Nobelium

Video luar

Visualisasi fusi nuklir yang gagal, berdasarkan perhitungan oleh Universitas Nasional Australia[6]

Inti atom terberat^[b] dibuat dalam reaksi nuklir yang menggabungkan dua inti lain yang ukurannya tidak sama^[c] menjadi satu; secara kasar, semakin tidak sama kedua inti dalam hal massa, semakin besar kemungkinan keduanya bereaksi.^[12] Bahan yang terbuat dari inti yang lebih berat dijadikan target, yang kemudian dibombardir oleh berkas dari inti yang lebih ringan. Dua inti dapat berfusi menjadi satu hanya jika mereka cukup dekat satu sama lain; biasanya, inti (semua bermuatan positif) menolak satu sama lain karena adanya tolakan elektrostatis. Interaksi yang kuat dapat mengatasi tolakan ini, tetapi hanya dalam jarak yang sangat dekat dari inti; inti berkas demikian sangat dipercepat untuk membuat tolakan tersebut tidak signifikan dibandingkan dengan kecepatan inti berkas.^[13] Mendekat saja tidak cukup untuk dua inti berfusi: ketika dua inti saling mendekat, mereka biasanya tetap bersama selama kira-kira 10⁻²⁰ detik dan kemudian berpisah (tidak harus dalam komposisi yang sama seperti sebelum reaksi) dan bukan membentuk satu inti.^[13][14] Jika fusi benar-benar terjadi, penggabungan sementara—disebut inti majemuk—adalah keadaan tereksitasi. Untuk kehilangan energi eksitasi dan mencapai keadaan yang lebih stabil, inti majemuk melakukan fisi atau mengeluarkan satu atau beberapa neutron,^[d] yang membawa pergi energi. Ini terjadi sekitar 10⁻¹⁶ detik setelah tabrakan awal.^[15][e]

Berkas tersebut melewati target dan mencapai ruang berikutnya, pemisah; jika inti baru dihasilkan, ia akan dibawa dengan berkas ini.^[18] Di dalam pemisah, inti yang baru dihasilkan dipisahkan dari nuklida lain (yang berasal dari berkas asli dan produk reaksi lainnya)^[f] dan dipindahkan ke pendeteksi penghalang permukaan, yang menghentikan inti. Lokasi pasti dari tumbukan yang akan datang pada detektor ditandai; energi dan waktu kedatangannya juga ditandai.^[18] Pemindahan ini memakan waktu sekitar 10⁻⁶ detik; agar dapat dideteksi, inti harus bertahan selama ini.^[21] Inti dicatat lagi setelah peluruhannya dicatat, dan lokasi, energi, dan waktu peluruhannya diukur.^[18]

Stabilitas sebuah inti disediakan oleh interaksi yang kuat. Namun, jangkauannya sangat pendek; ketika inti menjadi lebih besar, pengaruhnya terhadap nukleon (proton dan neutron) terluar melemah. Pada saat yang sama, inti terkoyak oleh tolakan elektrostatis antar proton, karena jangkauannya tidak terbatas.^[22] Dengan demikian, inti dari unsur-unsur terberat diprediksi secara teoritis^[23] dan sejauh ini telah diamati^[24] meluruh terutama melalui mode peluruhan yang disebabkan oleh tolakan seperti: peluruhan alfa dan fisi spontan;^[g] mode tersebut dominan untuk inti unsur superberat. Peluruhan alfa dicatat oleh partikel alfa yang dipancarkan, dan produk peluruhannya mudah ditentukan sebelum peluruhan yang sebenarnya; jika peluruhan seperti itu atau serangkaian peluruhan berurutan menghasilkan inti yang diketahui, produk asli dari suatu reaksi dapat ditentukan secara aritmetika.^[h] Namun, fisi spontan menghasilkan berbagai inti sebagai produk, sehingga nuklida asli tidak dapat ditentukan dari turunannya.^[i]

Informasi yang tersedia bagi fisikawan yang ingin mensintesis salah satu unsur terberat adalah informasi yang dikumpulkan pada pendeteksi: lokasi, energi, waktu kedatangan partikel ke pendeteksi, dan peluruhannya. Fisikawan menganalisis data ini dan berusaha menyimpulkan bahwa itu memang disebabkan oleh unsur baru dan tidak mungkin disebabkan oleh nuklida yang berbeda dari yang diklaim. Seringkali, data yang diberikan tidak cukup untuk kesimpulan bahwa unsur baru pasti dibuat dan tidak ada penjelasan lain untuk efek yang teramati; terjadi kesalahan penginterpretasian data.^[j]

