Эйнштейний (Es)
АктиноидТвердое вещество
Стандартный атомный вес
[252]Электронная конфигурация
[Rn] 7s2 5f11Температура плавления
859.85 °C (1133 K)Температура кипения
N/AПлотность
8840 kg/m³Степени окисления
+2, +3, +4Электроотрицательность (Полинг)
1.3Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1952Атомный радиус
N/AДополнительно
Эйнштейний — синтетический актиноид с атомным номером 99. Впервые он был идентифицирован в обломках термоядерного испытания, а сейчас получаем только в ничтожных количествах путём интенсивного нейтронного облучения более лёгких актиноидов. Его химия определяется степенью окисления +3 и напоминает химию соседних трёхвалентных актиноидов и лантаноидов. Элемент важен главным образом как исследовательский материал и как мишень для получения ещё более тяжёлых элементов.
Эйнштейний не встречается в природе в земной коре. Впервые он был идентифицирован в декабре 1952 года американскими учёными из Национальной лаборатории Аргонн близ Чикаго, штат Иллинойс, Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико, и Лаборатории Калифорнийского университета в Беркли, штат Калифорния, в продуктах термоядерных взрывов. Элемент был назван в честь Альберта Эйнштейна (рис. IUPAC.99.1). 253Es был первым идентифицированным изотопом; его период полураспада составляет 20,47 суток. Изотопом с самым длительным периодом полураспада является 252Es, с периодом полураспада 472 дня [630], [631].
Изотопы эйнштейния не имеют применения вне фундаментальных научных исследований, связанных с получением более тяжёлых трансурановых элементов и изучением химии актиноидов. Из-за излучения и тепла, выделяемых изотопами эйнштейния, использовать их в экспериментах и исследованиях трудно [631].
Трассерные исследования с использованием 253Es показывают, что эйнштейний обладает химическими свойствами, типичными для тяжёлого трёхвалентного актиноидного элемента. Для эйнштейния были сообщены степени окисления II и III, а степень окисления IV была постулирована на основании исследований переноса в паровой фазе, но не была однозначно установлена. Эйнштейний является первым двухвалентным металлом в ряду актиноидов (два связующих электрона вместо трёх). Свойства самoоблучения эйнштейния делают крайне трудным, например, получение рентгеноструктурных данных. Интенсивные гамма- и рентгеновские лучи, возникающие при распаде эйнштейния с образованием дочерних продуктов, пересвечивают рентгеновскую плёнку/детектор. Однако это интенсивное самoоблучение может быть использовано для изучения ускоренного старения и радиационных повреждений, а также для направленных медицинских радиационных методов лечения. Примером химических исследований эйнштейния являются химические последствия радиоактивного распада. При сравнительно коротком периоде полураспада Es-253 (20,47 суток) можно изучать накопление дочернего Bk-249 (период полураспада 330 дней) и внучатого Cf-249 (период полураспада 351 год). Имеются данные, указывающие на то, что двухвалентный Es может распадаться с образованием двухвалентного дочернего Bk, а затем — пока ещё неизвестного двухвалентного Cf. Коммерческого применения эйнштейния нет, однако это самый тяжёлый элемент, для которого могут быть выполнены исследования в объёмных образцах, что позволяет проводить фундаментальные исследования роли 5-f-электронов в систематике актиноидов.
Дополнительная литература:
Richard G. Haire (2006) Chapter 12, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Third Edition, L. R. Morss, J. Fuger, and N. M. Edelstein, Eds, Springer Publishers.
Этот элемент был рассмотрен и обновлён д-ром Дэвидом Хобартом, 2011
Эйнштейний был открыт группой учёных под руководством Альберта Гиорсо в 1952 году при изучении радиоактивных обломков, образовавшихся при взрыве первой водородной бомбы. Открытый ими изотоп, эйнштейний-253, имеет период полураспада около 20 дней и был получен путём объединения 15 нейтронов с ураном-238, который затем претерпел семь бета-распадов. В настоящее время эйнштейний получают в ходе длительной цепочки ядерных реакций, включающей бомбардировку каждого изотопа в цепи нейтронами с последующим бета-распадом образующегося изотопа. Наиболее стабильный изотоп эйнштейния, эйнштейний-252, имеет период полураспада около 471,7 суток. Он распадается в берклий-248 при альфа-распаде или в калифорний-252 при электронном захвате.
Эйнштейний, седьмой из открытых трансурановых элементов ряда актинидов, был идентифицирован Гиорсо и сотрудниками в Беркли в декабре 1952 года в обломках первого крупного термоядерного взрыва, который произошёл в Тихом океане в ноябре 1952 года. Был получен изотоп 253Es с периодом полураспада 20 дней. Он был назван в честь Альберта Эйнштейна.
В 1961 году было получено достаточно эйнштейния, чтобы отделить макроскопическое количество 253Es. Эта проба массой около 0,01 мкг была измерена с использованием специальных магнитных весов. Полученный таким образом 253Es был использован для получения менделевия (элемент 101) путём нейтронной бомбардировки.
