Faktet e Seaborgium – Simboli Sg ose Numri Atomik 106

Seaborgium është element kimik, një metal tranzicioni sintetik, shumë radioaktiv me numër atomik 106 dhe simbol Sg. Ai i përket grupit 6 të tabelës periodike dhe është anëtari më i rëndë i njohur i familjes së kromit. Për shkak se vetëm disa atome të seaborgiumit janë prodhuar ndonjëherë, pothuajse i gjithë informacioni në lidhje me vetitë e tij vjen nga matjet e prishjes bërthamore dhe parashikimet teorike të bazuara në tendencat periodike dhe llogaritjet kuantike relativiste.

Nga: SCIENCE NOTES> [Seaborgium Facts – Symbol Sg or Atomic Number 106]¹

Shumica e fakteve të seaborgium përqendrohen në sintezën e tij në përshpejtuesit e grimcave, izotopet e tij jetëshkurtra dhe polemikat historike rreth emërtimit të tij. Ashtu si elementët e tjerë super të rëndë, seaborgium nuk ndodh natyrshëm në Tokë dhe nuk ka aplikime komerciale. Megjithatë, ai luan një rol të rëndësishëm në avancimin e kimisë bërthamore, teorisë atomike dhe të kuptuarit tonë të kufijve të tabelës periodike.

Pikat kryesore: Faktet e Seaborgium

• Emri i elementit: Seaborgium
• Simboli: Sg
• Numri atomik: 106
• Grupi: 6 (metale tranzicioni)
• Periudha: 7
• Bllok: d-bllok
• Kategoria: Elementi sintetik transaktinid
• Emëruar pas: Glenn T. Seaborg
• Nuk ka përdorime praktike jashtë kërkimit

Zbulimi dhe Sinteza

Kërkimi i hershëm për elementin 106

Në vitet 1960 dhe 1970, fizikanët bërthamorë po zgjeronin në mënyrë aktive tabelën periodike përtej uraniumit. Këto përpjekje u mbështetën në reaksionet e shkrirjes me jone të rënda, në të cilat një bërthamë e rëndë e objektivit bombardohet me jone të përshpejtuara për të formuar një bërthamë më të rëndë të përbërë që mund të mbijetojë shkurtimisht përpara se t’i nënshtrohet prishjes radioaktive.

Eksperimentet Berkeley (Shtetet e Bashkuara)

Në vitin 1974, një ekip në Laboratorin Lawrence Berkeley në Kaliforni raportoi prova për elementin 106. Grupi, i udhëhequr nga Albert Ghiorso, përdori një ciklotron për të bombarduar një objektiv kalifornium-249 me jone oksigjeni-18:

Atomet që rezultuan u identifikuan përmes zinxhirëve të prishjes alfa që përputheshin me energjitë e parashikuara dhe gjysmëjetën.

Studiuesit në Laboratorin Lawrence Berkeley pothuajse kishin prodhuar elementin 106 në eksperimentet e mëparshme me jone të rënda para vitit 1974, por të dhënat ishin të pamjaftueshme për të identifikuar përfundimisht elementin e ri derisa metodat e përmirësuara të zbulimit dhe eksperimentet e përsëritura konfirmuan zinxhirët e tij të prishjes.

Eksperimentet e Dubnës (BRSS)

Rreth të njëjtës kohë, studiuesit në Institutin e Përbashkët për Kërkime Bërthamore (JINR) në Dubna, BRSS, kryen eksperimente të pavarura duke përdorur jone kromi në objektivat e plumbit. Ata gjithashtu raportuan prodhimin e izotopeve që i atribuohen elementit 106.

Metodat e zbulimit

Për shkak se izotopet e seaborgiumit prishen në sekonda ose më pak, zbulimi varet nga:

• Matja e energjive të grimcave alfa
• Gjurmimi i zinxhirëve sekuencialë të prishjes alfa
• Identifikimi i ngjarjeve spontane të ndarjes
• Korrelacioni i produkteve të prishjes me izotopet e njohura bijë

Identifikimi i elementit 106 mbështetej shumë në përputhjen e zinxhirëve të prishjes me izotopet e njohura të rutherfordium, nobeliumit dhe transaktinideve të tjera.