Penemuan unsur 102 merupakan proses yang rumit dan diklaim oleh kelompok dari Swedia, Amerika Serikat, dan Uni Soviet. Laporan pertama yang lengkap dan tak terbantahkan tentang pendeteksiannya baru datang pada tahun 1966 dari Institut Bersama untuk Riset Nuklir di Dubna (saat itu di Uni Soviet).^[36]

Pengumuman pertama penemuan unsur 102 diumumkan oleh fisikawan di Institut Nobel di Swedia pada tahun 1957. Tim tersebut melaporkan bahwa mereka telah membombardir target kurium dengan ion karbon-13 selama dua puluh lima jam dalam interval setengah jam. Di antara pemborbardiran, kimia pertukaran ion dilakukan pada target. Dua belas dari lima puluh pemborbardiran mengandung sampel yang memancarkan partikel alfa (8,5 ± 0,1) MeV, yang merupakan tetesan yang terelusi lebih awal dari fermium (nomor atom Z = 100) dan kalifornium (Z = 98). Waktu paruh yang dilaporkan adalah 10 menit dan ditetapkan untuk ²⁵¹102 atau ²⁵³102, meskipun kemungkinan bahwa partikel alfa yang diamati berasal dari isotop mendelevium (Z = 101) berumur pendek yang dibuat dari penangkapan elektron unsur 102 tidak dikecualikan.^[36] Tim tersebut mengusulkan nama nobelium (No) untuk unsur baru itu,^[37][38] yang segera disetujui oleh IUPAC,^[39] sebuah keputusan yang dicirikan oleh grup Dubna pada tahun 1968 sebagai tergesa-gesa.^[40]

Pada tahun 1958, para ilmuwan di Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley mengulangi percobaan tersebut. Tim Berkeley, yang terdiri dari Albert Ghiorso, Glenn T. Seaborg, John R. Walton, dan Torbjørn Sikkeland, menggunakan akselerator linear ion berat (heavy-ion linear accelerator, HILAC) baru untuk membombardir target kurium (95% ²⁴⁴Cm dan 5% ²⁴⁶Cm) dengan ion ¹³C dan ¹²C. Mereka tidak dapat mengkonfirmasi aktivitas 8,5 MeV yang diklaim oleh tim Swedia tetapi sebaliknya mampu mendeteksi peluruhan dari fermium-250, diduga anak dari ²⁵⁴102 (diproduksi dari kurium-246), yang memiliki waktu paruh ~3 detik.^[36]

Pada tahun 1959, tim Swedia berusaha menjelaskan ketidakmampuan tim Berkeley untuk mendeteksi unsur 102 pada tahun 1958, mempertahankan bahwa mereka menemukannya. Namun, pekerjaan selanjutnya menunjukkan bahwa tidak ada isotop nobelium yang lebih ringan dari ²⁵⁹No (tidak ada isotop yang lebih berat yang dapat dihasilkan dalam eksperimen Swedia) dengan waktu paruh lebih dari 3 menit, dan bahwa hasil tim Swedia kemungkinan besar berasal dari torium-225, yang memiliki waktu paruh 8 menit dan dengan cepat mengalami peluruhan alfa tripel menjadi polonium-213, yang memiliki energi peluruhan 8,53612 MeV. Hipotesis ini didukung oleh fakta bahwa torium-225 dapat dengan mudah diproduksi dalam reaksi yang digunakan dan tidak akan dipisahkan oleh metode kimia yang digunakan. Pekerjaan selanjutnya pada nobelium juga menunjukkan bahwa keadaan divalen lebih stabil daripada yang trivalen dan karenanya sampel yang memancarkan partikel alfa tidak mungkin mengandung nobelium, karena nobelium divalen tidak akan terelusi dengan aktinida trivalen lainnya.^[36] Dengan demikian, tim Swedia kemudian mencabut klaim mereka dan mengaitkan aktivitas tersebut dengan efek latar belakang.^[39]

