Einsteinio

proprietà
[ Rn ] 5 f 11 7 s 2 99 è Tavola periodica
In genere
Nome , simbolo , numero atomico	Einsteinio, Es, 99
Categoria dell'elemento	attinidi
Gruppo , periodo , blocco	Ac , 7 , f
numero CAS	7429-92-7
Atomico
Massa atomica	252 e
Raggio atomico	203 pm
Configurazione elettronica	[ Rn ] 5 f 11 7 s 2
1. Energia di ionizzazione	6°.36758 (25) eV ≈ 614.38 kJ / mole
2. Energia di ionizzazione	12°.2 (4) eV ≈ 1 180 kJ / mol
3. Energia di ionizzazione	22.7 (4) eV ≈ 2 190 kJ / mol
4. Energia di ionizzazione	38.8 (4) eV ≈ 3 740 kJ / mol
5. Energia di ionizzazione	54.1 (1,9) eV ≈ 5 220 kJ / mol
Fisicamente
Stato fisico	fermamente
Modifiche	1
Struttura di cristallo	cubo
densità	(calcolato) 8,84 g / cm 3
Punto di fusione	1133 K (860 ° C)
punto di ebollizione	1269K (996°C)
Chimicamente
Stati di ossidazione	+2, +3 , (+4)
Potenziale normale	(Es 3+ + 3 e - → Es)
isotopi
isotopo NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP 248 it {sin.} 27 minuti ε (≈ 100%) 248 Cfr α (≈ 0,25%) 244 Bk SF  (3 · 10 −5  %) ? ? 249 it {sin.} 102,2  minuti ε (≈ 100%) 249 Cfr α (≈ 0,57%) 245 Bk 250 it {sin.} 8,6 ore ε (> 97%) 2.100 250 cf α (?) 6.880 246 Bk 251 è {sin.} 33 ore ε (?) 0,367 251 Cfr α (0,5%) 6.597 247 Bk 252 è {sin.} 471,7 d α (78%) 6.760 248 Bk ε (22%) 1.260 252 Cfr 253 si {sin.} 20.47 d α (100%) 6.739 249 Bk SF  (8,7 10 −6  %) ? ? 254 it {sin.} 275,7 d α (≈ 100%) 6.618 250 Bk ε (0,03%) 254 Cfr 254 m es {sin.} 39,3 ore β - (98%) 254 m PS (<3%) ? ? α (0,32%) 250 Bk 255 It {sin.} 39,8 d β - (92,0%) 0.288 255 piedi α (8,0%) 251 Bk
Per altri isotopi, vedere l' elenco degli isotopi
Informazioni sui pericoli e sulla sicurezza
Radioattivo
Etichettatura di pericolo GHS nessuna classificazione disponibile
Per quanto possibile e consueto, vengono utilizzate unità SI . Salvo diversa indicazione, i dati forniti si applicano alle condizioni standard .

Einsteinio è un elemento chimico prodotto esclusivamente artificialmente con il simbolo dell'elemento Es e il numero atomico 99. Nella tavola periodica è nel gruppo degli attinidi ( 7° periodo , blocco f ) ed è uno degli elementi transuranici . L'einsteinio è un metallo radioattivo che può essere prodotto solo con grande sforzo in quantità quasi pesabili. Fu scoperto nel 1952 dopo il test della prima bomba all'idrogeno americana e chiamato così in onore di Albert Einstein , che però non aveva nulla a che fare con la scoperta o la ricerca dell'Einsteinio. Viene prodotto in quantità molto piccole nei reattori nucleari . Il metallo ei suoi composti sono ottenuti in piccole quantità principalmente per scopi di studio.

storia

Einsteinium è stato scoperto da Ivy Mike dopo l'esplosione .

Curve di eluizione :
separazione cromatografica di Fm (100), Es (99), Cf, Bk, Cm, Am.

Albert Einstein, 1921, fotografia di Ferdinand Schmutzer

L'einsteinio è stato trovato insieme al fermio dopo aver testato la prima bomba all'idrogeno americana, Ivy Mike , il 1 novembre 1952 sull'atollo di Eniwetok . I primi campioni sono stati ottenuti su carte da filtro che venivano trasportate durante il volo attraverso la nuvola di esplosione. Quantità maggiori sono state successivamente isolate dai coralli. Per motivi di segreto militare, i risultati non furono inizialmente pubblicati.

