टेनेसीन: मूलद्रव्य 117 चे विहंगावलोकन
टेनेसीन, ज्याचे चिन्ह Ts आहे, हे अणुक्रमांक 117 असलेले एक कृत्रिम रासायनिक मूलद्रव्य आहे. याला 2016 मध्ये अधिकृतपणे मान्यता मिळाली आणि युनायटेड स्टेट्समधील टेनेसी राज्याच्या नावावरून ते नामांकित केले गेले, जे अतिजड मूलद्रव्यांच्या संशोधनासाठी प्रसिद्ध आहे. एक अतिजड मूलद्रव्य असल्याने, टेनेसीन पृथ्वीवर नैसर्गिकरित्या आढळत नाही आणि ते केवळ प्रयोगशाळांमध्ये अणुसंलयन प्रतिक्रियेद्वारे तयार केले जाऊ शकते.
शोध आणि सामान्य गुणधर्म
टेनेसीन आवर्त सारणीच्या गट 17 मध्ये स्थित आहे, ज्यामुळे ते सर्वात जड ज्ञात हॅलोजन आहे. त्याची इलेक्ट्रॉन संरचना सैद्धांतिकरित्या [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁵ अशी अंदाजित आहे. तथापि, त्याच्या अत्यंत उच्च अणुक्रमांकामुळे, सापेक्षतावादी प्रभाव त्याच्या इलेक्ट्रॉनिक संरचनेवर आणि अंदाजित रासायनिक गुणधर्मांवर लक्षणीय परिणाम करतात, ज्यामुळे क्लोरीन किंवा आयोडीनसारख्या हलक्या हॅलोजन्समध्ये दिसणाऱ्या प्रवृत्तींपासून ते विचलित होते.
रासायनिक अभिक्रियाशीलता
सैद्धांतिक अंदाज आणि गट प्रवृत्ती
टेनेसीन हे अत्यंत कमी अर्धायुष्य असलेले कृत्रिम मूलद्रव्य असल्याने (सर्वात जास्त काळ टिकणारे समस्थानिक, टेनेसीन-294, चे अर्धायुष्य अंदाजे 51 मिलीसेकंद आहे), त्याच्या रासायनिक अभिक्रियाशीलतेचे प्रत्यक्ष प्रायोगिक निरीक्षण सध्या अशक्य आहे. त्याच्या रासायनिक वर्तनाबद्दलची सर्व माहिती सैद्धांतिक गणिते आणि अंदाजांवर आधारित आहे.
टेनेसीनसाठी सापेक्षतावादी प्रभाव विशेषतः स्पष्ट आहेत. या प्रभावांमुळे 7s आणि 7p₁/₂ ऑर्बिटल्स संकुचित होतात आणि स्थिर होतात, तर 7p₃/₂ ऑर्बिटल्स अस्थिर होतात आणि विस्तारतात. यामुळे 7s इलेक्ट्रॉन्ससाठी अंदाजित “अक्रिय युग्म प्रभाव” आणि 7p₁/₂ आणि 7p₃/₂ उपकक्षांमध्ये मोठी ऊर्जा अंतर निर्माण होते.
परिणामी, टेनेसीन हे स्थिर -1 ऑक्सिडेशन स्थिती तयार करण्याच्या सामान्य हॅलोजन प्रवृत्तीपासून लक्षणीयरीत्या विचलित होण्याची शक्यता वर्तवली जाते. त्याऐवजी, सैद्धांतिक अभ्यासानुसार, +1 ऑक्सिडेशन स्थिती सर्वात स्थिर असू शकते, त्यानंतर +3 आणि +5. हे वर्तन सामान्य हॅलोजन्सपेक्षा पी-ब्लॉक धातू किंवा मेटालॉइड्ससारखे अधिक आहे. टेनेसीन हे अ-धातू ऐवजी अर्धवाहक किंवा अगदी कमकुवत धातू असण्याचाही अंदाज आहे.
