Ајнштајниум — вештачки елемент со симбол Es и атомски број 99. Член на актиноид серија, тоа е седмиот поурански елемент.
Елементот бил откриен како составен дел на остатоците од првата експлозија на водородна експлозија во 1952 година и именувана по Алберт Ајнштајн. Неговиот најчест изотоп einsteinium-253 (полуживот 20,47 дена) се произведува вештачки од распаѓање на californium -253 во неколку посветени моќни јадрени реактори со вкупен принос од еден милиграм годишно. Синтезата на реакторот е проследена со комплексен процес на одвојување на еинстеиниум-253 од други актиноиди и производи од нивното распаѓање. Други изотопи се синтетизираат во различни лаборатории, но во многу помали количини, со бомбардирање на тешки актиноидни елементи со лесни јони. Благодарение на малите количини на произведени еинтеиниум и краткиот полуживот на најлесно произведениот изотоп, во моментов практично нема практични апликации надвор од основните научни истражувања. Особено, ајнстеиниум се користи за синтеза, за првпат, 17 атоми на новиот елемент менделевиум во 1955 година.
Ајнштајн е мек, сребрен, парамагнетски метал. Нејзината хемија е типична за доцните актиноиди, со превласт на оксидациската состојба +3; +2 оксидациската состојба е исто така достапна, особено во цврсти материи. Високата радиоактивност на einsteinium-253 произведува видлив сјај и брзо ја оштетува својата кристална метална решетка со ослободена топлина од околу 1000 вати по грам. Тешкотии во проучувањето на нејзините својства се должи на einsteinium-253 распаѓање е да berkelium -249 а потоа californium -249 по стапка од околу 3% дневно. Изотопот на einsteinium со најдолг полуживот, einsteinium-252 (полуживот 471,7 дена) би бил посоодветен за испитување на физичките својства, но се докажал многу потешко да се произведе и е достапен само во мали количини, а не рефус.Ајнштајн . periodic.lanl.gov Ајнштајнумот е елементот со највисок атомски број кој е забележан во макроскопските количества во чиста форма, а тоа е обичниот краткотраен изотоп einsteinium-253.Haire, стр. 1579
Како и сите вештачки трансуранозни елементи, изотопите на ајнштаниумот се многу радиоактивни и се сметаат за високо опасни за здравјето при ингестија.Hammond C. R. "The elements" in
Историја лево|мини| Ајнштајнумот првпат беше забележан во последиците од јадрената проба на Ivy Mike.
Ајнштајнумот првпат беше идентификуван во декември 1952 година од Алберт Џирсо и соработници на Универзитетот во Калифорнија, Беркли, во соработка со националните лаборатории Аргон и Лос Аламос, во последиците од јадрената проба на Иви Мајк. Тестот беше спроведен на 1 ноември 1952 година во Атлетот Енеметка во Тихиот Океан и беше првиот успешен тест на водородната бомба. Првично испитување на остатоците од експлозијата покажало производство на нов изотоп на плутониум, , што може да се формира само со апсорпција на шест неутрони од јадрото на ураниум-238, проследено со две бета-распади.
