de 1999, que originalmente se asignó a ²⁸⁸ Fl, lo que implica una asignación del isótopo de hígado de origen a ²⁹² Lv. Un trabajo posterior en diciembre de 2002 indicó que el isótopo de flerovium sintetizado era en realidad ²⁸⁹ Fl y, por lo tanto, la asignación del átomo de livermorium sintetizado se alteró en consecuencia a ²⁹³ Lv.

Camino a la confirmación

El instituto informó de dos átomos más durante su segundo experimento durante abril-mayo de 2001. En el mismo experimento también detectaron una cadena de desintegración que correspondía a la primera desintegración observada de flerovium en diciembre de 1998, que se había asignado a ²⁸⁹ Fl. Nunca se ha vuelto a observar ningún isótopo de flerovium con las mismas propiedades que el encontrado en diciembre de 1998, ni siquiera en repeticiones de la misma reacción. Más tarde se descubrió que ²⁸⁹ Fl tiene diferentes propiedades de desintegración y que el primer átomo de flerovium observado puede haber sido su isómero nuclear ^289m Fl. La observación de ^{289 m} Fl en esta serie de experimentos puede indicar la formación de un isómero parental del livermorio, a saber, ^{293 m} Lv, o una rama de desintegración rara y no observada previamente del estado ya descubierto ²⁹³ Lv a ^{289 m} Fl. Ninguna posibilidad es segura y se requiere investigación para asignar positivamente esta actividad. Otra posibilidad sugerida es la asignación del átomo original de diciembre de 1998 a ²⁹⁰ Fl, ya que la energía de haz bajo utilizada en ese experimento original hace que el canal 2n sea plausible; su padre podría ser entonces ²⁹⁴ Lv, pero esta asignación aún necesitaría confirmación en la reacción de ²⁴⁸ Cm ( ⁴⁸ Ca, 2n) ²⁹⁴ Lv.

El equipo repitió el experimento en abril-mayo de 2005 y detectó 8 átomos de livermorio. Los datos de desintegración medidos confirmaron la asignación del isótopo descubierto por primera vez como ²⁹³ Lv. En esta carrera, el equipo también observó el isótopo ²⁹² Lv por primera vez. En experimentos adicionales de 2004 a 2006, el equipo reemplazó el objetivo de curio-248 con el isótopo de curio más ligero, curio-245 . Aquí se encontró evidencia para los dos isótopos ²⁹⁰ Lv y ²⁹¹ Lv.

En mayo de 2009, el Grupo de Trabajo Conjunto IUPAC / IUPAP informó sobre el descubrimiento de copernicio y reconoció el descubrimiento del isótopo ²⁸³ Cn. Esto implicó el descubrimiento de facto del isótopo ²⁹¹ Lv, a partir del reconocimiento de los datos relacionados con su nieta ²⁸³ Cn, aunque los datos del livermorium no fueron absolutamente críticos para la demostración del descubrimiento del copernicium. También en 2009, llegó la confirmación de Berkeley y Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) en Alemania para los isótopos de flerovium 286 a 289, hijas inmediatas de los cuatro isótopos de livermorio conocidos. En 2011, la IUPAC evaluó los experimentos del equipo de Dubna de 2000 a 2006. Si bien encontraron que los datos más antiguos (que no incluían ²⁹¹ Lv y ²⁸³ Cn) no eran concluyentes, los resultados de 2004-2006 se aceptaron como identificación de livermorium y se reconoció oficialmente que el elemento había sido descubierto.

La síntesis de livermorium se ha confirmado por separado en GSI (2012) y RIKEN (2014 y 2016). En el experimento GSI de 2012, se demostró que una cadena asignada provisionalmente a ²⁹³ Lv no era coherente con los datos anteriores; se cree que esta cadena puede, en cambio, originarse en un estado isomérico , ^293m Lv. En el experimento RIKEN de 2016, aparentemente se detectó un átomo que puede ser asignado a ²⁹⁴ Lv, alfa decayendo a ²⁹⁰ Fl y ²⁸⁶ Cn, que sufrió una fisión espontánea; sin embargo, se perdió el primer alfa del nucleido de livermorio producido, y la asignación a ²⁹⁴ Lv aún es incierta, aunque plausible.

