El seaborgio es un elemento químico sintético ; tiene símbolo Sg y número atómico 106. Lleva el nombre del químico nuclear estadounidense Glenn T. Seaborg . Como elemento sintético, se puede crear en un laboratorio pero no se encuentra en la naturaleza. También es radiactivo ; Los isótopos más estables conocidos tienen vidas medias del orden de varios minutos.
En la tabla periódica de los elementos, es un elemento transactínido del bloque d . Es miembro del séptimo período y pertenece al grupo de elementos 6 como cuarto miembro de la serie 6d de metales de transición . Los experimentos químicos han confirmado que el seaborgio se comporta como el homólogo más pesado del tungsteno en el grupo 6. Las propiedades químicas del seaborgio se caracterizan sólo en parte, pero se comparan bien con la química de los otros elementos del grupo 6.
En 1974, se produjeron algunos átomos de seaborgio en laboratorios de la Unión Soviética y Estados Unidos. La prioridad del descubrimiento y, por tanto, la denominación del elemento fue objeto de disputa entre científicos soviéticos y estadounidenses, y no fue hasta 1997 que la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) estableció seaborgio como nombre oficial del elemento. Es uno de los dos únicos elementos que llevan el nombre de una persona viva en el momento de nombrarlo, el otro es oganesson , elemento 118. [b]
Un núcleo atómico superpesado [c] se crea en una reacción nuclear que combina otros dos núcleos de tamaño desigual [d] en uno; A grandes rasgos, cuanto más desiguales sean los dos núcleos en términos de masa , mayor será la posibilidad de que los dos reaccionen. [17] El material formado por los núcleos más pesados se convierte en un objetivo, que luego es bombardeado por el haz de núcleos más ligeros. Dos núcleos sólo pueden fusionarse en uno si se acercan lo suficiente; normalmente, los núcleos (todos cargados positivamente) se repelen entre sí debido a la repulsión electrostática . La interacción fuerte puede superar esta repulsión, pero sólo a una distancia muy corta de un núcleo; Por tanto, los núcleos del haz se aceleran mucho para que dicha repulsión sea insignificante en comparación con la velocidad del núcleo del haz. [18] La energía aplicada a los núcleos del haz para acelerarlos puede hacer que alcancen velocidades de hasta una décima parte de la velocidad de la luz . Sin embargo, si se aplica demasiada energía, el núcleo del haz puede desmoronarse. [18]
Acercarse lo suficiente por sí solo no es suficiente para que dos núcleos se fusionen: cuando dos núcleos se acercan, generalmente permanecen juntos durante aproximadamente 10 −20 segundos y luego se separan (no necesariamente en la misma composición que antes de la reacción) en lugar de formar un núcleo. núcleo único. [18] [19] Esto sucede porque durante el intento de formación de un solo núcleo, la repulsión electrostática desgarra el núcleo que se está formando. [18] Cada par de un objetivo y un haz se caracteriza por su sección transversal : la probabilidad de que se produzca la fusión si dos núcleos se acercan entre sí expresada en términos del área transversal que la partícula incidente debe chocar para que se produzca la fusión. . [e] Esta fusión puede ocurrir como resultado del efecto cuántico en el que los núcleos pueden hacer túneles a través de la repulsión electrostática. Si los dos núcleos pueden permanecer cerca durante esa fase, múltiples interacciones nucleares dan como resultado una redistribución de la energía y un equilibrio energético. [18]
