Введение
Мейтнерий — синтетический химический элемент с символом Mt и атомным номером 109. Это чрезвычайно радиоактивный синтетический элемент (элемент, который не встречается в природе, но может быть создан в лабораторных условиях). Самый стабильный известный изотоп, мейтнерий-278, имеет период полураспада 4,5 секунды, хотя неподтвержденный мейтнерий-282 предположительно обладает более длительным периодом полураспада — 67 секунд. Впервые этот элемент был синтезирован в 1982 году в Центре исследований тяжелых ионов GSI Helmholtz близ Дармштадта (Германия). Он назван в честь Лизы Майтнер. В периодической таблице мейтнерий относится к трансактинидам d-блока. Он является элементом 7-го периода и помещен в 9-ю группу, хотя химические эксперименты, подтверждающие его поведение как более тяжелого гомолога иридия в этой группе, как седьмого элемента 6d-серии переходных металлов, пока не проводились. Расчеты показывают, что мейтнерий должен обладать свойствами, схожими со свойствами его более легких гомологов — кобальта, родия и иридия.
Введение
Сверхтяжёлый элемент
Изотопы
У мейтнерия нет стабильных или встречающихся в природе изотопов. Несколько радиоактивных изотопов были синтезированы в лаборатории либо путем слияния двух атомов, либо при наблюдении за распадом более тяжелых элементов. Сообщалось о существовании восьми различных изотопов мейтнерия с массовыми числами 266, 268, 270 и 274–278, два из которых – мейтнерий-268 и мейтнерий-270 – имеют неподтвержденные метастабильные состояния. Девятый изотоп с массовым числом 282 остается неподтвержденным. Большинство из них распадаются преимущественно посредством альфа-распада, хотя некоторые подвергаются спонтанному делению.
Химические
Мейтнерий — седьмой элемент 6d-серии переходных металлов и, вероятно, будет обладать свойствами, схожими с металлами платиновой группы. Предполагается, что атомный радиус мейтнерия составит около 128 пм.
Экспериментальная химия
Метниерий – первый элемент в периодической таблице, химия которого еще не исследована. Недвусмысленное определение химических характеристик мейтнерия до сих пор не установлено. В 2002–2003 годах в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли была предпринята попытка синтезировать изотоп 271Mt для возможного химического исследования мейтнерия, поскольку ожидалось, что он может быть более стабильным, чем соседние изотопы, из-за наличия 162 нейтронов – магического числа для деформированных ядер; его период полураспада был предсказан в несколько секунд, что достаточно для проведения химического исследования. Этот изотоп мейтнерия в настоящее время неизвестен. В качестве предварительного шага к определению химических свойств мейтнерия, в GSI была предпринята попытка сублимации соединений родия – оксида родия(III) (Rh2O3) и хлорида родия(III) (RhCl3). Однако макроскопические количества оксида не сублимировались до 1000 °C, а хлорида – до 780 °C, и только в присутствии частиц углеродного аэрозоля: эти температуры слишком высоки для применения к мейтнерию, поскольку большинство современных методов исследования химии сверхтяжелых элементов не работают при температурах выше 500 °C. После успешного синтеза гексакарбонила сеаборгия, Sg(CO)6, в 2014 году были проведены исследования со стабильными переходными металлами 7–9 групп, что позволило предположить возможность расширения образования карбонилов для дальнейшего изучения химии ранних 6d-переходных металлов от рутерфордия до мейтнерия включительно. Тем не менее, короткий период полураспада и сложные реакции синтеза затрудняют доступ к мейтнерию для радиохимиков, хотя изотопы 278Mt и 276Mt имеют достаточно длительный период полураспада для проведения химических исследований и могут быть получены в цепочках распада 294Ts и 288Mc соответственно. 276Mt, вероятно, более пригоден, поскольку для производства теннессина требуется редкая и относительно недолговечная мишень из беркелия. Изотоп 270Mt, наблюдаемый в цепи распада 278Nh с периодом полураспада 0,69 секунды, также может быть достаточно долговечным для химических исследований, хотя потребуется прямой путь синтеза, ведущий к этому изотопу, и более точные измерения его характеристик распада.
The Lawrence Berkeley National Laboratory attempted to synthesize the isotope 271Mt in 2002–2003 for a possible chemical investigation of meitnerium, because it was expected that it might be more stable than nearby isotopes due to having 162 neutrons, a magic number for deformed nuclei; its half life was predicted to be a few seconds, long enough for a chemical investigation. this isotope of meitnerium is currently unknown. In a preliminary step towards determining the chemical properties of meitnerium, the GSI attempted sublimation of the rhodium compounds rhodium(III) oxide (Rh2O3) and rhodium(III) chloride (RhCl3). However, macroscopic amounts of the oxide would not sublimate until 1000 °C and the chloride would not until 780 °C, and then only in the presence of carbon aerosol particles: these temperatures are far too high for such procedures to be used on meitnerium, as most of the current methods used for the investigation of the chemistry of superheavy elements do not work above 500 °C. Following the 2014 successful synthesis of seaborgium hexacarbonyl, Sg(CO)6, studies were conducted with the stable transition metals of groups 7 through 9, suggesting that carbonyl formation could be extended to further probe the chemistries of the early 6d transition metals from rutherfordium to meitnerium inclusive. Nevertheless, the challenges of low half lives and difficult production reactions make meitnerium difficult to access for radiochemists, though the isotopes 278Mt and 276Mt are long lived enough for chemical research and may be produced in the decay chains of 294Ts and 288Mc respectively. 276Mt is likely more suitable, since producing tennessine requires a rare and rather short lived berkelium target. The isotope 270Mt, observed in the decay chain of 278Nh with a half life of 0.69 seconds, may also be sufficiently long lived for chemical investigations, though a direct synthesis route leading to this isotope and more precise measurements of its decay properties would be required.