Nombrar

Robert Livermore , el homónimo indirecto de livermorium

Utilizando la nomenclatura de Mendeleev para los elementos sin nombre y sin descubrir , livermorium a veces se llama eka- polonio . En 1979, la IUPAC recomendó que se usara el nombre de elemento sistemático de marcador de posición ununhexium ( Uuh ) hasta que se confirmara el descubrimiento del elemento y se decidiera un nombre. Aunque se usa ampliamente en la comunidad química en todos los niveles, desde las aulas de química hasta los libros de texto avanzados, las recomendaciones fueron ignoradas en su mayoría por los científicos en el campo, quienes lo llamaron "elemento 116", con el símbolo de E116 , (116) , o incluso simplemente 116 .

De acuerdo con las recomendaciones de la IUPAC, el descubridor o los descubridores de un nuevo elemento tienen derecho a sugerir un nombre. El descubrimiento del livermorio fue reconocido por el Grupo de Trabajo Conjunto (JWP) de la IUPAC el 1 de junio de 2011, junto con el del flerovium . Según el subdirector de JINR, el equipo de Dubna originalmente quería nombrar el elemento 116 moscovium , en honor al oblast de Moscú en el que se encuentra Dubna, pero más tarde se decidió usar este nombre para el elemento 115 en su lugar. El nombre livermorium y el símbolo Lv fueron adoptados el 23 de mayo de 2012. El nombre reconoce al Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , dentro de la ciudad de Livermore, California , EE. UU., Que colaboró con JINR en el descubrimiento. La ciudad, a su vez, lleva el nombre del ranchero estadounidense Robert Livermore , un ciudadano mexicano naturalizado de origen inglés. La ceremonia de nombramiento de flerovium y livermorium se celebró en Moscú el 24 de octubre de 2012.

Propiedades previstas

Aparte de las propiedades nucleares, no se han medido propiedades del livermorium o sus compuestos; esto se debe a su producción extremadamente limitada y cara y al hecho de que se deteriora muy rápidamente. Las propiedades del livermorio siguen siendo desconocidas y solo se dispone de predicciones.

Estabilidad nuclear e isótopos

La ubicación esperada de la isla de estabilidad está marcada por el círculo blanco. La línea punteada es la línea de estabilidad beta .

Se espera que Livermorium esté cerca de una isla de estabilidad centrada en copernicium (elemento 112) y flerovium (elemento 114). Debido a las altas barreras de fisión esperadas , cualquier núcleo dentro de esta isla de estabilidad se desintegra exclusivamente por desintegración alfa y quizás alguna captura de electrones y desintegración beta . Si bien los isótopos conocidos de livermorium en realidad no tienen suficientes neutrones para estar en la isla de estabilidad, se puede ver que se acercan a la isla, ya que los isótopos más pesados son generalmente los de vida más larga.

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 evaporar varios (3 a 5) neutrones. En las reacciones de fusión fría (que utilizan proyectiles más pesados, generalmente del cuarto período , y objetivos más livianos, 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. 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.

Se podría obtener información importante sobre las propiedades de los núcleos superpesados mediante la síntesis de más isótopos del hígado, específicamente aquellos con unos pocos neutrones más o menos que los conocidos: ²⁸⁶ Lv, ²⁸⁷ Lv, ²⁸⁸ Lv, ²⁸⁹ Lv, ²⁹⁴ Lv y ²⁹⁵ Lv. Esto es posible porque hay muchos isótopos de curio de vida razonablemente larga que pueden usarse para hacer un objetivo. Los isótopos ligeros se pueden producir fusionando curio-243 con calcio-48. Experimentarían una cadena de desintegraciones alfa, que terminarían en isótopos transactínidos que son demasiado livianos para lograr mediante fusión en caliente y demasiado pesados para ser producidos por fusión en frío.

