Эйнштейний (Es) — это синтетический, высокорадиоактивный неорганический химический элемент с атомным номером 99, относящийся к актинидам.
Не встречается в природе, был открыт в 1952 году в продуктах термоядерного взрыва и назван в честь Альберта Эйнштейна.
Используется исключительно в научных исследованиях.
[Einsteinium; по имени нем. амер. физика А. Эйнштейна (A. Einstein)], Es — искусственно полученный радиоактивный химический элемент.
Атомный номер 99; относится к актиноидам.
Для эйнштейний характерны степени окисления+ 3 и + 2; более устойчива степень окисления + 3.
Первый идентифицированный изотоп 253Es извлечен из радиоактивной пыли, собранной в 1952 после взрыва американского термоядерного устройства.
1. Агрегатное состояние: Твердый металл при комнатной температуре.
2. Внешний вид: Предполагается, что это серебристо-белый металл, как и другие актиниды.
3. Плотность: Расчетная плотность составляет около 8,84 г/см³.
4. Температура плавления: Приблизительно 860 °C.
6. Температура кипения: Оценочно около 996 °C.
7. Радиоактивность: Все изотопы эйнштейния высокорадиоактивны, что затрудняет его изучение.
Самый долгоживущий изотоп, 252Es, имеет период полураспада около 472 суток, а 253Es (часто используемый для исследований) — около 20,5 суток.
Интенсивное излучение вызывает саморазогрев и быстрое разрушение кристаллической решетки.
8. Мягкость: Предполагается, что это мягкий металл.
9. Магнитные свойства: Является парамагнетиком.
10. Летучесть: Характеризуется относительно высокой летучестью.
Интересный факт: эйнштейний (вместе с фермием) был впервые обнаружен в радиоактивных осадках (обломках) после первого в мире испытания термоядерной (водородной) бомбы.
✅ Степени окисления:
+3 (наиболее стабильная): Это наиболее характерная и устойчивая степень окисления для эйнштейния, как и для большинства других актинидов.
В водных растворах эйнштейний обычно существует в виде ионов Es3+, которые могут придавать раствору зелёную окраску.
+2 (устойчивая): Эйнштейний также может проявлять степень окисления +2.
Это важная особенность, которая становится всё более выраженной по мере продвижения к концу ряда актинидов.
Что делает эйнштейний похожим на европий и иттербий среди лантанидов.
Соединения Es2+ (например, некоторые дигалогениды, такие как EsCl2, EsBr2, EsI2) были синтезированы и изучены.
Переход между Es3+ и Es2+ имеет потенциал около −1,55 В.
+4 (гипотетическая): Существуют теоретические предположения о возможности существования степени окисления +4.
Но она пока не была подтверждена экспериментально или обнаружена в практических условиях.
✅Электронная конфигурация:
Предполагаемая электронная конфигурация внешних оболочек:
[Rn]5f117s2.
Стабильность степеней окисления +2 и +3 связана с относительно легким удалением 7s электронов и последующим участием 5f электронов.
✅ Реактивность:
Как типичный актинид, эйнштейний предположительно является реакционноспособным металлом.
Известно, что он реагирует с кислородом, паром и кислотами, но проявляет инертность по отношению к щелочам.
При контакте с водой или кислородом образует оксиды (например, Es2O3).
Способен образовывать различные твёрдые соединения, такие как оксиды (Es2O3), галогениды (EsCl3, EsBr3, EsI3, а также дигалогениды EsBr2, EsI2) и оксогалогениды (EsOCl).
✅ Комплексообразование:
Ионы эйнштейния, особенно Es3+, способны образовывать комплексные соединения в растворах с различными лигандами.
Его поведение в комплексообразовании в целом соответствует поведению других актинидов со степенью окисления +3.
Этот изотоп образовался в результате захвата во время взрыва ядрами 238U 15 нейтронов и последующих бета-распадов.