Pekerjaan Dubna tahun 1963 menegaskan bahwa ²⁵⁴102 dapat diproduksi dalam reaksi ini, tetapi waktu paruhnya sebenarnya adalah 50±10 s. Pada tahun 1967, tim Berkeley berusaha untuk mempertahankan pekerjaan mereka, menyatakan bahwa isotop yang ditemukan memang ²⁵⁰Fm tetapi isotop yang benar-benar terkait dengan pengukuran waktu paruh adalah kalifornium-244, cucu dari ²⁵²102, dihasilkan dari kurium-244 yang lebih melimpah. Perbedaan energi kemudian dikaitkan dengan "masalah resolusi dan drift", meskipun ini belum pernah dilaporkan sebelumnya dan seharusnya juga mempengaruhi hasil lainnya. Eksperimen tahun 1977 menunjukkan bahwa ²⁵²102 memang memiliki waktu paruh 2,3 detik. Namun, penelitian tahun 1973 juga menunjukkan bahwa rekoil ²⁵⁰Fm juga dapat dengan mudah dihasilkan dari transisi isomeris ^250mFm (waktu paruh 1,8 detik) yang juga dapat terbentuk dalam reaksi pada energi yang digunakan.^[36] Mengingat hal ini, kemungkinan tidak ada nobelium yang benar-benar diproduksi dalam percobaan ini.^[36]

Pada tahun 1959, tim melanjutkan studi mereka dan mengklaim bahwa mereka mampu menghasilkan isotop yang meluruh terutama melalui emisi partikel alfa 8,3 MeV, dengan waktu paruh 3 detik dengan 30% cabang fisi spontan terkait. Aktivitas tersebut awalnya diberikan ke ²⁵⁴102 tetapi kemudian diubah menjadi ²⁵²102. Namun, mereka juga mencatat bahwa nobelium belum pasti diproduksi karena kondisi yang sulit.^[36] Tim Berkeley memutuskan untuk mengadopsi nama yang diusulkan dari tim Swedia, "nobelium", untuk unsur tersebut.^[39]

244
96Cm + 12
6C → 256
102No^* → 252
102No + 4 10n

Sedangkan di Dubna, percobaan dilakukan pada tahun 1958 dan 1960 bertujuan untuk menyintesis unsur 102 juga. Eksperimen pertama tahun 1958 membombardir plutonium-239 dan -241 dengan ion oksigen-16. Beberapa peluruhan alfa dengan energi lebih dari 8,5 MeV diamati, dan mereka ditetapkan ke ^251,252,253102, meskipun tim menulis bahwa pembentukan isotop dari pengotor timbal atau bismut (yang tidak akan menghasilkan nobelium) tidak dapat dikesampingkan. Walaupun percobaan tahun 1958 mencatat bahwa isotop baru dapat dihasilkan dari pengotor raksa, talium, timbal, atau bismut, para ilmuwan tetap berpegang pada kesimpulan mereka bahwa unsur 102 dapat dihasilkan dari reaksi ini, dengan menyebutkan waktu paruh di bawah 30 detik dan energi peluruhan (8,8 ± 0,5) MeV. Eksperimen tahun 1960 membuktikan bahwa ini adalah efek latar belakang. Eksperimen 1967 juga menurunkan energi peluruhan menjadi (8,6 ± 0,4) MeV, tetapi kedua nilai tersebut terlalu tinggi untuk menyamai ²⁵³No atau ²⁵⁴No.^[36] Tim Dubna kemudian menyatakan pada tahun 1970 dan sekali lagi pada tahun 1987 bahwa hasil tersebut tidak meyakinkan.^[36]

Pada tahun 1961, ilmuwan Berkeley mengklaim penemuan unsur 103 dalam reaksi kalifornium dengan ion boron dan karbon. Mereka mengklaim produksi isotop ²⁵⁷103, dan juga mengklaim telah menyintesis isotop yang meluruh melalui peluruhan alfa dari unsur 102 yang memiliki waktu paruh 15 detik dan energi peluruhan alfa 8,2 MeV. Mereka menetapkan ini pada ²⁵⁵102 tanpa memberikan alasan untuk penetapan tersebut. Nilainya tidak sesuai dengan yang sekarang dikenal dengan ²⁵⁵No, meskipun mereka setuju dengan yang sekarang dikenal dengan ²⁵⁷No, dan walaupun isotop ini mungkin berperan dalam percobaan ini, penemuannya tidaklah meyakinkan.^[36]