La fusión resultante es un estado excitado [22] , denominado núcleo compuesto , y por tanto es muy inestable. [18] Para alcanzar un estado más estable, la fusión temporal puede fisionarse sin la formación de un núcleo más estable. [23] Alternativamente, el núcleo compuesto puede expulsar algunos neutrones , lo que se llevaría la energía de excitación; si este último no fuera suficiente para la expulsión de neutrones, la fusión produciría un rayo gamma . Esto sucede aproximadamente 10-16 segundos después de la colisión nuclear inicial y da como resultado la creación de un núcleo más estable. [23] La definición del Grupo de Trabajo Conjunto (JWP) de la IUPAC/IUPAP establece que un elemento químico sólo puede reconocerse como descubierto si un núcleo del mismo no se ha desintegrado en 10 −14 segundos. Este valor se eligió como una estimación de cuánto tiempo le toma a un núcleo adquirir electrones y así mostrar sus propiedades químicas. [24] [f]
El rayo atraviesa el objetivo y llega a la siguiente cámara, el separador; si se produce un nuevo núcleo, este es transportado con este haz. [26] En el separador, el núcleo recién producido se separa de otros nucleidos (el del haz original y cualquier otro producto de reacción) [g] y se transfiere a un detector de barrera de superficie , que detiene el núcleo. Se marca la ubicación exacta del próximo impacto en el detector; también están marcadas su energía y el momento de la llegada. [26] La transferencia tarda unos 10 −6 segundos; Para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. [29] El núcleo se registra nuevamente una vez que se registra su desintegración, y se miden la ubicación, la energía y el tiempo de la desintegración. [26]
La estabilidad de un núcleo es proporcionada por la interacción fuerte. Sin embargo, su alcance es muy corto; A medida que los núcleos crecen, su influencia sobre los nucleones más externos ( protones y neutrones) se debilita. Al mismo tiempo, el núcleo se desgarra por la repulsión electrostática entre protones y su alcance no está limitado. [30] La energía de enlace total proporcionada por la interacción fuerte aumenta linealmente con el número de nucleones, mientras que la repulsión electrostática aumenta con el cuadrado del número atómico, es decir, este último crece más rápido y se vuelve cada vez más importante para los núcleos pesados y superpesados. [31] [32] Por lo tanto, se predice teóricamente que los núcleos superpesados [33] y hasta ahora se ha observado [34] que se desintegran predominantemente a través de modos de desintegración causados por dicha repulsión: desintegración alfa y fisión espontánea . [h] Casi todos los emisores alfa tienen más de 210 nucleones, [36] y el nucleido más ligero que sufre principalmente fisión espontánea tiene 238. [37] En ambos modos de desintegración, las barreras de energía correspondientes para cada modo inhiben la desintegración de los núcleos , pero pueden ser atravesado por un túnel. [31] [32]
Las partículas alfa se producen comúnmente en desintegraciones radiactivas porque la masa de una partícula alfa por nucleón es lo suficientemente pequeña como para dejar algo de energía para que la partícula alfa se use como energía cinética para salir del núcleo. [39] La fisión espontánea es causada por la repulsión electrostática que desgarra el núcleo y produce varios núcleos en diferentes casos de fisión de núcleos idénticos. [32] A medida que aumenta el número atómico, la fisión espontánea rápidamente se vuelve más importante: las vidas medias parciales de la fisión espontánea disminuyen en 23 órdenes de magnitud desde el uranio (elemento 92) al nobelio (elemento 102), [40] y en 30 órdenes de magnitud del torio (elemento 90) al fermio (elemento 100). [41] El modelo anterior de gota de líquido sugería así que la fisión espontánea se produciría casi instantáneamente debido a la desaparición de la barrera de fisión para los núcleos con aproximadamente 280 nucleones. [32] [42] El modelo de capa nuclear posterior sugirió que los núcleos con aproximadamente 300 nucleones formarían una isla de estabilidad en la que los núcleos serían más