La síntesis de los isótopos pesados ²⁹⁴ Lv y ²⁹⁵ Lv podría lograrse fusionando el isótopo curio pesado curio-250 con calcio-48. La sección transversal de esta reacción nuclear sería de aproximadamente 1 picobarn , aunque todavía no es posible producir ²⁵⁰ Cm en las cantidades necesarias para la fabricación objetivo. Después de algunas desintegraciones alfa, estos isótopos del hígado alcanzarían nucleidos en la línea de estabilidad beta . Además, la captura de electrones también puede convertirse en un modo de desintegración importante en esta región, permitiendo que los núcleos afectados lleguen al centro de la isla. Por ejemplo, se predice que ²⁹⁵ Lv decaerían alfa a ²⁹¹Fl , que sufrirían sucesivas capturas de electrones a ²⁹¹ Nh y luego a ²⁹¹Cn, que se espera que esté en el medio de la isla de estabilidad y tenga una vida media de aproximadamente 1200 años, lo que brinda la esperanza más probable de llegar al centro de la isla utilizando la tecnología actual. Un inconveniente es que las propiedades de desintegración de núcleos superpesados tan cerca de la línea de estabilidad beta están en gran parte inexploradas.

Otras posibilidades para sintetizar núcleos en la isla de estabilidad incluyen la cuasifisión (fusión parcial seguida de fisión) de un núcleo masivo. Tales núcleos tienden a la fisión, expulsando fragmentos doblemente mágicos o casi doblemente mágicos, como calcio-40 , estaño-132 , plomo-208 o bismuto-209 . Recientemente se ha demostrado que las reacciones de transferencia de múltiples nucleones en colisiones de núcleos de actínidos (como el uranio y el curio ) podrían usarse para sintetizar los núcleos superpesados ricos en neutrones ubicados en la isla de estabilidad, aunque la formación de los elementos más ligeros nobelio o el seaborgio es más favorecido. Una última posibilidad para sintetizar isótopos cerca de la isla es usar explosiones nucleares controladas para crear un flujo de neutrones lo suficientemente alto como para evitar las brechas de inestabilidad en ^258-260Fm y en el número de masa 275 (números atómicos 104 a 108 ), imitando el r- proceso en el que los actínidos se produjeron por primera vez en la naturaleza y se evitó la brecha de inestabilidad alrededor del radón . Algunos de estos isótopos (especialmente ²⁹¹ Cn y ²⁹³ Cn) pueden incluso haber sido sintetizados en la naturaleza, pero se habrían desintegrado demasiado rápido (con vidas medias de solo miles de años) y se producirían en cantidades demasiado pequeñas (alrededor de 10 ^{- 12} la abundancia de plomo ) para ser detectados como nucleidos primordiales hoy fuera de los rayos cósmicos .