Polemika e emërtimit

Emërtimi i seaborgium ishte pjesë e “luftërave transfermium” më të gjera, një mosmarrëveshje midis ekipeve amerikane dhe sovjetike mbi përparësinë e zbulimit për elementët 104 deri në 109.

Emrat e propozuar

• Grupi Berkeley propozoi seaborgium (Sg) për nder të Glenn T. Seaborg², një kimist bërthamor pionier që bashkë-zbuloi plutoniumin dhe ndihmoi në zhvillimin e konceptit të aktinidit.
• Studiuesit sovjetikë sugjeruan emra alternativë, duke përfshirë kurchatovium për elementin 104 dhe emra të tjerë për elementët aty pranë.

Debati i IUPAC

• Në atë kohë, emërtimi i një elementi sipas një personi të gjallë³ ishte i diskutueshëm. Glenn Seaborg ishte ende gjallë kur u bë propozimi, duke e bërë atë personin e parë të gjallë që kishte një element me emrin e tij.

Pas vitesh negociatash, në vitin 1997 Unioni Ndërkombëtar i Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar (IUPAC) miratoi zyrtarisht emrin seaborgium (Sg) për elementin 106.

Vendndodhja në tabelën periodike

Seaborgium ndodhet në:

• Grupi 6
• Periudha 7
• Blloku D

Shtrihet direkt nën tungstenin dhe molibdenin, duke e bërë atë anëtarin më të rëndë të grupit të kromit.

Homologët e grupit 6

• Kromi (Cr)
• Molibden (Mo)
• Tungsten (W)
• Seaborgium (Sg)

Bazuar në tendencat periodike, seaborgium ka të ngjarë të shfaqë kimi të ngjashme me tungstenin, megjithëse efektet relativiste mund të modifikojnë sjelljen e tij.

Pamja e parashikuar dhe vetitë fizike

Për shkak se janë prodhuar vetëm disa atome, vetitë e tij makroskopike janë të panjohura. Megjithatë, parashikimet teorike sugjerojnë:

• Pamja: Ngurtë metalik argjendi ose gri
• Struktura kristalore: Ka të ngjarë të përqendrohet në trup (i ngjashëm me tungstenin (wolframin))
• Dendësia: Parashikohet të jetë shumë i lartë, ndoshta më i madh se tungsteni
• Pika e shkrirjes: Pritet të jetë e lartë

Efektet relativiste bëhen të rëndësishme në elementët super të rëndë. Këto efekte ndryshojnë energjitë orbitale dhe mund të ndikojnë në lidhjen dhe reaktivitetin kimik.

Efektet relativiste në Seaborgium

Në elementet me numra atomikë shumë të lartë, elektronet e brendshme lëvizin me shpejtësi që i afrohen një fraksioni të konsiderueshëm të shpejtësisë së dritës⁴. Në këto kushte, efektet kuantike relativiste ndryshojnë strukturën atomike.

Efektet kryesore relativiste

1. Tkurrja
   orbitale s-Orbital 7s tkurret dhe stabilizohet.
2. Zgjerimi d-orbital dhe zhvendosjet e energjisë
   Orbitalet 6d zhvendosen në energji në raport me homologët më të lehtë.
3. Bashkimi
   spin-orbitë Ndarja e niveleve të energjisë orbitale bëhet më e theksuar.

Këto efekte ndikojnë:

• Energjia e jonizimit
• Karakteristikat e lidhjes
• Stabiliteti i gjendjes së oksidimit
• Paqëndrueshmëria e komponimeve

Ndikimi në tendencat periodike

Për seaborgium:

• Gjendja e oksidimit +6 mbetet dominuese, në përputhje me grupin 6.
• Lidhja mund të tregojë devijime delikate nga tungsteni.
• Rrezet kovalente dhe energjitë e jonizimit ndryshojnë pak nga ekstrapolimi i thjeshtë.