Pekerjaan pada unsur 102 juga dilanjutkan di Dubna, dan pada tahun 1964, eksperimen dilakukan di sana untuk mendeteksi produk peluruhan alfa dari isotop elemen 102 dengan menyintesis unsur 102 dari reaksi target uranium-238 dengan ion neon. Produk tersebut dibawa sepanjang foil penangkap perak dan dimurnikan secara kimia, dan isotop ²⁵⁰Fm dan ²⁵²Fm terdeteksi. Hasil ²⁵²Fm ditafsirkan sebagai bukti bahwa induknya ²⁵⁶102 juga disintesis: seperti yang dicatat bahwa ²⁵²Fm juga dapat diproduksi langsung dalam reaksi ini dengan emisi simultan partikel alfa dengan surplus neutron, langkah-langkah diambil untuk memastikan bahwa ²⁵²Fm tidak bisa langsung ke penangkap foil. Waktu paruh yang terdeteksi untuk ²⁵⁶102 adalah 8 detik, yang jauh lebih tinggi daripada nilai tahun 1967 yang lebih modern (3,2 ± 0,2) detik.^[36] Eksperimen lebih lanjut dilakukan pada tahun 1966 untuk ²⁵⁴102, menggunakan reaksi ²⁴³Am(¹⁵N,4n)²⁵⁴102 dan ²³⁸U(²²Ne,6n)²⁵⁴102, menemukan waktu paruh (50 ± 10) detik: pada saat itu perbedaan antara nilai ini dan nilai Berkeley sebelumnya tidak dapat dipahami, meskipun pekerjaan selanjutnya membuktikan bahwa pembentukan isomer ^250mFm lebih kecil kemungkinannya dalam eksperimen Dubna dibandingkan eksperimen Berkeley. Bila dipikir, hasil Dubna pada ²⁵⁴102 mungkin benar dan sekarang dapat dianggap sebagai deteksi konklusif unsur 102.^[36]

Satu lagi percobaan yang sangat meyakinkan dari Dubna diterbitkan pada tahun 1966, sekali lagi menggunakan dua reaksi yang sama, yang menyimpulkan bahwa ²⁵⁴102 memang memiliki waktu paruh lebih lama dari 3 detik yang diklaim oleh Berkeley.^[36] Pekerjaan selanjutnya pada tahun 1967 di Berkeley dan tahun 1971 di Laboratorium Nasional Oak Ridge sepenuhnya mengonfirmasi penemuan unsur 102 dan mengklarifikasi pengamatan sebelumnya.^[39] Pada bulan Desember 1966, kelompok Berkeley mengulangi percobaan Dubna dan mengonfirmasi sepenuhnya, dan menggunakan data ini untuk akhirnya menetapkan dengan benar isotop yang telah mereka sintesis sebelumnya tetapi belum dapat diidentifikasi pada saat itu, dan dengan demikian mengklaim telah menemukan nobelium pada tahun 1958 hingga 1961.^[39]

238
92U + 22
10Ne → 260
102No^* → 254
102No + 6 10n

Pada tahun 1969, tim Dubna melakukan percobaan kimia pada unsur 102 dan menyimpulkan bahwa ia berperilaku sebagai homolog iterbium yang lebih berat. Para ilmuwan Rusia mengusulkan nama joliotium (Jo) untuk unsur baru itu dari Irène Joliot-Curie, yang baru saja meninggal, menciptakan kontroversi penamaan unsur yang tidak akan terselesaikan selama beberapa dekade, dengan masing-masing kelompok menggunakan nama yang diusulkan sendiri.^[39][41]

Pada tahun 1992, IUPAC-IUPAP Transfermium Working Group (TWG) menilai kembali klaim penemuan dan menyimpulkan bahwa hanya pekerjaan Dubna dari tahun 1966 yang secara tepat mendeteksi dan menetapkan peluruhan ke inti atom dengan nomor atom 102 pada saat itu. Oleh karena itu, tim Dubna secara resmi diakui sebagai penemu nobelium meskipun ada kemungkinan bahwa itu terdeteksi di Berkeley pada tahun 1959.^[36] Keputusan ini dikritik oleh Berkeley pada tahun berikutnya, menyebut pembukaan kembali kasus unsur 101 hingga 103 sebagai "buang-buang waktu", sedangkan Dubna setuju dengan keputusan IUPAC.^[40]