resistentes a la fisión espontánea y sufrirían principalmente desintegración alfa con vidas medias más largas. [32] [42] Descubrimientos posteriores sugirieron que la isla prevista podría estar más lejos de lo previsto originalmente; También demostraron que los núcleos intermedios entre los actínidos de larga vida y la isla predicha se deforman y obtienen estabilidad adicional debido a los efectos de las capas. [43] Los experimentos con núcleos superpesados más ligeros, [44] así como con aquellos más cercanos a la isla esperada, [40] han demostrado una estabilidad mayor de la prevista anteriormente contra la fisión espontánea, lo que muestra la importancia de los efectos de las capas en los núcleos. [i]
Las desintegraciones alfa son registradas por las partículas alfa emitidas, y los productos de desintegración son fáciles de determinar antes de la desintegración real; Si tal desintegración o una serie de desintegraciones consecutivas produce un núcleo conocido, el producto original de una reacción puede determinarse fácilmente. [j] (Que todas las desintegraciones dentro de una cadena de desintegración estuvieran realmente relacionadas entre sí se establece por la ubicación de estas desintegraciones, que deben estar en el mismo lugar). [26] El núcleo conocido puede reconocerse por las características específicas de la desintegración sufre como energía de desintegración (o más específicamente, la energía cinética de la partícula emitida). [k] Sin embargo, la fisión espontánea produce varios núcleos como productos, por lo que el nucleido original no puede determinarse a partir de sus hijos. [l]
La información de que disponen los físicos que desean sintetizar un elemento superpesado es, por tanto, la información recogida en los detectores: ubicación, energía y tiempo de llegada de una partícula al detector, así como de su desintegración. Los físicos analizan estos datos y tratan de concluir que efectivamente fue causado por un nuevo elemento y no podría haber sido causado por un nucleido diferente al afirmado. A menudo, los datos proporcionados son insuficientes para llegar a la conclusión de que definitivamente se creó un nuevo elemento y no hay otra explicación para los efectos observados; Se han cometido errores en la interpretación de los datos. [metro]Tras las afirmaciones de la observación de los elementos 104 y 105 en 1970 por Albert Ghiorso et al. En el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore se llevó a cabo una búsqueda del elemento 106 utilizando proyectiles de oxígeno-18 y el objetivo de californio-249 utilizado anteriormente. [55] Se informaron varias desintegraciones alfa de 9,1 MeV y ahora se cree que se originan en el elemento 106, aunque esto no se confirmó en ese momento. En 1972, el acelerador HILAC recibió mejoras en su equipo, lo que impidió que el equipo repitiera el experimento, y no se realizó el análisis de datos durante el cierre. [55] Esta reacción se intentó de nuevo varios años después, en 1974, y el equipo de Berkeley se dio cuenta de que sus nuevos datos coincidían con los de 1971, para asombro de Ghiorso. Por lo tanto, el elemento 106 podría haber sido descubierto en 1971 si los datos originales se hubieran analizado más cuidadosamente. [55]
Dos grupos afirmaron haber descubierto el elemento . La evidencia inequívoca del elemento 106 fue reportada por primera vez en 1974 por un equipo de investigación ruso en Dubna dirigido por Yuri Oganessian , en el que objetivos de plomo-208 y plomo-207 fueron bombardeados con iones acelerados de cromo-54 . En total, se observaron cincuenta y un eventos de fisión espontánea con una vida media de entre cuatro y diez milisegundos . Después de haber descartado reacciones de transferencia de nucleones como causa de estas actividades, el equipo concluyó que la causa más probable de las actividades era la fisión espontánea de isótopos del elemento 106. Inicialmente se sugirió que el isótopo en cuestión era el seaborgio-259, pero se posteriormente corregido a seaborgio-260. [56]
