Коперницијум

Коперницијум је први пут синтетисан 9. фебруара 1996. године на ГСИ институту за истраживање тешких јона у Дармштату, Немачка, а синтезу је начинио тим научника предвођен Сигурдом Хофманом и Виктором Ниновим.^[13] Елемент је направљен тако што су научници у убрзивачу (акцелератору) тешких јона „испаљивали” екстремно брза атомска језгра изотопа цинка-70 на мету сачињену од језгара атома олова-208. На тај начин добијен је само један атом коперницијума са масеним бројем 277.^[13] Наводно је добијен и други атом, али се касније испоставило да је те податке фалсификовао Нинов.

208
82Pb + 70
30Zn → 278
112Cn* → 277
112Cn + 1
0n

У мају 2000. научници при ГСИ институту успешно су поновили експеримент, при чему су успели да синтетишу још један атом коперницијума-277.^[14][15] Ову реакцију су поновили и научници на јапанском институту RIKEN 2004. и 2013. године у склопу пројекта „потраге за супертешким елементима користећи сепаратор испуњен гасом на бази повратне спреге” када су синтетисали још три атома овог елемента и тиме потврдили податке о његовом распаду које је објавио ГСИ тим.^[16]

Етимологија

Према Мендељејевљевој номенклатури за неименоване и неоткривене елементе, коперницијум се требао звати ека-жива. IUPAC је 1979. године објавио препоруке према којим се овај елемент требао називати унунбијум (са одговарајућим симболом Uub),^[17] што представља систематско и привремено име за елемент, све док се он не открије (и његово откриће не потврди), након чега се доноси одлука о трајном називу. Иако су такав систем назива заиста користиле заједнице хемичара, научника на свим нивоима, од школа до напредних приручника, постоји велики број научника који су игнорисали такве препоруке, па су овај елемент звали елемент 112 и означавали га симболима Е112, (112) или чак само 112.^[4] Након што је откриће елемента 112 потврђено, IUPAC је затражио од ГСИ института предлог за трајно име елемента 112.^[18] Они су 14. јула 2009. предложили назив коперницијум са симболом Cp по презимену средњовековног астронома и математичара Николе Коперника, како су навели „у част врхунског научника, који је променио наш поглед на свет”.^[19] Након шестомесечног разматрања,^[20] IUPAC није прихватио предложени симбол Cp, јер се до 1950-их тај симбол користио за касиопеијум, елемент који је данас познат као лутецијум (Lu).^[21] Из тог разлога, IUPAC је одбио кориштење симбола Cp, те је од ГСИ тима захтевао да се уместо тога користи симбол Cn као алтернатива. На 537. годишњицу рођења Николе Коперника, 19. фебруара 2010. IUPAC је званично објавио предложени назив и симбол елемента 112.^[20]

Хемијске

Коперницијум је десети и посљедњи члан 6d серије и најтежи члан 12. групе хемијских елемената у периодном систему, испод цинка, кадмијума и живе. Предвиђа се да би се његове особине могле значајно разликовати од особина лакших елемената из 12. групе. Валентне s-подљуске елемената 12. групе и елемената из 7. периоде, према очекивањима научника, могле би бити релативистички скраћене, а та појава би се изузетно снажно могла испољити управо код овог елемента. Та претпоставка као и конфигурација затворених љусака коперницијума вероватно би резултирала тиме да би он био готово племенити метал. Његове металне везе би такође требале бити веома слабе, могуће да би због њих он могао бити екстремно нестабилан, попут племенитих гасова и могуће је да би био и у гасовитом стању при собној температури.^[4][22] Ипак, он би требао бити у могућности градити међуметалне везе са бакром, паладијумом, платином, сребром и златом; а предвиђа се да би ове везе могле бити само око 15–20 kJ/mol слабије него аналогне везе са живом.^[4]

Физичке

Коперницијум би требао бити веома тешки метал густине од приближно 23,7 g/cm³ у чврстом стању; поређења ради, најгушћи познати елемент чија густина је поуздано измерена је осмијум, чија густина износи „само” 22,59 g/cm³. Овако велика густина резултат је велике атомске тежине коперницијума, контракције лантаноида и актиноида те релативистичких ефеката, међутим да би се густина могла измерити било би потребно произвести довољну количину овог елемента што је непрактично, а уз то би се узорак врло брзо распао.^[4] Ипак, неке калкулације предвиђају да би коперницијум могао бити и гасовит при собној температури, што би у том случају био први гасовити метал у периодном систему^[4][22] (други би могао бити флеровијум, ека-олово), а разлоге би требало тражити у затвореним љускама у електронским конфигурацијама коперницијума и флеровијума.^[23] Очекује се да би атомски радијус коперницијума могао износити око 147 pm. Због релативистичке стабилизације 7s орбитале и дестабилизације 6d орбитале, за јоне Cn⁺ и Cn²⁺ се предвиђа да би могли отпуштати 6d уместо 7s електрона, што је супротно понашању његових лакших хомолога.^[4]

Поред релативистичких контракција и везивања 7s подљуске, за 6d_5/2 орбиталу се очекује да би могла бити дестабилизована због спин-орбиталне интеракције, чинећи је да се понаша на сличан начин као 7s орбитала у аспектима величине, облика и енергије. Прорачуни начињени 2007. године наводе да би се коперницијум могао понашати као полупроводник^[24] са енергијским процепом између врпци од око 0,2 eV,^[25] те да би се кристализовао у хексагоналној густо пакованој кристалној структури.^[25] Ипак, накнадни прорачуни из 2017. и 2018. сугеришу да би коперницијум можда могао бити и племенити метал при стандардним условима са просторно центрираном кубном кристалном структуром, те према томе не би могао имати процеп између врпци, попут живе, мада се за густину стања на Фермијевом нивоу очекује да буде мања код коперницијума него код живе.^[26][27] Попут живе, радона и флеровијума, али за разлику од оганесона (ека-радона), прорачуни показују да коперницијум не би требао да има афинитет према електрону.^[28]

Коперницијум на Викимедијиној остави.

• Copernicium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Chemical Data. Copernicium - Cn, Royal Chemical Society
• Chart of Nuclides Архивирано на сајту Wayback Machine (20. фебруар 2017), Brookhaven National Laboratory