Около 3 мкг эйнштейния было получено в High Flux Isotope Reactor (HFIR) в Oak Ridge National Laboratories путём:
▸ облучения в реакторе килограммовых количеств 239Pu в течение нескольких лет для получения 242Pu,
▸ превращения 242Pu в таблетки оксида плутония и алюминиевого порошка,
▸ загрузки таблеток в мишенные стержни для первоначального 1-летнего облучения на Savannah River Plant и
▸ последующего облучения мишеней ещё в течение 4 месяцев в HFIR.
Затем мишени были извлечены для химического отделения эйнштейния от дочерних продуктов калифорния. В специальных кампаниях HFIR может присутствовать около 2 миллиграммов эйнштейния.
Изображения
Свойства
Физические
- Радиус Ван-дер-Ваальса
- 245 pm
- Плотность
- Агрегатное состояние (НУ)
- solid
- Температура плавления
- 859.85 °C
Химические
- Электроотрицательность (Полинг)
- 1.3
- Сродство к электрону
- Энергия ионизации (1-я)
- Энергия ионизации (2-я)
- Энергия ионизации (3-я)
- Энергия ионизации (4-я)
- Энергия ионизации (5-я)
- Степени окисления
- +2, +3, +4
- Валентные электроны
- 3
- Электронная конфигурация
Термодинамические
- Теплота возгонки
- 3.990258 eV
- Теплота атомизации
- 3.990258 eV
- Энтальпия атомизации
Ядерные
- Протоны
- 99
- Нейтроны
- 153
- Известные изотопы
- 20
- Стабильные изотопы
- 0
- Массовое число (наиб. стабильного)
- 252
- Наиболее стабильный изотоп
- Es-252
- Год открытия
- 1952
Распространённость
N/A
Кристаллическая структура
N/A
Электронная структура
- Электронов на оболочке
- 2, 8, 18, 32, 29, 8, 2
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7429-92-7
- Термный символ
- InChI
- InChI=1S/Es
- InChI Key
- CKBRQZNRCSJHFT-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измерено
Es: 5f¹¹ 7s²[Rn] 5f¹¹ 7s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f¹¹ 7s²Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
Нет стабильных изотопов.
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 252 Радиоактивный | 252,08298 ± 0,000054 | N/A | 471.7 дней |
| 254 Радиоактивный | 254,0880222 ± 0,0000045 | N/A | 275.7 дней |
| 249 Радиоактивный | 249,076411 ± 0,000032 | N/A | 102.2 минут |
| 255 Радиоактивный | 255,090275 ± 0,000012 | N/A | 39.8 дней |
| 244 Радиоактивный | 244,07088 ± 0,0002 | N/A | 37 секунд |
Фазовое состояние
Причина: на 834.9 °C ниже точки сублимации (859.85 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 99 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| Es I | 0 | 11 | 0 | 0 |
| Es II | +1 | 12 | 0 | 0 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| Es I | 0 | 2 |
| Es II | +1 | 2 |
| Es III | +2 | 2 |
| Es IV | +3 | 2 |
| Es V | +4 | 2 |
| Es VI | +5 | 2 |
| Es VII | +6 | 2 |
| Es VIII | +7 | 2 |
| Es IX | +8 | 2 |
| Es X | +9 | 2 |
Данные о кристаллической структуре недоступны
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +3 | 9 | N/A | 111.6 пм |
Соединения
Изотопы (5)
Sixteen isotopes with three isomers ranging in atomic mass from 241 to 256 are now recognized for einsteinium. 252Es has the longest half-life (472 days) but is only available in minute quantities. The isotopes 253Es and 254Es are the isotopes of choice for physicochemical studies because of their availability and reasonable half-lives. However, usually only a few micrograms of einsteinium isotopes are used in experiments to reduce worker exposure and to minimize the intense self-irradiation effects.
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 252 Радиоактивный | 252,08298 ± 0,000054 | N/A | 471.7 дней | α =78±0.2%ε =22±0.2% | |
| 254 Радиоактивный | 254,0880222 ± 0,0000045 | N/A | 275.7 дней | α ≈100%ε ?β- =1.74e-4±0.8% | |
| 249 Радиоактивный | 249,076411 ± 0,000032 | N/A | 102.2 минут | β+ ≈100%α =0.57±0.8% | |
| 255 Радиоактивный | 255,090275 ± 0,000012 | N/A | 39.8 дней | β- =92.0±0.4%α =8.0±0.4%SF =0.0041±0.2% | |
| 244 Радиоактивный | 244,07088 ± 0,0002 | N/A | 37 секунд | β+ =95±0.3%α =5±0.3%β+SF =0.011±0.4% |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
- Ковалентный радиус (Пюккё)
- Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
- Alvarez
- UFF
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- Pettifor
- Glawe
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- Дипольная поляризуемость (погр.)
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 1133.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Детализация кристаллических радиусов (1)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 3 | IX | — | 125.6 |
Режимы распада изотопов (51)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 239 | A | — |
| 239 | B+ | — |
| 239 | SF | — |
| 240 | A | 70% |
| 240 | B+ | 30% |
| 240 | B+SF | 0.2% |
| 241 | A | 100% |
| 241 | B+ | — |
| 242 | A | 57% |
| 242 | B+ | 43% |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Einsteinium https://education.jlab.org/itselemental/ele099.html
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Einsteinium https://education.jlab.org/itselemental/ele099.html
Источники
(9)
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. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Einsteinium.
The element property data was retrieved from publications.