Unos meses más tarde, en 1974, investigadores como Glenn T. Seaborg, Carol Alonso y Albert Ghiorso de la Universidad de California, Berkeley , y E. Kenneth Hulet del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, también sintetizaron el elemento [57] bombardeando un californio. -249 con iones de oxígeno-18 , utilizando un equipo similar al que se había utilizado para la síntesis del elemento 104 cinco años antes, observando al menos setenta desintegraciones alfa , aparentemente del isótopo seaborgio-263m con una vida media de0,9 ± 0,2 segundos. La hija alfa, rutherfordio-259, y su nieta, nobelio-255, se habían sintetizado previamente y las propiedades observadas aquí coincidían con las conocidas anteriormente, al igual que la intensidad de su producción. La sección transversal de la reacción observada, 0,3 nanobarns , también coincidió bien con las predicciones teóricas. Estos reforzaron la asignación de los eventos de desintegración alfa al seaborgio-263m. [56]
Así surgió una disputa a partir de las afirmaciones iniciales contrapuestas de descubrimiento, aunque a diferencia del caso de los elementos sintéticos hasta el elemento 105 , ninguno de los equipos de descubridores decidió anunciar nombres propuestos para los nuevos elementos, evitando así temporalmente una controversia sobre los nombres de los elementos . La disputa sobre el descubrimiento, sin embargo, se prolongó hasta 1992, cuando el Grupo de Trabajo IUPAC/IUPAP Transfermium (TWG), formado para poner fin a la controversia sacando conclusiones sobre las afirmaciones de descubrimiento de los elementos 101 a 112 , concluyó que la síntesis soviética de El seaborgio-260 no fue lo suficientemente convincente, "carece de curvas de rendimiento y resultados de selección angular", mientras que la síntesis estadounidense de seaborgio-263 fue convincente debido a que estaba firmemente anclado a núcleos hijos conocidos. Como tal, el GTT reconoció al equipo de Berkeley como descubridor oficial en su informe de 1993. [56]
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Seaborg había sugerido previamente al GTT que si Berkeley fuera reconocido como el descubridor oficial de los elementos 104 y 105, podrían proponer el nombre kurchatovium (símbolo Kt) para el elemento 106 en honor al equipo de Dubna, que había propuesto este nombre para el elemento 104 después Igor Kurchatov , ex jefe del programa de investigación nuclear soviético . Sin embargo, debido al empeoramiento de las relaciones entre los equipos competidores después de la publicación del informe del GTT (debido a que el equipo de Berkeley no estuvo de acuerdo con vehemencia con las conclusiones del GTT, especialmente con respecto al elemento 104), el equipo de Berkeley abandonó la consideración de esta propuesta. [58] Después de ser reconocidos como descubridores oficiales, el equipo de Berkeley comenzó a decidir seriamente un nombre:
...nos dieron crédito por el descubrimiento y el correspondiente derecho a nombrar el nuevo elemento. Los ocho miembros del grupo Ghiorso sugirieron una amplia gama de nombres en honor a Isaac Newton, Thomas Edison, Leonardo da Vinci, Fernando de Magallanes, el mítico Ulises, George Washington y Finlandia, la tierra natal de un miembro del equipo. Durante un largo período no hubo foco ni liderazgo.
Entonces, un día, Al [Ghiorso] entró en mi oficina y me preguntó qué pensaba sobre nombrar el elemento 106 "seaborgio". Me quedé anonadado. [59]—Glenn Seaborg
Eric, el hijo de Seaborg, recordaba el proceso de nombramiento de la siguiente manera: [60]