पाणी आणि हवेसोबतची आंतरक्रिया
टेनेसीनचे फक्त काही अणु आजपर्यंत संश्लेषित केले गेले आहेत आणि ते केवळ काही सेकंदांच्या अंशांसाठी अस्तित्वात असल्याने, पाणी किंवा हवेसोबत कोणतीही व्यावहारिक आंतरक्रिया अशक्य आहे. जर टेनेसीनचे स्थूल (माक्रोस्कोपिक) प्रमाण अस्तित्वात येऊ शकले असते, तर सैद्धांतिक अंदाजांनुसार ते फ्लोरीन किंवा क्लोरीनसारख्या हलक्या हॅलोजन्सपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी क्रियाशील असेल. त्याचे अंदाजित धातू किंवा मेटालॉइड स्वरूप आणि त्याच्या संयुजा इलेक्ट्रॉन्सचे सापेक्षतावादी स्थिरीकरण यामुळे अल्कली धातू किंवा हलक्या, अत्यंत इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह हॅलोजन्समध्ये दिसणाऱ्या तीव्र प्रतिक्रियेच्या तुलनेत पाणी आणि हवेप्रती कमी अभिक्रियाशीलता असण्याची शक्यता आहे.
सुरक्षितता आणि इतर वैशिष्ट्ये
किरणोत्सर्ग
टेनेसीनचे सर्व ज्ञात समस्थानिक अत्यंत किरणोत्सर्गी आहेत. हा अत्यंत किरणोत्सर्ग आणि त्यासोबत संबंधित आरोग्य धोके हे प्राथमिक सुरक्षितता विचार आहेत. त्याच्या जलद किरणोत्सर्गी क्षय दरम्यान उत्सर्जित होणारी ऊर्जा लक्षणीय असते.
विषारीपणा
त्याच्या तीव्र किरणोत्सर्गामुळे आणि धातू/मेटालॉइड गुणधर्मांसह एक जड मूलद्रव्य असल्याच्या सैद्धांतिक अंदाजामुळे, टेनेसीन अत्यंत विषारी मानले जाईल. तथापि, त्याच्या रासायनिक विषारीपणाबद्दल प्रायोगिक डेटा उपलब्ध नाही कारण स्थिर, वजन करण्यायोग्य प्रमाणात ते कधीही तयार केले गेले नाही.
ज्वलनशीलता
ज्वलनशीलतेची संकल्पना, जी एखाद्या पदार्थाची जळण्याची किंवा ज्वलन होण्याची क्षमता दर्शवते, ती टेनेसीनला लागू होत नाही. सब-पिकोग्राम प्रमाणात तयार होणारे आणि जवळजवळ त्वरित क्षय होणारे मूलद्रव्य असल्याने, त्याचा प्राथमिक धोका त्याचा किरणोत्सर्ग आहे, आग लावण्याची किंवा ज्वाला टिकवून ठेवण्याची त्याची क्षमता नाही.
टेनेसीनचा समावेश असलेल्या रासायनिक अभिक्रिया
टेनेसीनचा समावेश असलेल्या कोणत्याही रासायनिक अभिक्रिया आजपर्यंत पाहिल्या किंवा केल्या गेलेल्या नाहीत. टेनेसीन अणूंचे संश्लेषण अणुसंलयनाद्वारे होते, जिथे दोन हलक्या अणूंचे केंद्रक एकत्र येऊन एक जड केंद्रक बनवतात. टेनेसीन-294 तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या अणुप्रतिक्रियेचे एक उदाहरण म्हणजे कॅलिफोर्नियम-249 (²⁴⁹Cf) वर कॅल्शियम-48 (⁴⁸Ca) आयनांचा मारा करणे:
²⁴⁹Cf + ⁴⁸Ca → ²⁹⁷Ts* → ²⁹⁴Ts + 3n (न्यूट्रॉन)
ही प्रक्रिया एक अणु रूपांतरण आहे, रासायनिक अभिक्रिया नाही जिथे अणू त्यांच्या संयुजा इलेक्ट्रॉन्सद्वारे आंतरक्रिया करतात.