Físico y atómico

En la tabla periódica , el hígado es un miembro del grupo 16, los calcógenos. Aparece debajo de oxígeno , azufre , selenio , telurio y polonio. Cada calcógeno anterior tiene seis electrones en su capa de valencia, formando una configuración de electrones de valencia de ns ² np ⁴ . En el caso de livermorium, la tendencia debe continuar y se predice que la configuración del electrón de valencia será 7s ² 7p ⁴ ; por lo tanto, el livermorium tendrá algunas similitudes con sus congéneres más ligeros . Es probable que surjan diferencias; un gran efecto contribuyente es la interacción espín-órbita (SO) , la interacción mutua entre el movimiento y el espín de los electrones . Es especialmente fuerte para los elementos superpesados, porque sus electrones se mueven mucho más rápido que en los átomos más ligeros, a velocidades comparables a la velocidad de la luz . En relación con los átomos del hígado, reduce los niveles de energía de los electrones 7s y 7p (estabilizando los electrones correspondientes), pero dos de los niveles de energía de los electrones 7p se estabilizan más que los otros cuatro. La estabilización de los electrones 7s se denomina efecto de par inerte , y el efecto de "desgarro" de la subcapa 7p en las partes más estabilizadas y menos estabilizadas se denomina división de la subcapa. Los químicos de computación ven 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: la subcapa 7p _1/2 actúa como un segundo par inerte, aunque no tan inerte como los electrones 7s, mientras que la subcapa 7p _3/2 puede participar fácilmente en la química. Para muchos propósitos teóricos, la configuración del electrón de valencia puede representarse para reflejar la división de la subcapa 7p como 7s ²
7p²
_1/27p²
_3/2.

Los efectos del par inerte en el livermorio deberían ser incluso más fuertes que para el polonio y, por lo tanto, el estado de oxidación +2 se vuelve más estable que el estado +4, que sería estabilizado solo por los ligandos más electronegativos ; esto se refleja en las energías de ionización esperadas del livermorium, donde hay grandes espacios entre la segunda y tercera energías de ionización (correspondientes a la ruptura de la capa 7p _1/2 no reactiva ) y las energías de ionización cuarta y quinta. De hecho, se espera que los electrones 7s sean tan inertes que no se podrá alcanzar el estado +6. Se espera que los puntos de fusión y ebullición del livermorium continúen las tendencias a la baja de los calcógenos; por tanto, el livermorium debería fundirse a una temperatura más alta que el polonio, pero hervir a una temperatura más baja. También debe ser más denso que el polonio (α-Lv: 12,9 g / cm ³ ; α-Po: 9,2 g / cm ³ ); al igual que el polonio, también debe formar un alótropo α y β. Se espera que el electrón del átomo de hígado similar al hidrógeno (oxidado de modo que solo tenga un electrón, Lv ¹¹⁵⁺ ) se mueva tan rápido que tenga una masa 1,86 veces mayor que la de un electrón estacionario, debido a los efectos relativistas . A modo de comparación, se espera que las cifras de polonio y telurio similares al hidrógeno sean 1,26 y 1,080 respectivamente.

Químico

Se proyecta que Livermorium sea el cuarto miembro de la serie 7p de elementos químicos y el miembro más pesado del grupo 16 en la tabla periódica, debajo del polonio. Si bien es el menos estudiado teóricamente de los elementos 7p, se espera que su química sea bastante similar a la del polonio. El estado de oxidación de grupo de +6 es conocido para todos los calcógenos, excepto el oxígeno, que no puede expandir su octeto y es uno de los agentes oxidantes más fuertes entre los elementos químicos. Por tanto, el oxígeno está limitado a un estado máximo +2, exhibido en el fluoruro OF ₂ . El estado +4 es conocido por azufre , selenio , telurio y polonio, experimentando un cambio en la estabilidad de reducción de azufre (IV) y selenio (IV) a ser el estado más estable para telurio (IV) a oxidarse en polonio ( IV). Esto sugiere una estabilidad decreciente para los estados de oxidación más altos a medida que el grupo desciende debido a la creciente importancia de los efectos relativistas, especialmente el efecto de par inerte. Por tanto, el estado de oxidación más estable del livermorio debería ser +2, con un estado +4 bastante inestable. El estado +2 debe ser tan fácil de formar como lo es para el berilio y el magnesio , y el estado +4 solo debe lograrse con ligandos fuertemente electronegativos, como en el fluoruro de livermorio (IV) (LvF ₄ ). El estado +6 no debería existir en absoluto debido a la muy fuerte estabilización de los electrones 7s, lo que hace que el núcleo de valencia del livermorium solo tenga cuatro electrones. También se sabe que los calcógenos más ligeros forman un estado -2 como óxido , sulfuro , seleniuro , telururo y polonuro ; Debido a la desestabilización de la subcapa 7p _3/2 del livermorium , el estado -2 debería ser muy inestable para el livermorium, cuya química debería ser esencialmente puramente catiónica, aunque las divisiones de energía de la subcapa y espinor más grandes del livermorium en comparación con el polonio deberían producir Lv ²⁻ un poco menos inestable de lo esperado.

