Livermori

element químic amb nombre atòmic 116

El livermori és un element sintètic de la taula periòdica el símbol del qual és Lv i el seu nombre atòmic és 116. Pertany al grup 16 dels calcògens i al 7è període. La seva configuració electrònica és [Rn] 6d10 7s2 7p4. Fou sintetitzat per un grup de científics russos i estatunidencs el 2000. El seu nom ve donat en honor del Laboratori Nacional Lawrence Livermore, a Livermore, Califòrnia, Estats Units, membres del qual participaren en el descobriment. S'han observat quatre isòtops, caps d'ells estable, per la qual cosa no s'han pogut fer a hores d'ara estudis experimentals sobre les seves propietats.[5]

Livermori
116Lv
moscovilivermoritennes
Po

Lv

(Usn)
Aspecte
Propietats generals
Nom, símbol, nombre livermori, Lv, 116
Categoria d'elements Desconeguda
(però probablement un metall del bloc p¡)
Grup, període, bloc 167, p
Pes atòmic estàndard [293]
Configuració electrònica [Rn] 5f14 6d10 7s2 7p4 (predit[1])
2, 8, 18, 32, 32, 18, 6(predit)
Configuració electrònica de livermori
Propietats físiques
Fase Sòlid (predit[1][2])
Densitat
(prop de la t. a.)
12,9 g·cm−3(predit[1])
Punt de fusió 637–780 K, 364–507 °C((extrapolat)[2])
Punt d'ebullició 1.035–1.135 K, 762–862 °C((extrapolat)[2])
Entalpia de fusió 7,61 kJ·mol−1((extrapolat)[2])
Entalpia de vaporització 42 kJ·mol−1 (predit[3])
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació −2,[4] +2, +4
(predit[1][3])
Energies d'ionització
(més)
1a: 723,6 kJ·mol−1 (predit[1])
2a: 1.331,5 kJ·mol−1 (predit[3])
3a: 2.846,3 kJ·mol−1 (predit[3])
Radi atòmic 183 pm(predit[3])
Radi covalent 162–166 pm (extrapolat)[2]
Miscel·lània
Nombre CAS 54100-71-9
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del livermori
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
293Lv sin 61 ms α 10,54 289Fl
292Lv sin 18 ms α 10,66 288Fl
291Lv sin 18 ms α 10,74 287Fl
290Lv sin 7,1 ms α 10,84 286Fl

HistòriaModifica

El 1999, investigadors del Laboratori Nacional Lawrence Livermore, a Livermore, Califòrnia, Estats Units, de la Universitat de Califòrnia a Berkeley, anunciaren el descobriment de l'element 116, en un article publicat a la revista Physical Review Letters.[6] En ell explicaren que el detectaren durant la desintegració d'un àtom de major nombre atòmic. L'any següent publicaren la seva retracció després de veure que no eren capaços de repetir l'experiment. Al juny del 2002, el director del laboratori anuncià que les dades de l'experiment havien estat falsejats pel seu autor principal Victor Ninov.

 
Iuri Oganessian (1933) en un segell d'Armènia on es representen els quatre elements químics que descobriren els seus grups de recerca, el copernici, el flerovi, el livermori i l'oganessó, anomenat en honor a ell.

Al juny del 2000, un equip de l'Institut Unificat de Recerca Nuclear, a la ciutat de Dubna, Rússia, dirigit pels científics russos Iuri Oganessian (1933) i Vladimir Utyonkov i l'estatunidenc Kenton J. Moody, realitzaren experiments que els permeteren observar la desintegració α de l'isòtop 292116, per donar flerovi 288, que s'havia produït en la reacció de fusió d'un nucli de curi 248 en ser bombardejat amb cations de calci 48 accelerats en un ciclotró.

 
 

El livermori 292 té un període de semidesintegració de 18 ms (0,018 segons). Després d'això té un decaïment-α en flerovi 288, seguit de dos més consecutius en altres àtoms de menor nombre atòmic per més tard tenir una fissió espontània.[7]

 
Cadena de desintegració de l'oganessó 294 que dona livermori 290. En groc si sofreixen desintegracions alfa, en verd fissions espontànies que rompen la cadena La proporció de la superfície de color indica el percentatge en cas de dues vies de desintegració.

El 2 de maig de 2001, el mateix institut informà de la síntesi d'un segon àtom en la seva quarta ronda d'estudis, i que les propietats confirmaven una regió de l'estabilitat "augmentada", encara que són acreditats de gran qualitat, la confirmació d'aquests resultats estan encara pendents per manca d'estudis, entre ells un estudi amb raigs X que provi la connexió entre les reaccions i descendents. A l'octubre de 2006 anunciaren que, en tres ocasions, bombardejant àtoms de californi 249 amb cations de calci 48 produïen oganessó (element 118), que posteriorment dequeia a livermori 290 en 0,89 ms.[8] Aquesta observació confirmà la síntesi de l'element 116.

 
Logotip del Laboratori Nacional Lawrence Livermore, situat a la ciutat de Livermore, Califòrnia. Fou inaugurat el 1952 com a part del Laboratori Nacional de Lawrence Berkeley. El 1971 es constituí com a centre autònom i el 1981 fou declarat laboratori nacional.