Pada tahun 1994, sebagai bagian dari upaya penyelesaian kontroversi penamaan unsur, IUPAC meratifikasi nama untuk unsur 101–109. Untuk unsur 102, mereka meratifikasi nama nobelium (No) atas dasar bahwa nama itu telah mengakar dalam literatur selama 30 tahun dan bahwa Alfred Nobel harus diperingati dengan cara ini.^[42] Karena protes atas nama tahun 1994, yang sebagian besar tidak menghormati pilihan para penemu, periode komentar pun terjadi, dan pada tahun 1995 IUPAC menamai unsur 102 sebagai flerovium (Fl) sebagai bagian dari proposal baru, dari Georgy Flyorov atau Laboratorium Reaksi Nuklir Flerov eponimnya.^[43] Proposal ini juga tidak diterima, dan pada tahun 1997 nama nobelium dipulihkan.^[42] Saat ini nama flerovium, dengan lambang yang sama, mengacu pada unsur 114.^[44]

Fisik

Dalam tabel periodik, nobelium terletak di sebelah kanan aktinida mendelevium, di sebelah kiri aktinida lawrensium, dan di bawah lantanida iterbium. Logam nobelium belum pernah disiapkan dalam jumlah banyak, dan persiapan massal saat ini tidak mungkin dilakukan.^[46] Namun demikian, sejumlah prediksi dan beberapa hasil percobaan pendahuluan telah dilakukan mengenai sifat-sifatnya.^[46]

Lantanida dan aktinida, dalam keadaan logam, dapat ada sebagai logam divalen (seperti europium dan iterbium) atau trivalen (kebanyakan lantanida lainnya). Yang pertama memiliki konfigurasi fⁿs², sedangkan yang kedua memiliki konfigurasi fⁿ⁻¹d¹s². Pada tahun 1975, Johansson dan Rosengren meneliti nilai energi kohesif (entalpi kristalisasi) lantanida dan aktinida metalik yang diukur dan diprediksi, baik sebagai logam divalen maupun trivalen.^[47][48] Kesimpulannya adalah bahwa peningkatan energi ikatan konfigurasi [Rn]5f¹³6d¹7s² dibandingkan konfigurasi [Rn]5f¹⁴7s² untuk nobelium tidak cukup untuk mengompensasi energi yang dibutuhkan untuk mempromosikan satu elektron 5f ke 6d, sama seperti untuk aktinida akhir: dengan demikian einsteinium, fermium, mendelevium, dan nobelium diperkirakan menjadi logam divalen, meskipun untuk nobelium prediksi ini belum terkonfirmasi.^[47] Meningkatnya dominasi keadaan divalen jauh sebelum deret aktinida berakhir dikaitkan dengan stabilisasi relativistik elektron 5f, yang meningkat dengan meningkatnya nomor atom: efek dari ini adalah bahwa nobelium lebih dominan divalen daripada trivalen, tidak seperti semua lantanida dan aktinida lainnya.^[49] Pada tahun 1986, logam nobelium diperkirakan memiliki entalpi sublimasi antara 126 kJ/mol, nilai yang mendekati nilai einsteinium, fermium, dan mendelevium dan mendukung teori bahwa nobelium akan membentuk logam divalen.^[46] Seperti aktinida akhir divalen lainnya (sekali lagi kecuali lawrensium trivalen), logam nobelium seharusnya memiliki struktur kristal kubus berpusat muka.^[3] Logam nobelium divalen seharusnya memiliki jari-jari logam sekitar 197 pm.^[46] Titik lebur nobelium diperkirakan mencapai 827 °C, nilai yang sama seperti yang diprediksikan untuk unsur tetangganya, mendelevium.^[50] Massa jenisnya diperkirakan sekitar 9,9 ± 0,4 g/cm³.^[3]