Una prima indagine sui resti dell'esplosione aveva mostrato la formazione di un nuovo isotopo di plutonio ²⁴⁴ Pu, che avrebbe potuto derivare solo dall'assorbimento di sei neutroni da parte di un nucleo di uranio- 238 e da due successivi decadimenti .

${\ displaystyle \ mathrm {^ {238} _ {\ 92} U \ {\ xrightarrow [{- 2 \ \ beta ^ {-}}] {+ \ 6 \ (n, \ gamma)}} \ _ {\ 94} ^ {244} Pu}}$

All'epoca si credeva che l'assorbimento di neutroni da parte di un nucleo pesante fosse un evento raro. Tuttavia, l'identificazione di ²⁴⁴ Pu ha suggerito che i nuclei di uranio possono catturare molti neutroni, dando luogo a nuovi elementi.

Gli ioni attinidi disciolti sono stati separati in presenza di un tampone acido citrico / citrato di ammonio in un mezzo debolmente acido ( pH  ≈ 3,5) con scambiatori ionici a temperatura elevata. L'elemento 99 (Einsteinium) è stato rilevato rapidamente; l' isotopo ²⁵³ Es, un emettitore α ad alta energia (6,6 MeV), è stato scoperto per la prima volta. Viene creato catturando 15 neutroni da ²³⁸ U, seguiti da sette decadimenti β.

Questa formazione mediante cattura continua di neutroni era possibile perché al momento della detonazione la densità del flusso di neutroni era così alta che la maggior parte dei nuclei atomici - radioattivi - che si erano formati nel frattempo non erano ancora decaduti alla successiva cattura di neutroni. Nel caso di un flusso di neutroni molto elevato, il numero di massa aumenta bruscamente senza che il numero atomico cambi. Solo allora i nuclidi instabili risultanti decadono su molti decadimenti in nuclidi stabili o instabili con un numero atomico elevato:

${\ displaystyle \ mathrm {^ {238} _ {\ 92} U \ {\ xrightarrow [{- 7 \ \ beta ^ {-}}] {+ \ 15, \ 16, \ 17 \ (n, \ gamma) }} \ _ {\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 99} ^ {253, \ 254, \ 255} Es}}$

Nel settembre 1953 non si sapeva quando sarebbero stati pubblicati i risultati delle squadre di Berkeley , Argonne e Los Alamos . Si decise di produrre i nuovi elementi attraverso esperimenti di bombardamento; Allo stesso tempo, è stato assicurato che questi risultati non sarebbero caduti nella segretezza e potrebbero quindi essere pubblicati. Gli isotopi di Einsteinio furono prodotti poco dopo al Radiation Laboratory dell'Università della California bombardando l'uranio ( ²³⁸ U) con azoto ( ¹⁴ N). È stato notato che esiste una ricerca su questo elemento che è stata finora tenuta segreta. Gli isotopi dei due elementi appena scoperti sono stati generati irradiando l'isotopo di plutonio ²³⁹ Pu, ei risultati sono stati pubblicati in cinque pubblicazioni in rapida successione. Le reazioni finali di Californium sono:

${\ displaystyle \ mathrm {^ {252} _ {\ 98} Cf \ {\ xrightarrow {(n, \ gamma)}} \ _ {\ 98} ^ {253} Cf \ {\ xrightarrow [{17,81 \ d} ] {\ beta ^ {-}}} \ _ {\ 99} ^ {253} Es \ {\ xrightarrow {(n, \ gamma)}} \ _ {\ 99} ^ {254} Es \ {\ xrightarrow [ {}] {\ beta ^ {-}}} \ _ {100} ^ {254} Fm}}$

Il team di Berkeley era anche preoccupato che un altro gruppo di ricercatori potesse scoprire e pubblicare gli isotopi più leggeri dell'elemento 100 mediante bombardamento ionico prima di poter pubblicare la loro ricerca classificata. Perché alla fine del 1953 come all'inizio del 1954 un gruppo di lavoro dell'Istituto Nobel per la Fisica di Stoccolma sparò a nuclei di uranio con nuclei di ossigeno; si è formato l'isotopo con numero di massa 250 dell'elemento 100 ( ²⁵⁰ μm).

Il team di Berkeley ha già pubblicato alcuni risultati sulle proprietà chimiche di entrambi gli elementi. Infine, i risultati dell'esplosione termonucleare furono resi noti nel 1955 e poi pubblicati.