Con ocho científicos involucrados en el descubrimiento que sugerían tantas buenas posibilidades, Ghiorso desesperaba de llegar a un consenso, hasta que una noche se despertó con una idea. Se acercó a los miembros del equipo uno por uno, hasta que siete de ellos estuvieron de acuerdo. Luego le dijo a su amigo y colega desde hace 50 años: "Tenemos siete votos a favor de nombrar el elemento 106 como seaborgio. ¿Dará su consentimiento?" Mi padre quedó estupefacto y, tras consultar a mi madre, estuvo de acuerdo. [60]
—Eric Seaborg
El nombre seaborgio y el símbolo Sg fueron anunciados en la 207ª reunión nacional de la Sociedad Química Estadounidense en marzo de 1994 por Kenneth Hulet, uno de los co-descubridores. [59] Sin embargo, la IUPAC resolvió en agosto de 1994 que un elemento no podía llevar el nombre de una persona viva, y Seaborg todavía estaba vivo en ese momento. Así, en septiembre de 1994, la IUPAC recomendó un conjunto de nombres en los que los nombres propuestos por los tres laboratorios (el tercero era el Centro GSI Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados en Darmstadt , Alemania ) con reclamaciones en competencia sobre el descubrimiento de los elementos 104 a 109 eran se trasladó a varios otros elementos, en los que el rutherfordio (Rf), la propuesta de Berkeley para el elemento 104, se trasladó al elemento 106, y el seaborgio se eliminó por completo como nombre. [58]
Esta decisión desató una tormenta de protestas en todo el mundo por ignorar el derecho del descubridor histórico a nombrar nuevos elementos y contra la nueva regla retroactiva contra nombrar elementos en honor a personas vivas; la Sociedad Química Estadounidense apoyó firmemente el nombre seaborgio para el elemento 106, junto con todas las demás propuestas de nombres estadounidenses y alemanes para los elementos 104 a 109, aprobando estos nombres para sus revistas desafiando a la IUPAC. [58] Al principio, la IUPAC se defendió y un miembro estadounidense de su comité escribió: "Los descubridores no tienen derecho a nombrar un elemento. Tienen derecho a sugerir un nombre. Y, por supuesto, no lo hicimos". infringir eso en absoluto." Sin embargo, Seaborg respondió:
Esta sería la primera vez en la historia que a los descubridores reconocidos e indiscutibles de un elemento se les niega el privilegio de nombrarlo. [59]
—Glenn Seaborg
Cediendo a la presión pública, la IUPAC propuso un compromiso diferente en agosto de 1995, en el que se restableció el nombre de seaborgio para el elemento 106 a cambio de la eliminación de todas las otras propuestas estadounidenses excepto una, que encontró una respuesta aún peor. Finalmente, la IUPAC rescindió estos compromisos previos e hizo una nueva recomendación final en agosto de 1997, en la que se adoptaron todas las propuestas estadounidenses y alemanas para los elementos 104 a 109, incluido el seaborgio para el elemento 106, con la única excepción del elemento 105, denominado dubnio. reconocer las contribuciones del equipo de Dubna a los procedimientos experimentales de síntesis de transactínidos. Esta lista fue finalmente aceptada por la Sociedad Química Estadounidense, que escribió: [58]
En aras de la armonía internacional, el Comité aceptó a regañadientes el nombre "dubnio" para el elemento 105 en lugar de "hahnio" [la propuesta estadounidense], que se ha utilizado durante mucho tiempo en la literatura. Nos complace observar que 'seaborgio' es ahora el nombre aprobado internacionalmente para el elemento 106. [58]
- Sociedad Química Americana
Seaborg comentó sobre el nombre:
No hace falta decir que estoy orgulloso de que los químicos estadounidenses hayan recomendado que el elemento 106, que se encuentra debajo del tungsteno (74), se llame 'seaborgio'. Esperaba con ansias el día en que los investigadores químicos se refirieran a compuestos como cloruro de seaborgo, nitrato de seaborgo y, quizás, seaborgato de sodio.