Kimia

Kimia nobelium tidak sepenuhnya dicirikan dan hanya diketahui dalam larutan berair, di mana ia dapat mengambil keadaan oksidasi +3 atau +2, yang terakhir menjadi yang lebih stabil.^[37] Sebagian besar diperkirakan sebelum penemuan nobelium bahwa dalam larutan, ia akan berperilaku seperti aktinida lainnya, dengan keadaan trivalen yang dominan; namun, pada tahun 1949, Seaborg meramalkan bahwa keadaan +2 juga akan relatif stabil untuk nobelium, karena ion No²⁺ akan memiliki konfigurasi elektron keadaan dasar [Rn]5f¹⁴, termasuk kulit 5f¹⁴ yang terisi stabil. Butuh sembilan belas tahun sebelum prediksi ini dikonfirmasi.^[51]

Pada tahun 1967, percobaan dilakukan untuk membandingkan perilaku kimia nobelium dengan terbium, kalifornium, dan fermium. Keempat unsur tersebut direaksikan dengan klorin dan klorida yang dihasilkan disimpan di sepanjang tabung, di mana mereka dibawa oleh gas. Ditemukan bahwa nobelium klorida yang dihasilkan teradsorpsi kuat pada permukaan padat, membuktikan bahwa ia tidak volatil, seperti klorida dari tiga unsur lain yang diteliti. Namun, baik NoCl₂ maupun NoCl₃ diperkirakan menunjukkan perilaku nonvolatil dan karenanya percobaan ini tidak dapat disimpulkan karena keadaan oksidasi nobelium yang disukai tidak diketahui.^[51] Penentuan kesukaan nobelium pada keadaan +2 harus menunggu hingga tahun depan, ketika eksperimen kromatografi penukar kation dan kopresipitasi dilakukan pada sekitar 50.000 atom ²⁵⁵No, menemukan bahwa perilakunya berbeda dari aktinida lain dan lebih mirip logam alkali tanah divalen. Ini membuktikan bahwa dalam larutan berair, nobelium paling stabil dalam keadaan divalen ketika pengoksidasi kuat tidak ada.^[51] Eksperimen selanjutnya pada tahun 1974 menunjukkan bahwa nobelium terelusi dengan logam alkali tanah, antara Ca²⁺ dan Sr²⁺.^[51] Nobelium adalah satu-satunya unsur blok-f yang dikenal dengan keadaan +2 yang paling umum dan stabil dalam larutan berair. Ini terjadi karena celah energi yang besar antara orbital 5f dan 6d pada akhir deret aktinida.^[52]

Diperkirakan bahwa stabilisasi relativistik subkulit 7s sangat mendestabilisasi nobelium dihidrida, NoH₂, dan stabilisasi relativistik spinor 7p_1/2 di atas spinor 6d_3/2 mengartikan bahwa keadaan tereksitasi dalam atom nobelium memiliki kontribusi 7s dan 7p alih-alih kontribusi 6d yang diperkirakan. Jarak No–H yang panjang dalam molekul NoH₂ dan transfer muatan yang signifikan menyebabkan ionisitas ekstrem dengan momen dipol sebesar 5,94 D untuk molekul ini. Dalam molekul ini, nobelium diperkirakan menunjukkan perilaku seperti golongan utama, khususnya bertindak seperti logam alkali tanah dengan konfigurasi kulit valensi ns² dan orbital 5f mirip intinya.^[53]

Kemampuan mengomplekskan nobelium dengan ion klorida paling mirip dengan barium, yang kompleksnya agak lemah.^[51] Kemampuan kompleksnya dengan sitrat, oksalat, dan asetat dalam larutan berair 0,5 M amonium nitrat adalah antara kalsium dan stronsium, meskipun agak lebih dekat dengan stronsium.^[51]

Potensial reduksi standar pasangan E°(No³⁺→No²⁺) diperkirakan pada tahun 1967 antara +1,4 dan +1,5 V;^[51] kemudian ditemukan pada tahun 2009 hanya sekitar +0,75 V.^[54] Nilai positif menunjukkan bahwa No²⁺ lebih stabil daripada No³⁺ dan No³⁺ adalah zat pengoksidasi yang baik. Walaupun nilai yang dikutip untuk E°(No²⁺→No⁰) dan E°(No³⁺→No⁰) bervariasi di antara sumber, perkiraan standar yang diterima adalah −2,61 dan −1,26 V.^[51] Telah diperkirakan bahwa nilai untuk pasangan E°(No⁴⁺→No³⁺) akan menjadi +6,5 V.^[51] Energi pembentukan Gibbs untuk No³⁺ dan No²⁺ masing-masing diperkirakan sebesar −342 dan −480 kJ/mol.^[51]

