Tennessine | radioaktiivinen superraskas ihmisen valmistama kemiallinen alkuaine
Tennessiini (aiemmin Ununseptium, joka tarkoittaa latinaksi "yksi-yksi-seitsemän-iumia") on radioaktiivinen superraskas ihmisen valmistama kemiallinen alkuaine. Sen symboli on Ts ja järjestysluku 117. Se on kaikista alkuaineista toiseksi raskain ja toiseksi viimeinen alkuaine. Se kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 17, jossa ovat halogeenit. Sen ominaisuuksia ei vielä täysin tunneta, mutta se on todennäköisesti metalloidi. Venäläiset ja yhdysvaltalaiset tutkijat ilmoittivat tennessiinin löytymisestä vuonna 2010. He tekivät yhteistyötä, ja se on uusin löydetty alkuaine vuonna 2019. Se on nimetty Tennesseen osavaltion mukaan, eikä sillä ole muita käyttötarkoituksia kuin tutkimus.
Historia
Ennen löytämistä
Vuonna 2004 Dubnassa, Moskovan alueella Venäjällä sijaitseva Joint Institute for Nuclear Research (JINR) -ryhmä suunnitteli kokeen alkuaineen 117 luomiseksi. Tätä varten heidän oli sulatettava alkuaineet berkelium (alkuaine 97) ja kalsium (alkuaine 20). Yhdysvaltalainen Oak Ridge National Laboratoryn ryhmä, joka on maailman ainoa berkeliumin tuottaja, oli kuitenkin lopettanut berkeliumin valmistuksen joksikin aikaa. Niinpä he loivat alkuaineen 118 käyttämällä ensin kaliforniumia (alkuaine 98) ja kalsiumia.
Venäläisryhmä halusi käyttää berkeliumia, koska kokeessa käytetyssä kalsiumin isotoopissa, kalsium-48:ssa, on 20 protonia ja 28 neutronia. Tämä on kevyin vakaa tai lähes vakaa ydin (atomin keskus), jossa on paljon enemmän neutroneja kuin protoneja. Sinkki-68 on toiseksi kevyin tällainen ydin, mutta se on kalsium-48:aa raskaampi. Koska tennessiinissä on 117 protonia, tarvitaan toinen atomi, jossa on 97 protonia, jotta se voidaan yhdistää kalsiumatomiin, ja berkeliumissa on 97 protonia.
Kokeessa berkeliumista tehdään kohde, ja kalsiumia ammutaan säteenä berkelium-kohteeseen. Kalsiumsäde luodaan Venäjällä poistamalla luonnollisesta kalsiumista pieni määrä kalsium-48:aa kemiallisin keinoin. Kokeen jälkeen syntyvä ydin on raskaampi ja lähempänä vakauden saareketta. Tämä on ajatus siitä, että jotkin hyvin raskaat atomit voivat olla varsin stabiileja.
Tennessinen löytö
Vuonna 2008 yhdysvaltalainen tiimi aloitti uudelleen berkeliumin luomisen, ja he kertoivat siitä venäläiselle tiimille. Ohjelmassa valmistettiin 22 milligrammaa berkeliumia, ja tämä riittää kokeeseen. Pian sen jälkeen berkelium jäähdytettiin 90 päivässä ja siitä tehtiin puhtaampaa kemiallisin keinoin vielä 90 päivässä. Berkeliumkohde oli vietävä nopeasti Venäjälle, koska käytetyn berkeliumin isotoopin, berkelium-249:n, puoliintumisaika on vain 330 päivää. Toisin sanoen 330 päivän kuluttua puolet berkeliumista ei ole enää berkeliumia. Itse asiassa, jos koetta ei olisi aloitettu kuusi kuukautta kohteen valmistamisen jälkeen, se olisi peruttu, koska berkeliumia ei ollut tarpeeksi kokeeseen. Kesällä 2009 kohde pakattiin viiteen lyijykonttiin ja lähetettiin kaupallisella lennolla New Yorkista Moskovaan.