^{238}_{92}U ->[\ce{+ 6(n,\gamma)}][-2\ \beta^-]{} ^{244}_{94}Pu
Во тоа време, апсорпцијата на повеќе неутрони се сметаше за исклучително редок процес, но идентификацијата на покажаа дека уште повеќе неутрони може да бидат заробени од јадрата на ураниумот, со што се создаваат нови елементи потешки од калифорниум. лево|мини| Елементот беше откриен од страна на тим на чело со Алберт Џирсо. Ghiorso и соработниците ги анализирале документите за филтер, кои биле пренесен преку експлозивниот облак на авиони (истата техника за земање мостри која била користена за откривање на ).Seaborg, стр. 39 Поголеми количини на радиоактивен материјал подоцна беа изолирани од коралните остатоци на атолот, кои беа испорачани во САД . Одделувањето на суспектните нови елементи беше спроведено во присуство на раствор од лимонска киселина / амониум пуфер во слабо кисела средина ( рН ≈ 3,5), користејќи јонска размена на покачени температури; На крајот беа пронајдени помалку од 200 атоми на ајнштаниум.John Emsley Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements, Oxford University Press, 2003, pp. 133–135 Сепак, елементот 99 (einsteinium), имено неговиот 253 Es изотоп, може да се детектира преку неговата карактеристична високоенергетска алфа-распаѓање на 6,6 MeV. Бил произведен со заробување на 15 неутрони од јадра на ураниум-238, проследено со седум бета-распади, и имал полуживот од 20,5 дена. Таквата апсорпција на повеќе неутрони беше овозможена од густината на густината на неутронските флуксни текови за време на детонацијата, така што новоформираните тешки изотопи имале многу достапни неутрони за апсорбирање пред да можат да се дезинтегрираат во полесни елементи. Зафаќањето на неутроните првично го зголеми бројот на масата без да го промени атомскиот број на нуклидот, а истовремените бета-распади резултирале со постепено зголемување на атомскиот број: ^{238}_{92}U ->[\ce{+15n}][6 \beta^-] ^{253}_{98}Cf ->[\beta^-] ^{253}_{99}Es Меѓутоа, некои 238 U-атоми можат да апсорбираат два дополнителни неутрони (вкупно 17), што резултира со 255 Ес, како и во изотопот од 255 Fm на друг нов елемент, фермиум.254 Es, 254 Fm и 253 Fm нема да бидат произведени поради недостаток на бета распаѓање во 254 Cf и 253 Es Откривањето на новите елементи и придружните нови податоци за повеќекратно собирање на неутроните првично биле чувани во тајност по наредба на САД воена до 1955 година поради тензиите на Студената војна и конкуренцијата со Советскиот Сојуз во јадрените технологии. Google Books Google Books Сепак, брзото зафаќање на толку многу неутрони ќе обезбеди потребна директна експериментална потврда на таканаречената апсорпција на апсорпција на неутрони на г-процес потребна за објаснување на космичката нуклеосинтеза (производство) на одредени тешки хемиски елементи (потешки од никел) во експлозии на супернови бета распаѓање. Таквиот процес е потребен за да се објасни постоењето на многу стабилни елементи во универзумот.Byrne, J. Neutrons, Nuclei, and Matter, Dover Publications, Mineola, NY, 2011, (pbk.) pp. 267.
Во меѓувреме, во лабораториите Беркли и Аргон беа произведени изотопи на елементот 99 (како и на нов елемент 100, фермиум ), во јадрена реакција помеѓу азот- 14 и ураниум-238, а подоцна и со интензивно неутронско зрачење на плутониум или калифорниум:
^{252}_{98}Cf ->[\ce{(n,\gamma)}] ^{253}_{98}Cf ->[\beta^-][17.81 \ce{d}] ^{253}_{99}Es ->[\ce{(n,\gamma)}] ^{254}_{99}Es ->[\beta^-] ^{254}_{100}Fm
Овие резултати беа објавени во неколку статии во 1954 година со одрекувањето дека тие не биле првите студии што биле спроведени на елементите. Тимот на Беркли, исто така, објави некои резултати за хемиските својства на ајнштајнумот и фермиумот.Seaborg, GT; Томпсон, С.Г .; Харви, Б.Г. и Чоппин, Г.Р. (23 јули 1954) "Хемиски својства на елементите 99 и 100", Лабораторија за зрачење, Универзитет во Калифорнија, Беркли, UCRL-2591 Резултатите на Ivy Mike беа декласифицирани и објавени во 1955 година. десно|мини| Елементот беше именуван по Алберт Ајнштајн. Во откривањето на елементите 99 и 100, американските тимови се натпреваруваа со група во Нобеловиот институт за физика, Стокхолм, Шведска. Кон крајот на 1953 година - почетокот на 1954 година, шведската група успеала во синтезата на светли изотопи на елементот 100, особено 250 Fm, со бомбардирање на ураниум со јадра на кислород. Овие резултати беа објавени во 1954 година. Сепак, приоритетот на тимот на Беркли беше општо признаен, бидејќи неговите публикации му претходеа на шведскиот напис, а тие беа засновани на претходно неизложените резултати од термојадрената експлозија од 1952 година; така што на тимот на Беркли им беше дадена привилегија да ги именуваат новите елементи. Како што напорите што доведоа до дизајнот на Ајви Мајк беа со кодно име Project PANDA, елементот 99 беше шега наречен "Пандамониум" но официјалните имиња предложени од групата Беркли извлечени од два истакнати научници, Алберт Ајнштајн и Енрико Ферми : "Предложуваме за името на елементот со атомскиот број 99, ајнштаниум (симбол Е) по Алберт Ајнштајн и за името на елементот со атомски број 100, фермиум (симбол Fm), по Енрико Ферми". И Ајнштајн и Ферми умреле меѓу времето кога првично биле предложени имињата и кога биле објавени. Откривањето на овие нови елементи го објави Алберт Џирсо на првата Женевска атомска конференција одржана на 8-20 август 1955 година. Симболот за einsteinium за првпат беше даден како "E", а подоцна се промени во "Es" од IUPAC.Haire, стр. 1577Seaborg, G.T. (1994) Modern alchemy: selected papers of Glenn T. Seaborg, World Scientific, p. 6, .