Alla fine, la priorità del team di Berkeley è stata universalmente riconosciuta, poiché le loro cinque pubblicazioni hanno preceduto la pubblicazione svedese e potevano fare affidamento sui risultati precedentemente segreti dell'esplosione termonucleare del 1952. Questo era associato al privilegio di nominare i nuovi elementi. Decisero di chiamarli come famosi scienziati deceduti. Si convenne subito di dare i nomi in onore di Albert Einstein ed Enrico Fermi , entrambi da poco scomparsi: “Suggeriamo per il nome dell'elemento con numero atomico 99, einsteinio (simbolo E) da Albert Einstein e per il nome per l'elemento con numero atomico 100, fermio (simbolo Fm), dal nome di Enrico Fermi. “L'annuncio per i due elementi appena scoperti Einsteinio e Fermio è stato fatto da Albert Ghiorso alla 1a Conferenza Atomica di Ginevra , che si è svolta dalle 8 al Si è svolta il 20 agosto 1955. Il simbolo dell'elemento per Einsteinium è stato successivamente cambiato da E a Es .

isotopi

Tutti i 17 nuclidi e i 3 isomeri nucleari conosciuti fino ad oggi sono radioattivi e instabili. I numeri di massa noti vanno da 241 a 258. L'isotopo ²⁵² Es ha l'emivita più lunga con 471,7 giorni, quindi non possono esserci più eventi naturali sulla terra. ²⁵⁴ Ha un'emivita di 275,7 giorni, ²⁵⁵ Es di 39,8 giorni e ²⁵³ Es di 20,47 giorni. Tutti gli altri isotopi radioattivi hanno un'emivita inferiore a 40 ore e la maggior parte di essi è inferiore a 30 minuti. Dei 3 isomeri principali, ^{254 m} Es è il più stabile con t _½  = 39,3 ore.

→ Elenco degli isotopi di Einsteinio

Estrazione e presentazione

L'einsteinio viene creato bombardando attinidi più leggeri con neutroni in un reattore nucleare. La fonte principale è il reattore isotopico ad alto flusso da 85  MW presso l' Oak Ridge National Laboratory nel Tennessee, USA, che è impostato per la produzione di elementi transcuriali (Z>96).

Nel 1961, è stato sintetizzato abbastanza einsteinio per produrre una quantità pesabile dell'isotopo ²⁵³ Es. Questo campione pesava circa 0,01 mg ed era usato per fare il Mendelevio . Un altro Einsteinio è stato prodotto all'Oak Ridge National Laboratory bombardando ²³⁹ Pu con neutroni . Sono stati ottenuti circa 3 milligrammi in quattro anni di irradiazione continua da un chilogrammo di plutonio e successiva separazione.

Estrazione degli isotopi di Einsteinio

Piccole quantità di einsteinio e fermio sono state isolate e separate dal plutonio , che è stato irradiato con neutroni. Sono stati trovati quattro isotopi di Einsteinio (con i dettagli delle emivite misurate all'epoca):

• ²⁵³ Es: emettitori α con t _½  = 20,03 giorni e con un'emivita di fissione spontanea di 7 × 10 ⁵  anni
• ^{254 m} Es: -emettitore con t _½  = 38,5 ore
• ²⁵⁴ Es: α emettitori con t _½  ≈ 320 giorni
• ²⁵⁵ Es: -emettitori con t _½  = 24 giorni

Sono stati trovati due isotopi di fermio:

• ²⁵⁴ Fm: emettitori α con t _½  = 3,24 ore e con un'emivita di fissione spontanea di 246 giorni
• ²⁵⁵ Fm: α-emettitore con t _½  = 21,5 ore

Bombardare l'uranio con atomi di azoto ionizzato cinque volte e atomi di ossigeno ionizzati sei volte ha prodotto anche isotopi di Einsteinio e Fermio.

L'isotopo ²⁴⁸ Es è stato identificato quando ²⁴⁹ Cf è stato bombardato con deuterio. Decade principalmente per cattura di elettroni (ε) con un'emivita di 25 ± 5 minuti ma anche per emissione di particelle α (6,87 ± 0,02 MeV). Il rapporto (ε/α) di ∼ 400 potrebbe essere identificato dalla quantità di ²⁴⁸ Cf generata dalla cattura elettronica .

