Meitnerium

Nykymaailmassa Meitnerium on jatkuvan kiinnostuksen ja keskustelun aihe. Ajan myötä sen merkitys on kasvanut ja se on vaikuttanut yhteiskunnan eri sektoreihin. Henkilökohtaiselta tasolta ammattitasolle Meitnerium on osoittautunut ratkaisevaksi pisteeksi, jota ei voida sivuuttaa. Sen vaikutus on levinnyt kaikkiin maailman kolkkiin vaikuttaen kaiken ikäisiin, kulttuureihin ja olosuhteisiin. Tässä artikkelissa tutkimme yksityiskohtaisesti Meitnerium:n eri puolia ja sitä, kuinka se on muokannut ja edelleen muokkaa todellisuutemme.

Hassium ← Meitnerium → Darmstadtium
Ir
↑
Mt
↓
-  
 
 

Yleistä
Nimi Meitnerium
Tunnus Mt
Järjestysluku 109
Luokka siirtymämetalli
Lohko d-lohko
Ryhmä 9
Jakso 7
Löytövuosi, löytäjä 1982, Peter Armbrusterin ja Gottfried Münzenbergin ryhmä
Atomiominaisuudet
Atomipaino (Ar)(278)
Orbitaalirakenne5f146d77s2
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto
Muuta
Ominaislämpökapasiteetti luotettavaa dataa ei saatavissa kJ/(kg K)
CAS-numero54038-01-6
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa

Meitnerium on radioaktiivinen siirtymäalkuaineisiin kuuluva keinotekoinen metallimainen alkuaine. Sen kemiallinen merkki on Mt ja järjestysluku 109.[1] Väristä ei ole täyttä varmuutta, mutta luultavimmin se on hopean vaaleaa tai harmaata [2]. Kemiallisia kokeita meitneriumille ei ole tehty, minkä vuoksi yhtäkään alkuaineen perusominaisuutta ei ole määritetty kokeellisesti. Tiedot perusominaisuuksista perustuvat näin ollen vain teoreettisiin laskelmiin. [3]

Meitneriumin vakaimman isotoopin 278Mt puoliintumisaika on noin 5 sekuntia [1][2].

Historia

Peter Armbrusterin ja Gottfried Münzenbergin johtama saksalainen tutkijaryhmä löysi meitneriumin vuonna 1982 Gesellschaft für Schwerionenforschung -tutkimuslaitoksessa (GSI) Darmstadtissa Saksassa[2][3]. Armbruster ryhmänsä kanssa valmisti yhden atomin meitnerium-266-isotooppia pommittamalla vismutin isotooppia 209Bi raudan isotoopin 58Fe ytimillä lineaarista kiihdytintä käyttämällä [4].

Meitnerium-266-isotoopin fuusioitumisen reaktioyhtälö:

209Bi + 58Fe → 266Mt + 1n   [5]

Muodostuneen meitnerium-266-isotoopin puoliintumisaika on noin 3 millisekuntia[1]. Löydös vahvistettiin kolme vuotta myöhemmin Dubnassa Joint institute for Nuclear Research tutkimuslaitoksessa [1][6]. Kuusi vuotta myöhemmin valmistettiin samaa isotooppia kaksi atomia [7]

Meitnerium sai nimensä vuonna 1997 itävaltalais-ruotsalaisen fyysikon Lise Meitnerin mukaan [1]. Sen väliaikainen, IUPAC:n mukainen, nimi ennen virallista nimeämistä oli unnilennium (Une) [8].

Ominaisuudet

Meitnerium on keinotekoinen alkuaine. Oletettavasti huoneenlämpötilassa (298 K) meitnerium esiintyy kiinteänä. Väriltään se on todennäköisesti hopeanvaaleaa tai harmaata. Meitnerium kuuluu jaksollisessa järjestelmässä ryhmään 9 ja jaksoon 7 sekä d-lohkoon.[5] Ainuttakaan meitneriumin perusominaisuutta ei ole vielä määritetty kokeellisesti, vaan nämä perustuvat laskennallisiin arvioihin[3].