Особености
Физички мини| Сјај поради интензивното зрачење од ~ 300 μг од 253 Es.Haire, стр. 1580 Ајнштајниумот е вештачки, сребрено-бел, радиоактивен метал. Во периодниот систем, се наоѓа десно од actinide калифорниум, лево од actinide фермиум и под лантаноидниот холмиум со кој има многу сличности во физичките и хемиските својства. Неговата густина е 8,84 г/см3 е пониска од онаа на californium (15.1 г/см3 ) и е речиси иста како онаа на холмиум (8.79 г/см3 ), и покрај тоа што атомскиот ајнштајн е многу потежок од холмиум. Точка на топење на ајнштаниум (860 °C) е исто така релативно ниско - под калифорниум (900 °C), фермиум (1527 °C) и холмиум (1461 °C).Hammond C. R. "The elements" in Haire, RG (1990) "Одлики на трансплутониумските метали (Am-Fm)", во: Прирачник за метали, том. 2, 10-то издание, (АСМ Интернационал, Материјал парк, Охајо), стр. 1198-1201. Ајнштајнумот е мек метал, со модул на само 15 GPa, чија вредност е една од најниските кај не- алкалните метали.Haire, стр. 1591
Спротивно на полесните актиноиди калифорниум, берклиум, кириум и америциум кои кристализираат во двојна шестаголна структура во амбиентални услови, се верува дека ајнштаниумот има симетрична кубика ( fcc ) центрирана со просторна група Fm m и константата на решетката a = 575 часот. Сепак, постои извештај на соба температура шестаголни einsteinium метал со 398 = часот и c = 650 часот, на кој се обратија во фаза FCC при загревање на 300 °C.
Самоповредувањето предизвикано од радиоактивноста на ајнштаниумот е толку силно што брзо ја уништува кристалната решетка Гринвуд, стр. 1268 а ослободувањето на енергија за време на овој процес, 1000 вати по грам од 253 ЕС, предизвикува видлив сјај.Haire, стр. 1579 Овие процеси може да придонесат за релативно ниската густина и точката на топење на ајнштаниумот. draft manuscript Понатаму, поради малата големина на расположливите примероци, точката на топење на ајнштаниумот често се добива преку набљудување на примерокот што се загрева во електронскиот микроскоп.Seaborg, стр. 61 Така, површинските ефекти кај мали примероци може да ја намалат вредноста на точката на топење.
Металот е двовалентен и има значително висока нестабилност. Со цел да се намали оштетувањето на само-зрачење, повеќето мерења на цврстиот ајнштајум и неговите соединенија се изведуваат веднаш по топлински жарење.Seaborg, стр. 52 Исто така, некои соединенија се изучуваат во атмосферата на гасот за редукција, на пример H 2 O + HCl за EsOCl, така што примерокот делумно се загрева за време на неговото распаѓање.Seaborg, стр. 60
Освен самоуништувањето на цврстиот ајнштајум и неговите соединенија, другите суштински потешкотии во проучувањето на овој елемент вклучуваат недостиг - најчестиот 253 Es изотоп е достапен само еднаш или двапати годишно во сума милиграмски количини - и самозатушеност поради брзото претворање на еинтеиниум во берклиеум, а потоа на калифорниум со стапка од околу 3,3% дневно:Seaborg, стр. 55
Така, повеќето примероци од еинстеиниум се контаминирани, а нивните вродени својства често се добиваат со екстраполација на експерименталните податоци акумулирани со текот на времето. Други експериментални техники за заобиколување на проблемот со контаминација вклучуваат селективно оптичко возбудување на еинстеиниумските јони од страна на подеслив ласер, како што е при проучувањето на нејзините својства на луминисценција.Seaborg, стр. 76