Este es el mayor honor que jamás me han concedido; creo que incluso mejor que ganar el Premio Nobel. [n] Los futuros estudiantes de química, al aprender sobre la tabla periódica, pueden tener motivos para preguntarse por qué el elemento recibió mi nombre y, por lo tanto, aprender más sobre mi trabajo. [59]—Glenn Seaborg
Seaborg murió un año y medio después, el 25 de febrero de 1999, a la edad de 86 años. [59]
Los elementos superpesados como el seaborgio se producen bombardeando elementos más ligeros en aceleradores de partículas que inducen reacciones de fusión . Mientras que la mayoría de los isótopos del seaborgio se pueden sintetizar directamente de esta manera, algunos más pesados solo se han observado como productos de desintegración de elementos con números atómicos más altos . [63]
Dependiendo de las energías involucradas, las reacciones de fusión que generan elementos superpesados se dividen en "calientes" y "frías". En las reacciones de fusión en caliente, proyectiles muy ligeros y de alta energía se aceleran hacia objetivos muy pesados ( actínidos ), dando lugar a núcleos compuestos con alta energía de excitación (~40–50 MeV ) que pueden fisionarse o evaporarse varios (3 a 5) neutrones. [63] En las reacciones de fusión fría, los núcleos fusionados producidos tienen una energía de excitación relativamente baja (~10–20 MeV), lo que disminuye la probabilidad de que estos productos sufran reacciones de fisión. A medida que los núcleos fusionados se enfrían hasta el estado fundamental , requieren la emisión de sólo uno o dos neutrones y, por lo tanto, permiten la generación de más productos ricos en neutrones. [64] Este último es un concepto distinto de aquel en el que se afirma que la fusión nuclear se logra en condiciones de temperatura ambiente (ver fusión fría ). [sesenta y cinco]
Seaborgio no tiene isótopos estables o naturales. En el laboratorio se han sintetizado varios isótopos radiactivos, ya sea fusionando dos átomos o observando la desintegración de elementos más pesados. Se han informado trece isótopos diferentes de seaborgio con números de masa 258–269 y 271, cuatro de los cuales, seaborgio-261, -263, -265 y -267, tienen estados metaestables conocidos . Todos estos se desintegran únicamente mediante desintegración alfa y fisión espontánea, con la única excepción del seaborgio-261 que también puede sufrir captura de electrones hasta dubnio-261. [66]
Existe una tendencia hacia el aumento de las vidas medias de los isótopos más pesados, aunque los isótopos pares e impares son generalmente más estables que sus isótopos pares pares vecinos , porque el neutrón impar genera mayores obstáculos a la fisión espontánea; [67] entre los isótopos de seaborgio conocidos, la desintegración alfa es el modo de desintegración predominante en los núcleos pares-impares, mientras que la fisión domina en los núcleos pares-pares . Tres de los isótopos más pesados conocidos, 267 Sg, 269 Sg y 271 Sg, son también los de vida más larga, con vidas medias del orden de varios minutos. [66] Se predice que algunos otros isótopos en esta región tendrán vidas medias comparables o incluso más largas. Además, 263 Sg, 265 Sg, 265 m Sg y 268 Sg [9] tienen vidas medias medidas en segundos. Todos los isótopos restantes tienen vidas medias medidas en milisegundos, con la excepción del isótopo de vida más corta, el 261m Sg, con una vida media de sólo 9,3 microsegundos. [2]
Los isótopos ricos en protones de 258 Sg a 261 Sg se produjeron directamente mediante fusión fría; Todos los isótopos más pesados se produjeron a partir de la repetida desintegración alfa de los elementos más pesados hasio , darmstadtio y flerovium , con la excepción de los isótopos 263 m Sg, 264 Sg, 265 Sg y 265 m Sg, que se produjeron directamente por fusión en caliente mediante irradiación de objetivos de actínidos.
Se han medido muy pocas propiedades del seaborgio o sus compuestos; esto se debe a su producción extremadamente limitada y costosa [68] y al hecho de que el seaborgio (y sus padres) se descompone muy rápidamente. Se han medido algunas propiedades singulares relacionadas con la química, pero las propiedades del metal seaborgio siguen siendo desconocidas y sólo se dispone de predicciones.