Atom

Sebuah atom nobelium memiliki 102 elektron. Mereka diperkirakan tersusun dalam konfigurasi [Rn]5f¹⁴7s² (lambang istilah keadaan dasar ¹S₀), meskipun verifikasi eksperimental konfigurasi elektron ini belum dilakukan hingga tahun 2006. Enam belas elektron dalam subkulit 5f dan 7s adalah elektron valensi.^[46] Dalam membentuk senyawa, tiga elektron valensi dapat hilang, meninggalkan inti [Rn]5f¹³: ini sesuai dengan tren yang ditetapkan oleh aktinida lain dengan konfigurasi elektron [Rn]5fⁿ dalam keadaan tripositif. Namun demikian, kemungkinan besar hanya dua elektron valensi yang hilang, meninggalkan inti [Rn]5f¹⁴ yang stabil dengan kulit 5f¹⁴ yang terisi. Potensial ionisasi pertama nobelium diukur paling banyak (6,65 ± 0,07) eV pada tahun 1974, berdasarkan asumsi bahwa elektron 7s akan terionisasi sebelum elektron 5f;^[55] nilai ini belum disempurnakan lebih lanjut karena kelangkaan nobelium dan radioaktivitasnya yang tinggi.^[56] Jari-jari ionik No³⁺ heksakoordinat dan oktakoordinat telah diperkirakan sebelumnya pada tahun 1978 masing-masing sekitar 90 dan 102 pm;^[51] jari-jari ionik No²⁺ telah ditemukan secara eksperimental sebesar 100 pm hingga dua angka signifikan.^[46] Entalpi hidrasi No²⁺ telah dihitung sebesar 1486 kJ/mol.^[51]

Isotop

Tiga belas isotop nobelium telah diketahui, dengan nomor massa mulai dari 249 hingga 260 dan 262; semuanya bersifat radioaktif.^[57][58] Selain itu, isomer nuklir terdapat pada nomor massa 250, 251, 253, dan 254.^[59][60] Dari jumlah tersebut, isotop yang berumur paling panjang adalah ²⁵⁹No dengan waktu paruh 58 menit, dan isomer yang berumur paling panjang adalah ^251mNo dengan waktu paruh dari 1,7 detik.^[59][60] Namun, isotop ²⁶¹No yang masih belum ditemukan diperkirakan masih memiliki waktu paruh lebih lama, yaitu 170 menit.^[59][60] Selain itu, ²⁵⁵No yang berumur lebih pendek (waktu paruh 3,1 menit) lebih sering digunakan dalam eksperimen kimia karena dapat diproduksi dalam jumlah yang lebih besar dari penyinaran kalifornium-249 dengan ion karbon-12.^[57] Setelah ²⁵⁹No dan ²⁵⁵No, isotop nobelium yang paling stabil berikutnya adalah ²⁵³No (waktu paruh 1,62 menit), ²⁵⁴No (51 detik), ²⁵⁷No (25 detik), ²⁵⁶No (2,91 detik), dan ²⁵²No (2,57 detik).^[57][59][60] Semua isotop nobelium yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari satu detik, dan isotop nobelium berumur terpendek yang diketahui (²⁵⁰No) memiliki waktu paruh hanya 0,25 milidetik.^[57][59][60] Isotop ²⁵⁴No sangat menarik secara teoretis karena berada di tengah rangkaian inti prolat dari ²³¹Pa hingga ²⁷⁹Rg, dan pembentukan isomer nuklirnya (dua di antaranya diketahui) dikendalikan oleh orbital proton seperti 2f_5/2 yang datang tepat di atas kulit proton bulat; ia dapat disintesis dalam reaksi ²⁰⁸Pb dengan ⁴⁸Ca.^[61]

Waktu paruh isotop nobelium meningkat dengan lancar dari ²⁵⁰No hingga ²⁵³No. Namun, penurunan muncul pada ²⁵⁴No, dan setelah itu waktu paruh isotop nobelium genap−genap turun tajam karena fisi spontan menjadi mode peluruhan yang dominan. Misalnya, waktu paruh ²⁵⁶No hampir tiga detik, tetapi waktu paruh ²⁵⁸No hanya 1,2 milidetik.^[57][59][60] Ini menunjukkan bahwa pada nobelium, tolakan timbal balik proton menimbulkan batas wilayah inti berumur panjang dalam deret aktinida.^[62] Isotop nobelium genap−ganjil sebagian besar terus memiliki waktu paruh yang lebih lama karena jumlah massanya meningkat, dengan penurunan tren pada ²⁵⁷No.^[57][59][60]