Efektet relativiste bëhen edhe më të theksuara në elementët më të rëndë 6d si bohrium dhe hassium, por seaborgium përfaqëson një rast të rëndësishëm kalimtar ku sjellja periodike vazhdon në masë të madhe.

Vetitë kimike dhe gjendjet e oksidimit

Konfigurimi i elektroneve

Konfigurimi i parashikuar i gjendjes tokësore:

Shtetet e oksidimit

Gjendja më e qëndrueshme e parashikuar e oksidimit është: +6

Gjendjet më pak të qëndrueshme të oksidimit të ulët (+5, +4 dhe ndoshta +3) janë gjithashtu të mundshme, analoge me kiminë e tungstenit (Wolframit).

Komponimet e parashikuara

Kimia eksperimentale në seaborgium është kryer duke përdorur teknika të shpejta të fazës së gazit. Komponimet e vëzhguara dhe të parashikuara përfshijnë:

• Heksafluorid i Seaborgium (SgF₆)
• Speciet e oksiklorurit të Seaborgium
• Analogët e oksidit të Seaborgium me WO₃

Studimet kimike jetëshkurtra kanë treguar se seaborgium sillet në mënyrë të ngjashme me tungstenin në formimin e komponimeve gjashtëvalente të paqëndrueshme.

Kimia eksperimentale e Seaborgium

Një nga faktet më të rëndësishme të seaborgium është se është ndër elementët më të rëndë për të cilët sjellja kimike është studiuar eksperimentalisht.

Për shkak se izotopet seaborgium jetojnë vetëm sekonda deri në minuta, kimia e tij duhet të studiohet atom pas atomi duke përdorur sisteme të shpejta dhe të automatizuara.

Studime kimike të fazës së gazit

Eksperimentet kanë përdorur:

• Kromatografia e gazit
• Termokromatografia
• Sistemet e transportit të shpejtë

Në këto eksperimente, atomet e sapoformuara të seaborgiumit fshihen nga një gaz bartës në një aparat zbulimi ku formojnë komponime të paqëndrueshme që depozitohen përgjatë gradienteve të temperaturës.

Formimi i komponimeve të paqëndrueshme

Seaborgium është treguar se formon:

• Speciet e oksiklorurit të Seaborgium
• Komponime analoge me oksiklorurin e tungstenit
• Sjellja në përputhje me një metal tranzicioni gjashtëvalent

Këto rezultate konfirmojnë se seaborgium sillet kimikisht si një element i grupit 6 dhe i ngjan më shumë tungstenit.

Krahasimi me kiminë e tungstenit

Tungsteni formon komponime gjashtëvalente të paqëndrueshme si WO₂Cl₂ dhe WF₆. Të dhënat eksperimentale tregojnë se seaborgium formon specie të ngjashme të paqëndrueshme në kushte të krahasueshme, duke mbështetur tendencat periodike. Ky konfirmim eksperimental është domethënës sepse efektet relativiste në elementët super të rëndë ndonjëherë shkaktojnë devijime nga sjellja periodike e pritshme. Në rastin e seaborgium, tendencat e grupit mbeten kryesisht të paprekura.

Krahasimi me grupin 6 dhe metalet e tjera të tranzicionit

Prona	Kromi	Molibden	Tungsten	Seaborgium
Gjendje e qëndrueshme e oksidimit	+3, +6	+6	+6	+6 (dominuese e parashikuar)
Reaktiviteti i metaleve	E moderuar	E ulët	Shumë e ulët	Shumë e ulët (parashikohet)
Trendi i dendësisë	Rrit grupin poshtë			Më e larta e pritshme

Seaborgium vazhdon trendin e rritjes së masës dhe densitetit atomik poshtë grupit 6. Krahasuar me metalet më të lehta të tranzicionit, seaborgium pritet të tregojë stabilizim më të fortë relativist të orbitaleve s dhe pjesëmarrje të modifikuar d-orbitale në lidhje.

