Коперниций (Cn)
Переходный металлОжидается, что это твёрдое тело
Стандартная относительная атомная масса
[285]Электронная конфигурация
[Rn] 7s2 5f14 6d10 (Предсказанные)Температура плавления
Нет данныхТемпература кипения
-165,15 °CПлотность
1,4e+4 kg/m³Степени окисления
+2, +4Электроотрицательность (по Полингу)
Нет данныхЭнергия ионизации (1-я)
Нет данныхГод открытия
1996Атомный радиус
147 pmПодробные сведения
Коперниций — это синтетический трансактиноидный элемент 12-й группы, расположенный под цинком, кадмием и ртутью. Он известен только по экспериментам на ускорителях, в которых получают отдельные атомы короткоживущих изотопов. Ожидается, что релятивистские эффекты придадут его химии необычно благородный характер для элемента 12-й группы, с слабыми металлическими связями и сравнительно летучим элементарным состоянием. Поэтому его подтверждённые свойства являются главным образом ядерными, тогда как его химическое поведение остаётся частично экспериментальным и частично теоретическим.
Коперниций не встречается в природе в земной коре. Коперниций был синтезирован в 1996 году учёными Центра исследований тяжёлых ионов GSI в Дармштадте, Германия (Fig. IUPAC.112.1). Зигурд Хофманн и международная группа учёных использовали ядерную реакцию 208Pb (70Zn, n) 277Cn. Наблюдавшиеся α-распады привели к известному нуклиду 269Sg. Название «коперниций» было дано элементу 112 в честь астронома Николая Коперника, известного своей гелиоцентрической теорией обращения планет вокруг Солнца [663], [664]. Коперниций не имеет известных изотопных применений, кроме научных исследований.
Коперниций назван в честь астронома Николая Коперника.
Коперниций впервые был получен Петером Армбрустером, Готтфридом Мюнценбером и их командой, работавшей в Gesellschaft für Schwerionenforschung в Дармштадте, Германия, 9 февраля 1996 года. Они бомбардировали атомы свинца ионами цинка с помощью устройства, известного как линейный ускоритель. В результате были получены атомы коперниция-277, изотопа с периодом полураспада около 0,24 миллисекунды (0,00024 секунды). Самый стабильный изотоп коперниция, коперниций-285, имеет период полураспада около 30 секунд. Он распадается в дармштадтий-281 посредством альфа-распада.
9 февраля 1996 года элемент 277Cn был создан в Gesellschaft fur Schwerionenforschung в Дармштадте, Германия, с использованием реакции 208Pb + 70Zn. В отличие от элемента 110, коперниций обладает свойствами, более сходными со свойствами радона, чем ртути, но из-за его короткого периода полураспада его трудно изучать. По состоянию на 2011 год самый стабильный изотоп коперниция имеет атомную массу 285.
Ни одного макроскопического образца коперниция не было получено, поэтому его внешний вид неизвестен. Расчёты указывают на очень летучий, слабо связанный металл, возможно, более газоподобный в условиях поатомного получения, чем ртуть, но это не является непосредственно наблюдаемым свойством в массивном состоянии.
Коперниций не имеет практического применения вне научных исследований. Его изотопы получают по одному атому для изучения сверхтяжелых ядер, цепочек распада и влияния сильных релятивистских эффектов на химическое поведение. Экспериментальные работы с копернием также помогают проверять модели, используемые для предсказания стабильности и химии еще более тяжелых элементов. Коммерческое, медицинское, конструкционное или электронное применение неизвестно или невозможно при современных методах получения и временах жизни изотопов.
Поскольку было получено лишь несколько атомов коперниция, в настоящее время он не имеет применения вне фундаментальных научных исследований.
Изначально для коперниция был рекомендован символ Cp. Этот символ был отклонен, поскольку Cp ранее использовался для элемента лютеция, который до 1949 года имел кассиопий как альтернативное разрешенное название. Дополнительные сведения см. в этом файле.
Применение изотопов элемента Copernicium (Cn) будет здесь.
Химия коперниция исследовалась только в экспериментах по одному атому за раз и теоретически. Ожидается, что элемент будет предпочитать степень окисления +2 в соединениях по аналогии с элементами группы 12, однако сильная релятивистская стабилизация 7s-электронов может делать нейтральный коперниций особенно инертным. Исследования адсорбционного поведения показывают, что элементарный Cn слабо взаимодействует с золотыми поверхностями по сравнению с ртутью. В число предсказанных видов входят фторид коперниция(II), CnF₂, и хлорид коперниция(II), CnCl₂, однако хорошо охарактеризованных объёмных соединений не существует.
See more information at the Copernicium compound page.
Опасности коперниция определяются радиоактивностью, а не обычной химической токсичностью. Все известные изотопы короткоживущи и распадаются главным образом за счёт α-излучения, причём некоторые цепочки распада включают спонтанное деление. Количества, в которых он получается, слишком малы для обычного обращения или воздействия на окружающую среду. В лабораториях контроль риска касается мишени ускорителя, продуктов отдачи и продуктов радиоактивного распада, а не объёмного материала коперниция.
Коперниций не имеет подтверждённого природного распространения и не участвует в каком-либо экологическом круговороте. Любые образующиеся в природе атомы, если таковые вообще возникают, быстро распадались бы и не накапливались бы. Лабораторное получение даёт изолированные атомы, которые распадаются в контролируемых экспериментальных системах. Следовательно, для коперниция не наблюдались такие свойства окружающей среды, как растворимость, перенос в почвах или водах, биоаккумуляция и экологические эффекты.
