Roentgeni

element químic amb nombre atòmic 111

El roentgeni és l'element químic sintètic de símbol Rg i nombre atòmic 111. Forma part del 7è període de la taula periòdica i del grup 11. La massa atòmica dels isòtops que s'ha aconseguit sintetitzar és de 272, el que el fa un àtom superpesant. L'únic isòtop del qual té una vida de 15 ms fins que es converteix en un àtom de meitneri. Donada la seva presència al grup 11 és un metall de transició i com a tal se suposa que és metàl·lic i sòlid.

Roentgeni
111Rg
darmstadtiroentgenicopernici
Au

Rg

(Uht)
Aspecte
Platejat (predit)[1]
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Roentgeni, Rg, 111
Categoria d'elements Desconeguda
(però probablement un metall de transició)
Grup, període, bloc 117, d
Pes atòmic estàndard [281]
Configuració electrònica [Rn] 5f14 6d9 7s2
(predit)[1][2]
2, 8, 18, 32, 32, 17, 2
(predit)
Configuració electrònica de Roentgeni
Propietats físiques
Fase Sòlid (predit[3])
Densitat
(prop de la t. a.)
28,7 (predit)[2] g·cm−3
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 5, 3, 1, −1 (predit)[2][4]
Energies d'ionització
(més)
1a: 1.022,7 (estimat)[2] kJ·mol−1
2a: 2.074,4 (estimat)[2] kJ·mol−1
3a: 3.077,9 (estimat)[2] kJ·mol−1
Radi atòmic 138 (predit)[2][4] pm
Radi covalent 121 (estimat)[5] pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Cúbica centrada en el cos (predit)[3]
Roentgeni té una estructura cristal·lina cúbica centrada en el cos
Nombre CAS 54386-24-2
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del roentgeni
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
282Rg sin 0,5 s α 9,00 278Mt
281Rg[6] sin 26 s FE (90%)
α (10%) 277Mt
280Rg sin 3,6 s α 9,75 276Mt
279Rg sin 0,17 s α 10,37 275Mt
Només s'inclouen els isòtops de semivida superior als 0,1 segons

HistòriaModifica

 
Taula periòdica amb la casella del roentgeni destacada al GSI.
 
Wilhelm Conrad Röntgen.

El roentgeni fou sintetitzat el 8 de desembre de 1994 per un equip internacional dirigit pel físic nuclear alemany Sigurd Hofmann (1944) en els laboratoris de la Societat per a la Investigació en Ions Pesants (GSI) a Darmstadt, Hessen, Alemanya,[7] i es confirmà el 2003 mitjançant un experiment independent dut a terme per investigadors de l'accelerador lineal RIKEN del Japó.[8]

El 1986, científics russos de l'Institut de Recerca Nuclear de Dubnà (JINR), Rússia, havien intentat obtenir-lo per bombardeig de bismut amb níquel, però no aportaren proves suficients d'haver aconseguit sintetitzar el nou element. Tanmateix, l'equip alemany aconseguí sintetitzar 3 àtoms de l'isòtop 272, amb una vida mitjana d'1,5 mil·lisegons. L'estratègia utilitzada consistí a bombardejar bismut 209 amb ions de níquel 64, buscant que els ions de níquel penetressin fins al nucli del bismut i es fusionessin per a donar un nou element més pesant. Aquest bombardeig havia de fer-se controlant l'energia del bombardeig d'ions níquel, ja que un excés d'energia permetria accedir al nucli de bismut i fissionar-lo o, per contra, un defecte d'energia provocaria que no fos capaç de superar les repulsions i el níquel no assoliria el nucli. La reacció fou:[8]

 

El mateix núclid fou obtingut al Laboratori Nacional de Lawrence Berkeley bombardejant amb cations de coure 65 nuclis de plom 208:[9]

 

L'1 de novembre de 2004, la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC) aprovà el nom de roentgeni, símbol Rg, en honor del físic alemany Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923), descobridor dels raigs X el 1895 i primer guardonat amb el Premi Nobel de Física en 1901.[8]