 
 
El 8 de desembre de 2011, la divisió de Química Inorgànica de la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC) aprovà el nom definitiu livermori, símbol Lv, en honor del Laboratori Nacional Lawrence Livermore perquè el descobriment s'havia fet amb material essencial subministrat per aquest centre de recerca i perquè amb els seus científics han participat en moltes àrees de la ciència nuclear: la investigació de les propietats de fissió dels elements més pesants, inclòs el descobriment de la fissió bimodal i l’estudi dels raigs gamma ràpids emesos per fragments de fissions nuclears; la investigació d'isòmers i nivells isomèrics en molts nuclis; i la investigació de les propietats químiques dels elements més pesants. Els científics d'aquest centre han col·laborat en el descobriment dels sis elements químics més pesants: nihoni, flerovi, moscovi, livermori, tennes i oganessó.[9]

PropietatsModifica

 
Configuració electrònica del livermori per capes. Els electrons en vermell són electrons desaparellats.

Gràcies a la posició del livermori a la taula periòdica es poden fer algunes prediccions. Es troba dins del grup 16, conegut com el dels calcògens, que també conté oxigen, sofre, seleni, tel·luri i poloni. Igual que els altres del seu grup, es preveu que tingui sis electrons a la capa de valència, amb una configuració electrònica de [Rn] 6d10 7s2 7p4. No obstant això, els electrons dels elements superpesants es mouen molt més ràpidament que els dels àtoms més lleugers. Com a resultat, s’espera que els nivells d’energia d’electrons 7s i 7p siguin molt estables, especialment els 7s a causa de l’efecte parell inert. També s’espera que dos dels electrons de 7p siguin més estables que altres quatre. El resultat és que és probable que s’afavoreixi l’estat d’oxidació +2. També hi hauria d’haver un estat d’oxidació +4 accessible, tot i que probablement només s’aconseguiria amb lligands molt electronegatius com el fluor (per exemple, tetrafluorur de livermori LvF4). Per contra, l’estat d’oxidació +6 (observat per a la resta d’elements d’aquest grup de l’oxigen) és poc probable que es produeixi a causa de la dificultat d’eliminar els electrons 7s. Hom observa patrons de comportament comparables al poloni, que esperaríem tenir una química molt similar. La classe més estable de compostos de poloni són els polonurs, per exemple el polonur de sodi Na2Po, de manera que en teoria el livermorur de sodi Na2Lv i els seus anàlegs haurien de ser assolibles, tot i que encara estan per sintetitzar.[10]

Els experiments realitzats el 2011 mostraren que els hidrurs 213BiH3 i 212mPoH2 eren sorprenentment estables tèrmicament. S'esperava que LvH2 seria menys estable que l'hidrur de poloni, molt més lleuger, però la seva investigació química seria possible en la fase gasosa, si es pot trobar un isòtop prou estable.[10]

IsòtopsModifica

Article principal: Isòtops del livermori

Des de la primera síntesi del livermori 292, amb un període de semidesintegració t1/2 = 18 ms, s'ha confirmat l'observació d'altres tres isòtops de nombres màssics 290, 291 i 293. L'isòtop més pesant, el livermori 293, és el més estable (t1/2 = 53 ms). El livermori 291 té un període de semidesintegració t1/2 = 6,3 ms i el livermori 290 t1/2 = 15 ms. Tots ells es desintegren mitjançant emissió d'una partícula alfa en els respectius isòtops de flerovi.[11]

AplicacionsModifica

Per la seva inestabilitat, vida mitjana tan reduïda i dificultat d'obtenció, són nul·les les aplicacions industrials, comercials o propagandístiques d'aquest element superpesant, i la seva aplicació es relega només a la investigació científica.

ReferènciesModifica

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Haire, Richard G. «Transactinides and the future elements». A: The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media, 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Bonchev, Danail; Kamenska, Verginia «Predicting the Properties of the 113–120 Transactinide Elements». J. Phys. Chem., 85, 1981, pàg. 1177–1186. DOI: 10.1021/j150609a021.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Fricke, Burkhard «Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties». Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry, 21, 1975, pàg. 89–144. DOI: 10.1007/BFb0116498.
  4. Thayer, John S. Chemistry of heavier main group elements, 2010, p. 83. DOI 10.1007/9781402099755_2. 
  5. «Flevorio y Livermorio, nuevos elementos de la tabla periódica» (en castellà). europapress.es, 01-12-2011. [Consulta: 27 maig 2014].
  6. Ninov, V.; Gregorich, K. E.; Loveland, W.; Ghiorso, A.; Hoffman, D. C. «Observation of Superheavy Nuclei Produced in the Reaction of $^{86}Kr$ with $^{208}Pb$». Physical Review Letters, 83, 6, 09-08-1999, pàg. 1104–1107. DOI: 10.1103/PhysRevLett.83.1104.
  7. Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Lobanov, Yu. V.; Abdullin, F. Sh.; Polyakov, A. N. «Observation of the decay of 292116». Physical Review C, 63, 1, 06-12-2000, pàg. 011301. DOI: 10.1103/PhysRevC.63.011301.
  8. Oganessian, Yu. Ts. [et al]. «Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions». Physical Review C, 74, 2006, pàg. 044602. DOI: 10.1103/PhysRevC.74.044602.
  9. «Livermorium». Lawrence Livermore National Laboratory. [Consulta: 18 octubre 2021].
  10. 10,0 10,1 Day, Kat «Uuh? No. It's livermorium!» (en anglès). Nature Chemistry, 8, 9, 2016-09, pàg. 896–896. DOI: 10.1038/nchem.2593. ISSN: 1755-4349.
  11. «Nudat 2». National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. [Consulta: 18 octubre 2021].

Enllaços externsModifica