Molempien joukkueiden oli kohdattava byrokraattinen este Amerikan ja Venäjän välillä ennen kuin ne lähettivät berkelium-kohteen, jotta se saapuisi Venäjälle ajoissa. Ongelmia oli kuitenkin edelleen: Venäjän tulli ei päästänyt berkeliumkohtaa maahan kahdesti puuttuvien tai puutteellisten papereiden vuoksi. Vaikka kohde ylitti Atlantin valtameren viisi kertaa, koko matka kesti vain muutaman päivän. Kun kohde lopulta saapui Moskovaan, se lähetettiin Dimitrovgradiin, Uljanovskin alueelle. Siellä kohde asetettiin ohuen titaanikalvon (kerroksen) päälle. Tämä kalvo lähetettiin sitten Dubnaan, jossa se asetettiin JINR-hiukkaskiihdyttimen sisälle. Tämä hiukkaskiihdytin on maailman tehokkain hiukkaskiihdytin, jolla luodaan erittäin raskaita alkuaineita.
Kokeilu alkoi kesäkuussa 2009. Tammikuussa 2010 Flerovin ydinreaktioiden laboratorion tutkijat ilmoittivat laboratoriossaan, että he olivat löytäneet uuden alkuaineen, jonka järjestysluku on 117, hajoamisen kahden hajoamisketjun avulla. Pariton isotooppi tekee 6 alfahajoamista ennen spontaania (äkillistä) fissiota. Pariton-pari-isotooppi tekee 3 alfahajoamista ennen fissiota. Virallinen raportti julkaistiin 9. huhtikuuta 2010 Physical Review Letters -lehdessä. Se osoitti, että hajoamisketjuissa mainitut isotoopit olivat294 Ts ja293 Ts. Isotoopit valmistettiin seuraavasti:
249Bk +48 Ca →297 Ts* →294 Ts + 3 n (1 tapahtuma)
249Bk +48 Ca →297 Ts* →293 Ts + 4 n (5 tapahtumaa).
Berkelium-kohde, jota käytetään tennessiinin synteesiin, liuoksena.
Kemia
Tennessiinin kemiaa ei tällä hetkellä tunneta. Kemistit voivat kuitenkin ennustaa, millainen alkuaine olisi muiden halogeenien kemian avulla. Tennessiinin oletetaan todennäköisesti kuuluvan jaksollisen järjestelmän ryhmään 17, viiden halogeenin: fluorin, kloorin, bromin, jodin ja astatiinin alapuolelle. Jokaisella niistä on seitsemän valenssielektronia. Koska tennessiini on jaksollisen järjestelmän seitsemännessä jaksossa (rivillä), halogeeniryhmässä alaspäin mentäessä sen valenssielektronikonfiguraatio olisi 7s 7p25 , ja sen odotettaisiin siksi käyttäytyvän monin tavoin kuten halogeenit.
Käyttää
Tennessiinille ei ole käyttötarkoituksia, koska se on lyhytikäinen ja radioaktiivinen.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on Tennessinin symboli?
V: Tennessinen symboli on Ts.
K: Mikä on Tennessiinin järjestysluku?
V: Tennessiinin järjestysluku on 117.
K: Mihin jaksollisen järjestelmän ryhmään Tennessine kuuluu?
V: Tennessiini kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 17, jossa ovat halogeenit.
K: Mitä ominaisuuksia sillä on?
V: Sen ominaisuuksia ei vielä täysin tunneta, mutta se on todennäköisesti metalloidi.
K: Kuka löysi tennessiinin ja milloin siitä ilmoitettiin?
V: Tennessiinin löysivät venäläiset ja yhdysvaltalaiset tutkijat, ja siitä ilmoitettiin vuonna 2010.
K: Käytetäänkö sitä tällä hetkellä muuhun kuin tutkimustarkoituksiin?
V: Ei, vuodesta 2019 lähtien tennessiinille ei ole muita käyttötarkoituksia kuin tutkimustarkoitukset.
K: Mistä se on saanut nimensä?
V: Tenessine sai nimensä Tennesseen osavaltion mukaan.
