Meitnerium

Meitnerium on radioaktiivinen siirtymäalkuaineisiin kuuluva keinotekoinen metallimainen alkuaine. Sen kemiallinen merkki on Mt ja järjestysluku 109.^[1] Väristä ei ole täyttä varmuutta, mutta luultavimmin se on hopeisenvaaleaa tai harmaata^[2]. Kemiallisia kokeita meitneriumille ei ole tehty, minkä vuoksi yhtäkään alkuaineen perusominaisuutta ei ole määritetty kokeellisesti. Tiedot perusominaisuuksista perustuvat näin ollen vain teoreettisiin laskelmiin. ^[3]

Hassium ← Meitnerium → Darmstadtium Ir ↑ Mt ↓ -       Koko taulukko
Yleistä
Nimi	Meitnerium
Tunnus	Mt
Järjestysluku	109
Luokka	siirtymämetalli
Lohko	d-lohko
Ryhmä	9
Jakso	7
Löytövuosi, löytäjä	1982, Peter Armbrusterin ja Gottfried Münzenbergin ryhmä
Atomiominaisuudet
Atomipaino (Ar)	(278)
Orbitaalirakenne	[Rn]5f146d77s2
Elektroneja elektronikuorilla	2, 8, 18, 32, 32, 15, 2
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto	luultavasti kiinteä
Muuta
Ominaislämpökapasiteetti	luotettavaa dataa ei saatavissa kJ/(kg K)
CAS-numero	54038-01-6
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa

Meitneriumin vakaimman isotoopin ²⁷⁸Mt puoliintumisaika on noin 5 sekuntia^[1][2].

Historia

Peter Armbrusterin ja Gottfried Münzenbergin johtama saksalainen tutkijaryhmä löysi meitneriumin vuonna 1982 Gesellschaft für Schwerionenforschung -tutkimuslaitoksessa (GSI) Darmstadtissa Saksassa^[2][3]. Armbruster ryhmänsä kanssa valmisti yhden atomin meitnerium-266-isotooppia pommittamalla vismutin isotooppia ²⁰⁹Bi raudan isotoopin ⁵⁸Fe ytimillä lineaarista kiihdytintä käyttämällä^[4].

Meitnerium-266-isotoopin (²⁶⁶Mt) fuusioitumisen reaktioyhtälö:

²⁰⁹Bi + ⁵⁸Fe → ²⁶⁶Mt + ¹n   ^[5]

Muodostuneen meitnerium-266-isotoopin puoliintumisaika on noin 3 millisekuntia^[1]. Löydös vahvistettiin kolme vuotta myöhemmin Dubnassa Joint institute for Nuclear Research tutkimuslaitoksessa ^[1][6]. Kuusi vuotta myöhemmin valmistettiin samaa isotooppia kaksi atomia^[7]

Meitnerium sai nimensä vuonna 1997 itävaltalais-ruotsalaisen fyysikon Lise Meitnerin mukaan ^[1]. Sen väliaikainen IUPAC:n mukainen nimi ennen virallista nimeämistä oli unnilennium (Une)^[8].

Ominaisuudet

Meitnerium on keinotekoinen alkuaine. Oletettavasti huoneenlämpötilassa (298 K) meitnerium esiintyy kiinteänä. Väriltään se on todennäköisesti hopeanvaaleaa tai harmaata. Meitnerium kuuluu jaksollisessa järjestelmässä ryhmään 9 ja jaksoon 7 sekä d-lohkoon.^[5] Ainuttakaan meitneriumin perusominaisuutta ei ole vielä määritetty kokeellisesti, vaan nämä perustuvat laskennallisiin arvioihin^[3].

Elektronikuoren rakenne ^[4]:

1s²

2s² 2p⁶

3s² 3p⁶ 3d¹⁰

4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴

5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 5f¹⁴

6s² 6p⁶ 6d⁷

7s²

Vuoteen 2016 mennessä meitneriumia ei ole käytetty muissa kuin tutkimustarkoituksissa ja sitä on valmistettu muutamia atomeja. Todennäköisesti sitä ei koskaan tulla eristämään silmin havaittavia määriä.^[2] Tämä johtuu siitä, että meitnerium hajoaa erittäin nopeasti alfahiukkasten emissiolla^[5]. Meitneriumilla ei ole biologisia käyttökohteita ja radioaktiivisuutensa takia se on myös myrkyllistä ^[8].

Meitneriumin atomimassa on 268 u ja sen kovalenttinen säde on 1,29 Å^[1]. Meitneriumin laskettu tiheys huoneenlämpötilassa on 37,4 g/cm³. Se on toiseksi suurin tunnetuista alkuaineiden tiheyksistä.^[8]

Isotoopit

Meitneriumilla on viisitoista isotooppia, joista kaikki ovat radioaktiivisia^[8]. Puoliintumisaika tiedetään yhdeksälle näistä isotoopeista. Vakain isotooppi on ²⁷⁸Mt, jonka puoliintumisaika on noin 5 sekuntia. Suurin osa meitneriumin isotoopeista hajoaa alfahajoamisen (α) kautta, mutta osa isotoopeista hajoaa spontaanin fission (SF) kautta pienemmiksi ytimiksi.^[1]

Taulukko 2. Meitneriumin tunnettuja isotooppeja, niiden atomimassat, puoliintumisajat ja hajoamistavat.^[1]

Isotooppi	Atomimassa (u)	Puoliintumisaika	Hajoamistapa
266Mt	266,137	~ 3 ms	α, SF
267Mt	267,137	19 ms	α
268Mt	268,139	~ 0,02 s	α
270Mt	270,140	~ 0,8 s	α
274Mt	274,147	~ 0,4 s	α
275Mt	275,149	~ 9,7 ms	α
276Mt	276,152	~ 0,6 s	α
277Mt	277,153	~ 5 ms	SF
278Mt	278,156	~ 5 s