Livermorane (LvH ₂ ) sería el hidruro de calcógeno más pesado y el homólogo más pesado del agua (los más ligeros son H ₂ S , H ₂ Se , H ₂ Te y PoH ₂ ). Polane (hidruro de polonio) es un compuesto más covalente que la mayoría de los hidruros metálicos porque el polonio se extiende a ambos lados del límite entre metales y metaloides y tiene algunas propiedades no metálicas: es intermedio entre un haluro de hidrógeno como el cloruro de hidrógeno (HCl) y un hidruro metálico como el estannano ( Sn H ₄ ). Livermorane debería continuar con esta tendencia: debería ser un hidruro en lugar de una livermorida, pero seguiría siendo un compuesto molecular covalente . Se espera que las interacciones espín-órbita hagan que el enlace Lv-H sea más largo de lo esperado simplemente a partir de las tendencias periódicas , y que el ángulo de enlace H-Lv-H sea mayor de lo esperado: se teoriza que esto se debe a que los orbitales 8s desocupados son relativamente bajos en energía y puede hibridar con los orbitales de valencia 7p del livermorium. Este fenómeno, denominado "hibridación supervalente", no es particularmente infrecuente en regiones no relativistas de la tabla periódica; por ejemplo, el difluoruro de calcio molecular tiene participación 4s y 3d del átomo de calcio . Se predice que los dihaluros de hígado más pesados serán lineales , pero se predice que los más ligeros se doblarán .

Química experimental

Aún no se ha establecido una determinación inequívoca de las características químicas del hígado. En 2011, se realizaron experimentos para crear nihonium , flerovium , y moscovium isótopos en las reacciones entre el calcio-48 proyectiles y objetivos de americio-243 y plutonio-244 . Los objetivos incluían impurezas de plomo y bismuto y, por lo tanto, se generaron algunos isótopos de bismuto y polonio en reacciones de transferencia de nucleones. Esto, si bien es una complicación imprevista, podría proporcionar información que ayudaría en la futura investigación química de los homólogos más pesados de bismuto y polonio, que son respectivamente moscovio y hígado. Los nucleidos bismuto-213 y polonio-212m producidos se transportaron como los hidruros ²¹³ BiH ₃ y ^212m PoH ₂ a 850 ° C a través de una unidad de filtro de lana de cuarzo sujetada con tantalio , lo que demuestra que estos hidruros eran sorprendentemente térmicamente estables, aunque sus congéneres más pesados McH _Se esperaría que ₃ y LvH ₂ fueran menos estables térmicamente a partir de una simple extrapolación de tendencias periódicas en el bloque p. Se necesitan más cálculos sobre la estabilidad y la estructura electrónica de BiH ₃ , McH ₃ , PoH ₂ y LvH ₂ antes de que se lleven a cabo las investigaciones químicas. Se espera que el moscovio y el hígado sean lo suficientemente volátiles como elementos puros para que puedan ser investigados químicamente en un futuro próximo, una propiedad que el hígado compartiría entonces con su congénere más ligero polonio, aunque la corta vida media de todos los isótopos del hígado conocidos actualmente significa que el elemento todavía es inaccesible para la química experimental.

Notas

Referencias

Bibliografía

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enlaces externos

Livermorium en The Periodic Table of Videos (Universidad de Nottingham)
Courier del CERN - Segunda postal de la isla de la estabilidad
Livermorium en WebElements.com

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