マイトネリウム

マイトネリウムは合成化学元素であり、元素記号はMt、原子番号は109です。これは極めて放射性の高い合成元素であり（天然には存在しませんが、実験室で合成できます）、最も安定な同位体であるマイトネリウム278の半減期は4.5秒ですが、未確認のマイトネリウム282は67秒とより長い半減期を持つ可能性があります。この元素は1982年8月にドイツのダルムシュタット近郊にあるGSIヘルムホルツ重イオン研究所で初めて合成され、1997年にオーストリア系スウェーデン人の原子核物理学者リーゼ・マイトナーにちなんで命名されました。

周期表において、マイトネリウムはdブロックの超アクチノイド元素である。第7周期に属し、第9族元素に分類されるが、遷移金属の6d系列の7番目の元素として、第9族のイリジウムのより重い同族元素として振る舞うことを確認する化学実験はまだ行われていない。マイトネリウムは、より軽い同族元素であるコバルト、ロジウム、イリジウムと類似した性質を持つと計算されている。

マイトネリウムには安定同位体や天然同位体は存在しない。いくつかの放射性同位体は、2つの原子を融合させるか、より重い元素の崩壊を観察することによって、実験室で合成されている。質量数266、268、270、および274～278の8種類のマイトネリウム同位体が報告されており、そのうちマイトネリウム-268とマイトネリウム-270の2つは、未確認の準安定状態を持つ。質量数282の9番目の同位体は未確認である。これらのほとんどは主にアルファ崩壊によって崩壊するが、一部は自発核分裂を起こす。^{[ 70 ]}

マイトネリウムやその化合物の核特性以外の特性は測定されていません。これは、マイトネリウムの生産が極めて限られていて高価であること^{[ o ]}、およびマイトネリウムとその親核種が非常に速く崩壊するという事実によるものです。マイトネリウム金属の特性は未だ不明であり、予測しか得られていません。

マイトネリウムは、周期表上で化学的性質がまだ研究されていない最初の元素です。マイトネリウム同位体の半減期が短いこと[6]、およびごく小規模で研究可能な揮発性化合物の数が限られていることから、^{マイトネリウムの化学的性質を明確に決定することはまだできていません[80 ] [ 81} ]。^{十分に揮発性を}持つと考えられる数少ないマイトネリウム化合物の1つは、六フッ化マイトネリウム（MtF）です。₆）より軽い同族体である六フッ化イリジウム（IrF6）₆ )は60 ℃以上で揮発性であるため、マイトネリウムの類似化合物も十分に揮発性である可能性がある。 ^{[ 66 ]}揮発性八フッ化物（MtF₈ ) も可能かもしれない。 ^{[ 6 ]}超アクチニドの化学研究を行うには、少なくとも 4 個の原子を生成する必要があり、使用する同位体の半減期は少なくとも 1 秒でなければならず、生成速度は少なくとも 1 原子/週でなければならない。 ^{[ 66 ]}最も安定であることが確認されているマイトネリウム同位体である²⁷⁸の半減期 秒で、化学研究を行うには十分長いが、統計的に有意な結果が得られるように、マイトネリウム同位体の生成速度を上げ、実験を数週間または数か月にわたって継続する必要があることが別の障害となっている。マイトネリウム同位体を分離し、マイトネリウムの気相および溶液化学に関する実験を自動化システムで行うには、分離と検出を継続的に行う必要がある。これは、より重い元素の収量がより軽い元素の収量よりも少ないと予測されているためである。ボーリウムとハッシウム再利用できる可能性がある。コペルニシウムリバモリウムまでのより重い元素ほど注目されてこなかった。 ^{[ 6 ] [ 80 ] [ 82 ]}

ローレンス・バークレー国立研究所は、 2002年から2003年にかけて、マイトネリウムの化学的調査の可能性を探るため、同位体^{271 Mtの合成を試みた。これは、変形核の}魔法数である162個の中性子を持つため、近くの同位体よりも安定している可能性があると予想されたためである。半減期は数秒と予測され、化学的調査には十分な長さであった。^{[ 6 ] [ 83 ] [ 84 ]しかし、 271} Mtの原子は検出されなかった。^{[ 85 ]}このマイトネリウムの同位体は現在も不明である。^{[ 70 ]}

超アクチニドの化学的性質を決定する実験では、その超アクチニドの化合物を、そのより軽い同族元素の類似化合物と比較する必要がある。^{[ 6 ]}例えば、ハッシウムの化学的特性評価では、四酸化ハッシウム（HsO4 _）が、類似のオスミウム化合物である四酸化オスミウム（OsO4 _）と比較された。^{[ 86 ]}マイトネリウムの化学的性質を決定するための予備的ステップとして、GSIはロジウム化合物である酸化ロジウム（III）（Rh2O3 _）と塩化ロジウム（III）（RhCl3 _）の昇華を試みた。しかし、酸化物の巨視的な量は1000 ℃まで昇華せず、塩化物は780 ℃まで昇華せず、しかも炭素エアロゾル粒子が存在する場合に限られる。これらの温度は、超重元素の化学を調査するために現在用いられている方法のほとんどが500 ℃以上では機能しないため、マイトネリウムにこのような手順を適用するには高すぎる。 ^{[ 81 ]}   

2014年にシーボーギウムヘキサカルボニルSg(CO) ₆の合成に成功した後、^{[ 87 ]} 7～9族の安定な遷移金属で研究が行われ、カルボニル形成を拡張して、ラザフォードからマイトネリウムまでの初期6d遷移金属の化学をさらに調査できることが示唆された。^{[ 88 ] [ 89 ]}それにもかかわらず、マイトネリウムは半減期が短く、製造反応が困難であるため、放射化学者にとって入手が困難である。ただし、同位体^278Mtと^276Mtは化学研究に十分な寿命があり、それぞれ^294Tsと^288Mcの崩壊系列で生成される可能性がある。テネシンを製造するには希少で比較的寿命の短いバークリウム標的が必要であるため、 ^276Mtの方が適していると思われる。 ^{[ 90 ]半減期が 0.69 秒の278} Nhの崩壊系列で観測される同位体²⁷⁰ Mt も、化学的調査には十分な寿命を持つ可能性があるが、この同位体への直接的な合成経路と、その崩壊特性のより精密な測定が必要となるだろう。^{[ 84 ]}

• Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; et  al. (2017). "NUBASE2016による核特性の評価". Chinese Physics C . 41 (3) 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
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• Meitnerium は、2012年10月22日にWayback MachineのThe Periodic Table of Videos（ノッティンガム大学）にアーカイブされました。