Коперниций не имеет товарного рынка, промышленной цепочки поставок или доступного источника для извлечения. Его получают в экспериментах по слиянию тяжелых ионов, обычно путем бомбардировки тяжелых мишеней из актинидов ускоренными ионами, с последующим разделением и регистрацией нескольких событий распада. Производство зависит от специализированных ускорителей, редких материалов мишеней, длительного времени пучка и высокочувствительных детекторов. Ограничивающими факторами являются сечения ядерных реакций и периоды полураспада изотопов, а не доступность руды или мощность рафинирования. Переработка и замещение не имеют практического смысла для этого элемента вне планирования исследований.
Получают бомбардировкой свинца-208 цинком-70.
Коперниций не ожидается как первичный или космически распространенный элемент, поскольку его известные изотопы распадаются слишком быстро, чтобы сохраниться со времени нуклеосинтеза. Сверхтяжелые ядра могут мимолетно образовываться в экстремальных астрофизических нейтронно-избыточных событиях, но устойчивый или долгоживущий изотоп коперниция неизвестен. Он не имеет установленной роли в планетной химии или внеземном веществе.
- Коперниций был назван в честь Николая Коперника.
- На его химию сильно влияет релятивистская стабилизация электронов 7s.
- Экспериментально изучены только отдельные атомы.
- Наиболее полезные данные о его химии получены из быстрых экспериментов по адсорбции в газовой фазе.
- Коперниций расположен под ртутью, но может быть ещё более летучим.
- Его открытие было приписано работам в GSI в Дармштадте, Германия.
Изображения
Свойства
Физические свойства
- Атомный радиус (эмпирический)
- 147 pm Сравнить Атомный радиус (эмпирический) у всех элементов →
- Плотность
- 1,4 × 104 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
- Фаза при стандартных температуре и давлении
- Газ Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
- Температура кипения
- -165,15 °C Сравнить Температура кипения у всех элементов →
Химические свойства
- Сродство к электрону
- -0,8 eV (отрицательное значение — присоединение электрона энергетически невыгодно)
- Степени окисления
- +2, +4 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
- Валентные электроны
- 2 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
- Электронная конфигурация
- [Rn] 7s2 5f14 6d10 (Предсказанные)
Термодинамические свойства
Нет данных
Ядерные свойства
- Протоны
- 112 Сравнить Протоны у всех элементов →
- Нейтроны
- 173 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
- Известные изотопы
- 13 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
- Стабильные изотопы
- 0 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
- Массовое число (наиболее стабильный изотоп)
- 285
- Наиболее стабильный изотоп
- Cn-285
- Год открытия
- 1996
Распространённость
Нет данных
Кристаллическая структура
Нет данных
Электронная структура
- Электроны по оболочкам
- 14, 10, 2 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →
Идентификаторы
- Номер CAS
- 54084-26-3 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
- InChI
- InChI=1S/Cn
- Ключ InChI
- NOTIIDSZELDPOP-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Предсказанные
——Данные об электронной конфигурации этого иона отсутствуют.
Модель атома
Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.
Нет данных
Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.
Атомный отпечаток
Спектр излучения / поглощения
Распределение изотопов
Стабильных изотопов нет.
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 277 Радиоактивный | 277,16364 ± 0,00015 | Нет данных | 790 us |
| 281 Радиоактивный | 281,16975 ± 0,00042 | Нет данных | 180 мс |
| 284 Радиоактивный | 284,17416 ± 0,00091 | Нет данных | 102 мс |
| 276 Радиоактивный | 276,16141 ± 0,00064 | Нет данных | 100 us |
| 279 Радиоактивный | 279,16654 ± 0,0005 | Нет данных | 60 us |
Фаза / агрегатное состояние
Причина: на 190,1 °C выше температуры кипения (-165,15 °C)
Схематично, без соблюдения масштаба
Температуры фазовых переходов
Плотность
При стандартных условиях
Оценка по уравнению идеального газа при текущей T
Данные о кристаллической структуре твёрдой фазы отсутствуют
Изотопы (5)
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада | Тип распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 277 Радиоактивный | 277,16364 ± 0,00015 | Нет данных | 790 us | α =100% | |
| 281 Радиоактивный | 281,16975 ± 0,00042 | Нет данных | 180 мс | α ≈100%SF ? | |
| 284 Радиоактивный | 284,17416 ± 0,00091 | Нет данных | 102 мс | SF =100% | |
| 276 Радиоактивный | 276,16141 ± 0,00064 | Нет данных | 100 us | α ?SF ? | |
| 279 Радиоактивный | 279,16654 ± 0,0005 | Нет данных | 60 us | α ?SF ? |
Расширенные данные о свойствах
Ковалентные радиусы (расширенные данные)
- Ковалентный радиус (по Пююккё)
- 122 pm
- Ковалентный радиус (по Пююккё, двойная связь)
- 137 pm
- Ковалентный радиус (по Пююккё, тройная связь)
- 130 pm
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- 80
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- 28 a.u.
- Дипольная поляризуемость (неопределённость)
- 2 a.u.
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Типы распада изотопов (23)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 276 | A | — |
| 276 | SF | — |
| 277 | A | 100% |
| 278 | A | — |
| 278 | SF | — |
| 279 | A | — |
| 279 | SF | — |
| 280 | A | — |
| 280 | SF | — |
| 281 | A | 100% |
Дополнительные данные
Оценочная распространённость в земной коре
The estimated element abundance in the earth's crust.
Оценочная распространённость в земной коре
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Copernicium https://education.jlab.org/itselemental/ele112.html
Оценочная распространённость в океане
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Оценочная распространённость в океане
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Copernicium https://education.jlab.org/itselemental/ele112.html
Источники
(8)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements.
This section provides all form of data related to element Copernicium.