PropietatsModifica

Grup 11
Període
4 29
Cu
5 47
Ag
6 79
Au
7 111
Rg

El roentgeni s'ha calculat que té configuració electrònica  , i, per la seva posició a la taula periòdica, pertany al grup dels metalls nobles per excel·lència: coure, argent i or (grup 11); s'ha predit que en el seu estat elemental presenti color argentat i tingui una química equivalent als elements del grup més lleugers.[8] S'ha predit que tendrà estats d'oxidació +1, +3 i +5, essent el més estable el +1.[10]

La química aquosa de Rg(I) s'ha estudita en comparació amb la dels altres cations del grup 11: Au(I), Ag(I) i Cu(I). Utilitzant la teoria del funcional de la densitat, s'ha estudiat la formació de complexos de monoamines a partir d'ions aquo en la fase gasosa i es s'ha extrapolat a dissolucions aquoses. S'ha predit que el Rg(I) és un àcid de Lewis fort, més suau que Au(I). S'han estudiat els halogenur, cianur i isocianur. Així es preveu que el cianur de roentgeni(I)   tingui un enllaç més curt que el del cianur d'or(I)  , amb un caràcter covalent que sorgeix de l'estabilització relativista de l'orbital 7s.[11]

IsòtopsModifica

Del roentgeni se'n coneixen dotze isòtops que van dels nombre màssic 272 al 283. El roentgeni 272 té un període de semidesintegració de 2 ms i es desintegra per emissió d'una partícula α en meitneri 268. S'inicia així una llarga cadena de desintegració que finalitza en el plom 208, estable. La primera desintegració és:[12]

 

La majoria d'isòtops tenen períodes de semidesintegració de mil·lisegons o de pocs segons. L'isòtop conegut més estable és el roentgeni 283, que s'ha calculat teòricament que té un període de semidesintegració de 10 min.[13]

ReferènciesModifica

  1. 1,0 1,1 Turler, A. «Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements». Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 5, 2, 2004, pàg. R19–R25.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 Haire, Richard G. «Transactinides and the future elements». A: The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. 3a edició. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media, 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
  3. 3,0 3,1 Östlin, A.; Vitos, L. «First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals». Physical Review B, 84, 11, 2011. Bibcode: 2011PhRvB..84k3104O. DOI: 10.1103/PhysRevB.84.113104.
  4. 4,0 4,1 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 [Consulta: 4 octubre 2013].
  5. Chemical Data. Roentgenium - Rg, Royal Chemical Society
  6. Oganessian, Y. T.; Abdullin, F. S.; Alexander, C.; Binder, J.; Boll, R. A.; Dmitriev, S. N.; Ezold, J.; Felker, K.; Gostic, J. M. «Experimental studies of the 249Bk + 48Ca reaction including decay properties and excitation function for isotopes of element 117, and discovery of the new isotope 277Mt». Physical Review C, 87, 5, 2013. Bibcode: 2013PhRvC..87e4621O. DOI: 10.1103/PhysRevC.87.054621.
  7. Hofmann, S.; Ninov, V.; Heßberger, F. P.; Armbruster, P.; Folger, H. «The new element 111» (en anglès). Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei, 350, 4, 01-12-1995, pàg. 281-282. DOI: 10.1007/BF01291182. ISSN: 0939-7922.
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 Tobal, I.E. «Z = 111, roentgenio, Rg. Nuevo metal noble con propiedades sin descubrir». An. Quím., 115, 2, 2019, pàg. 173. Arxivat de l'original el 2020-02-07 [Consulta: 23 abril 2020].
  9. Matthias Schädel, Dawn Shaughnessy. The Chemistry of Superheavy Elements. Second edition. Berlín: Springer Science & Business Media, 2014. ISBN 978-3-642-37466-1. 
  10. Ahmed, Shakeel. Green and Sustainable Advanced Materials: Applications.. Newark: John Wiley & Sons, Incorporated, 2018. ISBN 978-1-119-52848-7. 
  11. Demissie, Taye B. «Roentgenium generation» (en anglès). Nature Chemistry, 10, 9, 2018-09, pàg. 992–992. DOI: 10.1038/s41557-018-0131-7. ISSN: 1755-4330.
  12. «Isotope data for roentgenium-272 in the Periodic Table». [Consulta: 2 març 2023].
  13. Emsley, John. Nature's Building Blocks : an a-Z Guide to the Elements.. 2a edició. Oxford: Oxford University Press, Incorporated, 2011. ISBN 978-0-19-257046-8. 

Enllaços externsModifica