Izotopet dhe mënyrat e prishjes

Të gjitha izotopet e njohura të seaborgiumit (të paktën 14, me numra mase 257–269 dhe 271) janë radioaktive dhe sintetike. Ato rezultojnë nga reaksionet e shkrirjes së joneve të rënda dhe mbështeten në identifikimin përmes zinxhirëve të lidhur të prishjes alfa dhe ngjarjeve spontane të ndarjes.

Gjysma e jetës së tyre varion nga milisekonda në minuta. Izotopet e konfirmuara më jetëgjata janë Sg-257, Sg-269 dhe Sg-271, me gjysmë jetë në rendin e minutave (potencialisht deri në 9.8 minuta për Sg-267). Këto jetëgjatësi më të gjata ndodhin në izotope me numër më të lartë neutronesh, duke reflektuar rritjen e stabilitetit bërthamor ndërsa bërthamat i afrohen predhave të mbyllura të neutroneve.

Mënyrat e prishjes

Izotopet e Seaborgium prishen kryesisht nga:

• Prishja alfa (mënyra dominuese)
• Ndarja spontane (në izotope të caktuara)
• Kapja e rrallë e elektroneve (parashikohet në disa zinxhirë prishjeje)

Në prishjen alfa, emetohet një bërthamë heliumi-4, duke reduktuar numrin atomik me 2 dhe numrin e masës me 4. Për shembull:

Këta zinxhirë prishjeje vazhdojnë përmes rutherfordium, nobeliumit dhe izotopeve të tjera transaktinide derisa të arrijnë bërthama më të qëndrueshme.

Struktura bërthamore dhe ishulli i stabilitetit

Koncepti i ishullit të stabilitetit parashikon që disa bërthama super të rënda me numër specifik protonesh dhe neutronesh do të kenë gjysmë jetë më të gjatë për shkak të predhave bërthamore të mbyllura.

Mbylljet e parashikuara të predhave

Modelet teorike parashikojnë:

• Mbyllja e guaskës së protonit pranë Z = 114, 120 ose 126
• Mbyllja e guaskës së neutroneve në N = 184

Seaborgium (Z = 106) shtrihet nën këto mbyllje protonesh, por izotopet më të rënda i afrohen rajonit të mbylljes së neutroneve.

Rëndësia për Seaborgium

• Rritja e numrit të neutroneve në përgjithësi rrit gjysmën e jetës.
• Sg-271 është më i qëndrueshëm se izotopet më të lehta.
• Sjellja e kalbjes mbështet teorinë moderne të guaskës bërthamore.

Megjithëse seaborgium nuk është brenda qendrës së ishullit të stabilitetit, ai shtrihet në qasjen drejt tij. Sinteza e vazhdueshme e izotopeve më të rënda do të ndihmonte në testimin e parashikimeve teorike.

Origjina, bollëku dhe burimet

Seaborgium:

• Nuk ndodh natyrshëm në Tokë.
• Prodhohet artificialisht në përshpejtuesit me jon të rëndë.
• Ekziston vetëm atom për atom në mjediset laboratorike.

Nuk ka bollëk të matshëm në natyrë.

Përdorimet e Seaborgium

Seaborgium nuk ka përdorime komerciale ose industriale për shkak të:

• Gjysmëjetë⁵ jashtëzakonisht e shkurtër
• Sasi minuta prodhimi
• Kosto e lartë e prodhimit

Aplikimet e tij të vetme janë në:

• Kërkimi i fizikës bërthamore
• Studimi i kimisë së elementeve supertë
• Testimi i modeleve të guaskës bërthamore
• Eksplorimi i efekteve kuantike relativiste

Roli biologjik, efektet shëndetësore dhe toksiciteti

Sepse seaborgium është sintetik dhe jetëshkurtër:

• Nuk ka rol biologjik.
• Nuk ekziston ekspozim mjedisor.
• Të dhënat e toksicitetit nuk janë të disponueshme.

Bazuar në pozicionin e tij në grupin 6, ai mund të sillet kimikisht si tungsteni nëse ekzistonin sasi të mjaftueshme, por radioaktiviteti i tij do të paraqiste rreziqe të rënda radiologjike.