Isotop nobelium sebagian besar diproduksi dengan membombardir target aktinida (uranium, plutonium, kurium, kalifornium, atau einsteinium), dengan pengecualian nobelium-262, yang diproduksi sebagai turunan dari lawrensium-262.^[57] Isotop yang paling umum digunakan, ²⁵⁵No, dapat dihasilkan dari pembombardiran kurium-248 atau kalifornium-249 dengan karbon-12: metode terakhir lebih umum. Menyinari target kalifornium-249 350 μg cm⁻² dengan tiga triliun (3 × 10¹²) ion karbon-12 73 MeV per detik selama sepuluh menit dapat menghasilkan sekitar 1200 atom nobelium-255.^[57]

Setelah nobelium-255 diproduksi, ia dapat dipisahkan dengan cara yang sama seperti yang digunakan untuk memurnikan aktinida tetangga, mendelevium. Momentum putaran dari atom nobelium-255 yang dihasilkan digunakan untuk membawa mereka jauh secara fisik dari target dari mana mereka diproduksi, membawa mereka ke sebuah foil logam tipis (biasanya berilium, aluminium, platina, atau emas) tepat di belakang sasaran dalam ruang hampa: ini biasanya digabungkan dengan menjebak atom nobelium dalam atmosfer gas (biasanya helium), dan membawanya bersama dengan semburan gas dari lubang kecil di ruang reaksi. Menggunakan tabung kapilar panjang, dan termasuk aerosol kalium klorida dalam gas helium, atom nobelium dapat diangkut lebih dari puluhan meter.^[63] Lapisan tipis nobelium yang dikumpulkan pada foil kemudian dapat dihilangkan dengan asam encer tanpa melarutkan foil sepenuhnya.^[63] Nobelium kemudian dapat diisolasi dengan memanfaatkan kecenderungannya untuk membentuk keadaan divalen, tidak seperti aktinida trivalen lainnya: di bawah kondisi elusi yang biasanya digunakan (asam fosfat bis-(2-etilheksil) (HDEHP) sebagai fase organik diam dan asam klorida 0,05 M sebagai fase berair bergerak, atau menggunakan asam klorida 3 M sebagai eluen dari kolom resin penukar kation), nobelium akan melewati kolom dan terelusi sementara aktinida trivalen lainnya tetap berada di kolom.^[63] Namun, jika foil emas "penangkap" langsung digunakan, prosesnya diperumit oleh kebutuhan untuk memisahkan emas menggunakan kromatografi penukar anion sebelum mengisolasi nobelium dengan elusi dari kolom ekstraksi kromatografi menggunakan HDEHP.^[63]

• Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; et al. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. 
• Beiser, A. (2003). Concepts of modern physics (edisi ke-6). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC 48965418. 
• Hoffman, D. C.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. T. (2000). The Transuranium People: The Inside Story. World Scientific. ISBN 978-1-78-326244-1. 
• Silva, Robert J. (2011). "Chapter 13. Fermium, Mendelevium, Nobelium, and Lawrencium". Dalam Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements . Netherlands: Springer. hlm. 1621–1651. doi:10.1007/978-94-007-0211-0_13. ISBN 978-94-007-0210-3. 
• Zagrebaev, V.; Karpov, A.; Greiner, W. (2013). "Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years?". Journal of Physics: Conference Series. 420 (1): 012001. arXiv:1207.5700  . Bibcode:2013JPhCS.420a2001Z. doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001. ISSN 1742-6588.  Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Nobelium.

Lihat entri Nobelium di kamus bebas Wiktionary.

• (Inggris) Bagan Nuklida Diarsipkan 10 Oktober 2018 di Wayback Machine. nndc.bnl.gov
• (Inggris) Laboratorium Nasional Los Alamos – Nobelium
• (Inggris) WebElements.com - Nobelium
• (Inggris) Nobelium di The Periodic Table of Videos (Universitas Nottingham)