Известны 14 изотопов Es с массовыми числами от 243 до 256. Наиболее долгоживущие — альфа-радиоактивный изотоп 254Es с периодом полураспада 276 дней и изотоп 252Es с периодом полураспада 140 дней.
Из изотопов Es легче всего получается (в ядерном реакторе) изотоп 253Es — альфа-излучатель с периодом полураспада 20 дней.
При более длительном облучении в реакторе образуется также изотоп 254Es. Данных относительно получения Эйнштейний в металлическом состоянии нет.
Мишени из изотопа 253Es используют для синтеза более тяжелых трансплутониевых элементов.
Эйнштейний (Es) является синтетическим элементом и не встречается в природе. Его получают исключительно искусственным путем в специализированных ядерных лабораториях.
✅ Существуют два основных метода получения эйнштейния:
Бомбардировка тяжелых элементов нейтронами в ядерных реакторах (многоступенчатый захват нейтронов):
Это основной метод получения эйнштейния, особенно его наиболее стабильных изотопов, таких как Es253 и Es254.
Мишени: В качестве исходных материалов используются более легкие актиниды, такие как изотопы плутония (Pu), америция (Am), кюрия (Cm) или калифорния (Cf).
Процесс: Эти мишени подвергаются длительному и интенсивному облучению нейтронами в мощных ядерных реакторах с высоким нейтронным потоком (например, в высокопоточном изомерном реакторе (HFIR) в Ок-Ридже, США).
В ходе процесса происходит последовательный захват нейтронов и серия бета-распадов (когда нейтрон превращается в протон, увеличивая атомный номер).
Этот каскад реакций приводит к образованию все более тяжелых элементов, включая эйнштейний.
Пример: Начиная с 244Cm, последовательные захваты нейтронов и бета-распады приводят к образованию 252Cf, а затем 253Es и других изотопов эйнштейния.
Бомбардировка более легких элементов тяжелыми ионами в ускорителях частиц (циклотронах):
Этот метод используется для получения конкретных, часто более короткоживущих, изотопов эйнштейния, которые не могут быть эффективно получены нейтронным облучением.
Мишени: Могут использоваться мишени из легких актинидов, таких как уран (U) или плутоний (Pu).
Снаряды: Мишени бомбардируются ускоренными тяжелыми ионами (например, ионами углерода, азота, кислорода или неона).
Ядерная реакция: В результате столкновения и слияния ядер образуются более тяжелые элементы, включая различные изотопы эйнштейния.
Из-за своей высокой радиоактивности, очень короткого периода полураспада даже у самых стабильных изотопов.
А также крайне малых количеств, в которых он может быть получен, эйнштейний не имеет никаких практических или коммерческих применений за пределами строго научных исследований.
Его использование ограничено фундаментальными научными исследованиями, где он служит:
Исследовательским инструментом для изучения свойств трансактинидных и сверхтяжелых элементов: Эйнштейний находится на «границе» известной Периодической таблицы.
Его изучение помогает ученым понять химические и физические свойства элементов с очень высоким атомным номером, предсказать поведение еще более тяжелых элементов и проверить теоретические модели.
Мишенью для синтеза новых, более тяжелых элементов: Некоторые изотопы эйнштейния, такие как 254Es или 253Es, могут использоваться в качестве мишеней в ускорителях частиц для получения новых, еще более тяжелых элементов, например, менделевия (Md) путем бомбардировки альфа-частицами.
Мясоедов Б. Ф. [и др.]. Аналитическая химия трансплутониевых элементов.; Хайд Э., Перлман И., Сиборг Г. Ядерные свойства тяжелых элементов, в. 1. Пер. с англ.
Нет не встречается в природе. Он производится исключительно искусственно в ядерных лабораториях.
Не имеет практических или коммерческих применений. Его используют только в фундаментальных научных исследованиях,
Все изотопы эйнштейния чрезвычайно радиоактивны и имеют короткие периоды полураспада (самый стабильный 252Es имеет период полураспада около 472 суток, 253Es — около 20,5 суток).