Elektronikuoren rakenne [4]:

1s2

2s2 2p6

3s2 3p6 3d10

4s2 4p6 4d10 4f14

5s2 5p6 5d10 5f14

6s2 6p6 6d7

7s2

Vuoteen 2016 mennessä meitneriumia ei ole käytetty muissa kuin tutkimustarkoituksissa ja sitä on valmistettu muutamia atomeja. Todennäköisesti sitä ei koskaan tulla eristämään silmin havaittavia määriä.[2] Tämä johtuu siitä, että meitnerium hajoaa erittäin nopeasti alfahiukkasten emissiolla[5]. Meitneriumilla ei ole biologisia käyttökohteita ja radioaktiivisuutensa takia se on myös myrkyllistä [8].

Meitneriumin atomimassa on 268 u ja sen kovalenttinen säde on 1,29 Å[1]. Meitneriumin laskettu tiheys huoneenlämpötilassa on 37,4 g/cm3. Se on toiseksi suurin tunnetuista alkuaineiden tiheyksistä.[8]

Isotoopit

Meitneriumilla on viisitoista isotooppia, joista kaikki ovat radioaktiivisia[8]. Puoliintumisaika tiedetään yhdeksälle näistä isotoopeista. Vakain isotooppi on 278Mt, jonka puoliintumisaika on noin 5 sekuntia. Suurin osa meitneriumin isotoopeista hajoaa alfahajoamisen (α) kautta, mutta osa isotoopeista hajoaa spontaanin fission (SF) kautta pienemmiksi ytimiksi.[1]

Taulukko 2. Meitneriumin tunnettuja isotooppeja, niiden atomimassat, puoliintumisajat ja hajoamistavat.[1]

Isotooppi Atomimassa (u) Puoliintumisaika Hajoamistapa
266Mt 266,137 ~ 3 ms α, SF
267Mt 267,137 19 ms α
268Mt 268,139 ~ 0,02 s α
270Mt 270,140 ~ 0,8 s α
274Mt 274,147 ~ 0,4 s α
275Mt 275,149 ~ 9,7 ms α
276Mt 276,152 ~ 0,6 s α
277Mt 277,153 ~ 5 ms SF
278Mt 278,156 ~ 5 s  

Lähteet

  1. ↑ a b c d e f g h W. M. Haynes, toim., CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition (Internet Version 2017), CRC Press/Taylor & Francis, Boca Raton, FL
  2. ↑ a b c d Chemical Data. Meitnerium – Mt, Royal Chemical Society http://www.rsc.org/periodic-table/element/109/meitnerium
  3. ↑ a b c Panetta, Daniele, Heinz Gäggeler, Michael Steppert, Tobias L. Ross, Sönke Szidat, Cathy S. Cutler, Guerra, Alberto Del, Christoph Düllmann, Klaus Eberhardt & Norman Edelstein, Modern Applications, muok. Daniele Panetta, ym., De Gruyter, 2016. s. 327, ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/tut/detail.action?docID=4644589
  4. ↑ a b The Element Meitnerium Jefferson Lab. Thomas J. National Accelerator Facility – Office of Science Education. (englanniksi)
  5. ↑ a b c Winter M. J.: Meitnerium – 109Mt: the essentials WebElements. (englanniksi)
  6. ↑ Barber, R. C., Greenwood, N. N., Hrynkiewicz, A. Z., Jeannin, Y. P., Lefort, M., Sakai, M., Ulehla, I., Wapstra, A. P. & Wilkinson, D. H.: Discovery of the transfermium elements. Pure and Applied Chemistry, 1993, s. 1757–1814. Artikkelin verkkoversio. (pdf) (englanniksi)
  7. ↑ Greenwood, N. N. Earnshaw, A.: Chemistry of the Elements. (2. painos) Määritä julkaisija! Teoksen verkkoversio. (englanniksi)
  8. ↑ a b c d ThoughtCo, Meitnerium Facts – Mt or Element 109, Ph.D. Helmenstine A. M., https://www.thoughtco.com/meitnerium-facts-mt-or-element-109-3865911

Aiheesta muualla