Tennes: Element químic amb nombre atòmic 117

El tennes ocupa el penúltim lloc del 7è període de la taula periòdica, formant part del grup 17, el grup dels halògens. És el segon element més pesant sintetitzat fins avui (m_a ≈ 294 u). El seu nom es deriva de l'estat Tennessee en els Estats Units, on hi ha el Laboratori Nacional d'Oak Ridge (ORNL), un dels participants en el projecte de recerca.

Tennes
117Ts
livermori ← tennes → oganessó At ↑ Ts ↓ (Usu) Taula periòdica
Aspecte
Semimetàl·lic (predit)
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	tennes, Ts, 117
Categoria d'elements	Desconeguda (però probablement un metal·loide)
Grup, període, bloc	17, 7, p
Pes atòmic estàndard	[294]
Configuració electrònica	[Rn] 5f14 6d10 7s2 7p5 (predit) 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 (predit)
Propietats físiques
Fase	Sòlid (predit)
Densitat (prop de la t. a.)	7,1–7,3 (extrapolat) g·cm−3
Punt de fusió	573–773 K, 300–500 (predit) °C
Punt d'ebullició	823 K, 550 (predit) °C
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	−1, +1, +3, +5 (predit)
Energies d'ionització	1a: 742,9 (predit) kJ·mol−1
	2a: 1.785,0–1.920,1 (extrapolat) kJ·mol−1
Radi atòmic	138 (predit) pm
Radi covalent	156–157 pm (extrapolat)
Miscel·lània
Nombre CAS	54101-14-3
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del tennes
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD 294Ts sin 78+370 −36 ms α 10,81 290Mc 293Ts sin 14+11 −4 ms α 11,11, 11,00, 10,91 289Mc

 

 

El tennes fou descobert a finals del 2009 per un equip rus-estatunidenc liderat pel físic rus Iuri Honrar Oganessian (1933) en el Laboratori Fliórov de Reaccions Nuclears (FLNR) de l'Institut de Recerca Nuclear de Dubnà (JINR), Rússia. Dos isòtops diferents del tennes, el tennes 293 i el tennes 294, foren produïts emprant reaccions nuclears molt asimètriques, fent incidir en el ciclotró U400 un feix extremadament intens de cations calci 48 sobre un blanc de berkeli 249. Aquest havia sigut sintetitzat per irradiació durant més de 8 mesos de curi i americi en el reactor d'alt flux del Laboratori Nacional d'Oak Ridge (ORNL), a l'estat de Tennessee, EUA.

Després de la separació química, duta a terme també en l'ORNL, s'obtingueren 22,2 mg de berkeli 249 amb una quantitat mínima d'impureses. La reacció nuclear de fusió calenta produí un nucli compost de nombre atòmic Z = 117 i 180 neutrons, el tennes 297, que seguidament perdé 4 o 3 neutrons per a donar tennes 293 i tennes 294, respectivament. Les reaccions nuclears són:

 

$${\displaystyle {\ce {^249_97Bk + ^48_20Ca -> ^297_117Ts}}}$$

 

$${\displaystyle {\ce {^297_117Ts -> ^293_117Ts + 4 ^1_0n}}}$$

 

$${\displaystyle {\ce {^297_117Ts -> ^294_117Ts + 3 ^1_0n}}}$$

 

En l'experiment, que durà més de dos mesos, s'observaren sis cadenes de desintegració: cinc corresponents al tennes 293 i una al tennes 294. Aquestes cadenes de desintegració són les que permeteren deduir l'existència dels primers nuclis que les havien iniciat. A més del descobriment dels dos isòtops de tennes, les desintegracions alfa successives generaren nous isòtops de moscovi 289 i 290 i de nihoni 285 i 286, mai abans observats. Una de les desintegracions α hom pot representar-la com:

$${\displaystyle {\ce {^293_117Ts -> ^289_115Mc + ^4_2He}}}$$

 

 

El gener de 2016 el descobriment de l'element 117 fou reconegut per la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC) i la Unió Internacional de Física Pura i Aplicada (IUPAP). Els descobridors l'anomenaren tennessine en anglès, ‘tennes’, per l'estat de Tennessee, on es troben centres d'investigació d'elements transurànics (com el Laboratori Nacional d'Oak Ridge, la Universitat Estatal de Tennessee a Knoxville i la Universitat Vanderbilt). El nom tennessine fou aprovat per la IUPAC el novembre de 2016.

 

L'existència dels dos isòtops de tennes i els seus períodes de semidesintegració (t_½ = 14 ms pel ²⁹³Ts amb N = 176 neutrons i t_½ = 78 ms pel ²⁹⁴Ts amb N = 177) denoten un augment de l'estabilitat nuclear amb el nombre creixent de neutrons (també s'observa al livermori, el ²⁹²Lv té un t_½ = 15 ms amb N = 116, el ²⁹³Lv té t_½ = 53 ms amb N = 117), la qual cosa concorda amb l'existència d'una illa d'estabilitat en aquesta zona de nuclis, predita per diversos models teòrics i encara no confirmada. L'element estable més pesant és el plom 208 (Z = 82 i N = 126), té capes tancades de neutrons i protons en el nucli atòmic, una propietat relacionada amb l'estabilitat, per la qual cosa hom el classifica com a «doblement màgic». Les estimacions teòriques situen el següent nucli doblement màgic a les proximitats de N =184 i Z entre 114 i 126, el presumpte centre de l'illa d'estabilitat. Les vides mitjanes d'aquests elements podrien ser substancials, potser centenars o fins i tot milions d'anys. Apropar-se a l'illa pot permetre estudis químics d'elements desconeguts anteriorment amb un nombre extrem d'electrons. L'illa també presenta una oportunitat per avançar en la física nuclear explorant les propietats dels nuclis amb un nombre extrem de neutrons i protons, nuclis que potser no existeixen actualment a la natura.