Tabela e fakteve kryesore të Seaborgium për shkencëtarët

Prona	Vlera
Emri	Seaborgium
Simbol	Sg
Numri atomik	106
Pesha atomike	[269] (numri masiv i izotopit më jetëgjatë)
Grupi	6
Periudha	7
Bllok	d
Konfigurimi i elektroneve	[Rn] 5f¹⁴ 6d⁴ 7s²
Elektronet për guaskë	2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
Gjendet në temperaturën e dhomës	E ngurtë e parashikuar
Dendësia	Parashikohet shumë e lartë
Shtetet e oksidimit	+6 (më i qëndrueshëm), +5, +4, +3 (i mundur)
Energjia e parë e jonizimit	Parashikuar ~757 kJ/mol (teorike)
Rrezja atomike	Parashikohet më i madh se tungsteni (~132 pm)
Rrezja kovalente	Parashikuar ~143 pasdite (teorike)
Struktura kristalore	Kubik i parashikuar me në qendër trupin

Pyetjet e shpeshta

Kush e zbuloi seaborgium?

Ekipet në Laboratorin Lawrence Berkeley në Shtetet e Bashkuara dhe Institutin e Përbashkët për Kërkime Bërthamore në Dubna raportuan në mënyrë të pavarur sintezën e elementit 106 në 1974.

Pse seaborgium është emëruar pas një personi të gjallë?

Ai u emërua pas Glenn T. Seaborg ndërsa ai ishte ende gjallë, duke e bërë atë personin e parë të gjallë që kishte një element të quajtur për nder të tij. Nderi pasqyron rolin kyç që luajti Seaborg në zgjerimin e tabelës periodike.

A është seaborgium i qëndrueshëm?

Jo. Të gjitha izotopet janë radioaktive dhe prishen brenda sekondave deri në minuta.

A ndodh seaborgium natyrshëm?

Jo. Prodhohet artificialisht në përshpejtuesit e grimcave.

Çfarë e bën seaborgium të rëndësishëm? Ai i ndihmon shkencëtarët të kuptojnë stabilitetin bërthamor, efektet relativiste në atomet e rënda dhe kufijtë e tabelës periodike.

Referencat dhe leximi i mëtejshëm

• Antalic, S.; Heßberger, FP; Ackermann, D.; Heinz, S.; Hofmann, S.; Kindler, B.; Khuyagbaatar, J.; Lommel, B.; Mann, R. (14 prill 2015). “Izomerët bërthamorë në ²⁵⁹Sg dhe ²⁵⁵Rf”. Revista Fizike Evropiane A. 51 (4): 41. doi:10.1140/epja/i2015-15041-0
• Berber, RC; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, AZ; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, AP; Wilkinson, DH (1993). “Zbulimi i elementeve të transfermiumit. Pjesa II: Hyrje në profilet e zbulimit. Pjesa III: Profilet e zbulimit të elementeve të transfermiumit”. Kimia e pastër dhe e aplikuar. 65 (8): 1757. doi:10.1351/pac199365081757
• Ghiorso, A.; Nitschke, JM; Alonso, JR; Alonso, CT; Nurmia, M.; Seaborg, GT; Hulet, E. K.; Lougheed, RW (1974). “Elementi 106”. Letra rishikimi fizik. 33 (25): 1490. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1490
• Hoffman, DC; Ghiorso, A.; Seaborg, GT (2000). Njerëzit e Transuraniumit: Historia e brendshme. Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-087-3.
• Kragh, H. (2018). Nga elementët transuranikë në elementë superrëndë: Një histori mosmarrëveshjeje dhe krijimi

–

Referencat

1. Seaborgium Facts – Symbol Sg or Atomic Number 106 ↩︎
2. Today in Science History – April 19 – Glenn T. Seaborg ↩︎
3. Elements Named After People (Element Eponyms) ↩︎
4. What Is the Speed of Light? ↩︎
5. Half-Life Definition and Examples in Chemistry, Biology, Physics ↩︎