${\ displaystyle \ mathrm {^ {249} _ {\ 98} Cf \ + \ _ {1} ^ {2} D \ \ longrightarrow \ _ {\ 99} ^ {248} Es \ + \ 3 \ _ {0 } ^ {1} n \ quad \ left (^ {248} _ {\ 99} Es \ {\ xrightarrow [{27 \ min}] {\ epsilon}} \ _ {\ 98} ^ {248} Cf \ right )}}$

Gli isotopi ²⁴⁹ Es, ²⁵⁰ Es, ²⁵¹ Es e ²⁵² Es sono stati generati bombardando ²⁴⁹ Bk con particelle α. Quindi 4 a 1 neutroni possono lasciare il nucleo, in modo che sia possibile la formazione di quattro diversi isotopi.

${\ displaystyle \ mathrm {^ {249} _ {\ 97} Bk \ {\ xrightarrow [{- \ 4 \ a \ 1 \ n}] {+ \ alpha}} \ _ {\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 99} ^ {249, ​​\ 250, \ 251, \ 252} Es}}$

Sebbene l'isotopo ²⁵² Es abbia l'emivita più lunga, l'isotopo ²⁵³ Es è più facilmente accessibile e viene utilizzato principalmente per determinare le proprietà chimiche. È stato ottenuto irradiando da 100 a 200 μg ²⁵² Cf con neutroni termici (densità di flusso: da 2 a 5 × 10 ¹⁴ neutroni × cm ^-2  s ^-1 , periodo di tempo: da 500 a 900 h). Per la separazione è stato utilizzato α-idrossiisobutirrato di ammonio .

${\ displaystyle \ mathrm {^ {252} _ {\ 98} Cf \ {\ xrightarrow {(n, \ gamma)}} \ _ {\ 98} ^ {253} Cf \ {\ xrightarrow [{17,81 \ d} ] {\ beta ^ {-}}} \ _ {\ 99} ^ {253} Es}}$

Raffigurazione dell'Einsteinio elementare

L'Einsteinio si ottiene riducendo il fluoruro di Einsteinio (III) con litio o l'ossido di Einsteinio (III) con lantanio .

${\ displaystyle {\ ce {EsF3 + 3 Li -> Es + 3 LiF}}}$

${\ displaystyle {\ ce {Es2O3 + 2 La -> 2 Es + La2O3}}}$

proprietà

Fiala di quarzo (diametro 9 mm) con circa 300 microgrammi Es-253. Il bagliore è creato dalla radiazione intensa. (Fotografia in bianco e nero)

Nella tavola periodica , l'Einsteino con numero atomico 99 è nella serie degli attinoidi, il suo predecessore è il Californio, l'elemento successivo è il Fermio. Il suo analogo nella serie dei lantanidi è l' olmio .

Proprietà fisiche

L'einsteinio è un metallo radioattivo con un punto di fusione di 860 ° C, un punto di ebollizione di 996 ° C e una densità di 8,84 g / cm ³ . Cristallizza nel sistema cristallino cubico nel gruppo spaziale Fm 3 m (gruppo spaziale n. 225) con il parametro reticolare a  = 575 pm, che corrisponde a un reticolo cubico a facce centrate (fcc) o a un impaccamento cubico più vicino di sfere con la sequenza di impilamento ABC. La radioattività è così forte che distrugge la griglia metallica. Il metallo è bivalente e ha una volatilità notevolmente elevata.Modello: gruppo di stanze / 225

Proprietà chimiche

Come tutti gli attinidi, l'Einsteinio è molto reattivo. Lo stato di ossidazione trivalente è più stabile in soluzione acquosa , ma sono noti anche composti bivalenti e tetravalenti. I composti bivalenti potrebbero già essere rappresentati come solidi; lo stato tetravalente potrebbe già essere postulato durante il trasporto chimico in quantità traccianti, ma si attende ancora una conferma definitiva. Le soluzioni acquose con ioni Es ³⁺ sono di colore rosa pallido.

istruzioni di sicurezza

Le classificazioni secondo il regolamento CLP non sono disponibili perché includono solo il rischio chimico e svolgono un ruolo del tutto subordinato rispetto ai pericoli basati sulla radioattività . Quest'ultimo si applica anche solo se la quantità di sostanza coinvolta è rilevante.

uso

L'einsteinio è utilizzato principalmente nella produzione di elementi transuranici superiori e transactinidi . Altrimenti, il metallo e i suoi composti vengono estratti principalmente in piccole quantità per scopi di studio.

link

→ Categoria: connessione Einsteinium

Lo studio dei composti dell'einsteinio è limitato da diversi fattori:

• L'isotopo più facilmente disponibile, ^253, è disponibile solo una o due volte l'anno su una scala di microgrammi.
• Gli ordini a lungo raggio nei solidi vengono distrutti molto rapidamente dall'intensa radiazione alfa generata in un'emivita di circa 20 giorni .
• Il decadimento radioattivo produce gli isotopi ²⁴⁹ Bk e ²⁴⁹ Cf, che contaminano rapidamente il campione. Il tasso è di circa il 3% al giorno.

${\ displaystyle \ mathrm {^ {253} _ {\ 99} Es \ {\ xrightarrow [{20 \ d}] {\ alpha}} \ _ {\ 97} ^ {249} Bk \ {\ xrightarrow [{314 \ d}] {\ beta ^ {-}}} \ _ {\ 98} ^ {249} Cf}}$

ossidi

L'ossido di Einsteinio (III)  (Es ₂ O ₃ ) è stato ottenuto calcinando il corrispondente nitrato in quantità inferiori al microgrammo. Il parametro reticolare del cristallo cubico a corpo centrato è 1076,6 (6)  pm . Sono anche note una struttura di ossido di lantanio (III) monoclina ed esagonale .

ossialogenuri

Sono  noti gli ossialogenuri Einsteinio (III) ossicloruro (EsOCl), Einsteinio (III) ossibromuro  (EsOBr) e Einsteinio (III) ossiioduro  (EsOI). L'ossicloruro di Einsteinio (III) ha una struttura tetragonale del tipo PbFCl.

alogenuri

Einsteinio (III) ioduro (EsI ₃ ), fotografato in luce trasmessa

Gli alogenuri sono noti per i loro stati di ossidazione +2 e +3. Il livello più stabile +3 è noto per tutti i composti dal fluoro allo iodio ed è anche stabile in soluzione acquosa.

Il fluoruro di Einsteinio (III)  (EsF ₃ ) può essere preparato per precipitazione da soluzioni di cloruro di Einsteinio (III) con fluoruro, nonché da ossido di Einsteinio (III) per reazione con ClF ₃ o F ₂ a 1-2 atmosfere pressione e 300- 400°C. Non è stato possibile determinare la struttura cristallina, ma si presume che corrisponda al tipo LaF ₃ , come per il fluoruro di Berkelio (III)  (BkF ₃ ) e il fluoruro di Californio (III)  (CfF ₃ ) .

Il cloruro di Einsteinio (III)  (EsCl ₃ ) è un solido di colore arancione e forma una struttura esagonale del tipo UCl ₃ , l'atomo Es essendo coordinato 9 volte.

Il bromuro di Einsteinio (III)  (EsBr ₃ ) è un solido bianco-giallo e forma una struttura monoclina del tipo AlCl ₃ .

Lo ioduro di Einsteinio (III)  (EsI ₃ ) è un solido di colore ambrato e forma una struttura esagonale di tipo BiI ₃ .

I composti bivalenti dell'Einsteinio sono prodotti riducendo gli alogenuri trivalenti con l' idrogeno .

${\ displaystyle {\ ce {2 EsX3 + H2 -> 2 EsX2 + 2 HX}}}$

Per einsteinio (II) cloruro  (EsCl ₂ ), Einsteinio (II) bromuro  (EsBr ₂ ) e Einsteinio (II) ioduro  (EsI ₂ ), non sono noti dati cristallografici più dettagliati, ma sono noti i valori misurati delle bande di assorbimento.

letteratura

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• Caratterizzazione strutturale e spettroscopica di un complesso di Einsteinio

link internet

Wikizionario: Einsteinio  - spiegazioni di significati, origini delle parole, sinonimi, traduzioni

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• Nadja Podbregar: Nuova visione dell'elemento esotico Einsteinium , scinexx.de - 5 febbraio 2021
• L'elemento misterioso con 99 elettroni

Evidenze individuali

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4. ↑ I pericoli derivanti dalla radioattività non rientrano nelle proprietà da classificare secondo l'etichettatura GHS. Per quanto riguarda gli altri pericoli, questo elemento o non è stato ancora classificato o non è stata ancora trovata una fonte affidabile e citabile.
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