Se espera que Seaborgio sea un sólido en condiciones normales y asuma una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo , similar a su congénere más ligero , el tungsteno. [4] Las primeras predicciones estimaron que debería ser un metal muy pesado con una densidad de alrededor de 35,0 g/cm 3 , [3] pero los cálculos de 2011 y 2013 predijeron un valor algo menor, de 23 a 24 g/cm 3 . [5] [6]
Seaborgio es el cuarto miembro de la serie 6d de metales de transición y el miembro más pesado del grupo 6 de la tabla periódica, por debajo del cromo , el molibdeno y el tungsteno . Todos los miembros del grupo forman una diversidad de oxoaniones. Representan fácilmente el estado de oxidación de su grupo de +6, aunque es altamente oxidante en el caso del cromo, y este estado se vuelve cada vez más estable a la reducción a medida que el grupo desciende: de hecho, el tungsteno es el último de los metales de transición 5d donde los cuatro electrones 5d participan en el enlace metálico . [69] Como tal, el seaborgio debería tener +6 como su estado de oxidación más estable, tanto en fase gaseosa como en solución acuosa, y este es el único estado de oxidación positivo que se conoce experimentalmente; los estados +5 y +4 deberían ser menos estables, y el estado +3, el más común para el cromo, sería el menos estable para el seaborgio. [3]
Esta estabilización del estado de oxidación más alto ocurre en los primeros elementos 6d debido a la similitud entre las energías de los orbitales 6d y 7s, ya que los orbitales 7s están estabilizados relativistamente y los orbitales 6d están desestabilizados relativistamente. Este efecto es tan grande en el séptimo período que se espera que el seaborgio pierda sus electrones 6d antes que sus electrones 7s (Sg, [Rn]5f 14 6d 4 7s 2 ; Sg + , [Rn]5f 14 6d 3 7s 2 ; Sg 2 + , [Rn]5f 14 6d 3 7s 1 ; Sg 4+ , [Rn]5f 14 6d 2 ; Sg 6+ , [Rn]5f 14 ). Debido a la gran desestabilización del orbital 7s, Sg IV debería ser incluso más inestable que W IV y debería oxidarse muy fácilmente a Sg VI . El radio iónico previsto para el ion hexacoordinado Sg 6+ es de 65 pm, mientras que el radio atómico previsto para el seaborgio es de 128 pm. Sin embargo, aún se espera que la estabilidad del estado de oxidación más alto disminuya a medida que Lr III > Rf IV > Db V > Sg VI . Algunos potenciales de reducción estándar previstos para iones de seaborgio en solución acuosa ácida son los siguientes: [3]
El seaborgio debería formar un hexafluoruro muy volátil (SgF 6 ), así como un hexacloruro moderadamente volátil (SgCl 6 ), pentacloruro (SgCl 5 ) y oxicloruros SgO 2 Cl 2 y SgOCl 4 . [7] Se espera que SgO 2 Cl 2 sea el más estable de los oxicloruros de seaborgio y el menos volátil de los oxicloruros del grupo 6, con la secuencia MoO 2 Cl 2 > WO 2 Cl 2 > SgO 2 Cl 2 . [3] Se espera que los compuestos volátiles de seaborgio (VI) SgCl 6 y SgOCl 4 sean inestables ante la descomposición en compuestos de seaborgio (V) a altas temperaturas, de forma análoga al MoCl 6 y MoOCl 4 ; Esto no debería suceder con el SgO 2 Cl 2 debido a la brecha de energía mucho mayor entre los orbitales moleculares más ocupados y los más bajos desocupados , a pesar de las fuerzas similares de los enlaces Sg-Cl (de manera similar al molibdeno y al tungsteno). [70]
El molibdeno y el tungsteno son muy similares entre sí y muestran diferencias importantes con el cromo más pequeño, y se espera que el seaborgio siga bastante de cerca la química del tungsteno y el molibdeno, formando una variedad aún mayor de oxoaniones, siendo el más simple de ellos el seaborgate, SgO.2-4
, que se formaría a partir de la rápida hidrólisis de Sg(H
2Oh)6+
6, aunque esto ocurriría con menos facilidad que con el molibdeno y el tungsteno, como se esperaba debido al mayor tamaño del seaborgio. El seaborgio debería hidrolizarse menos fácilmente que el tungsteno en ácido fluorhídrico en concentraciones bajas, pero más fácilmente en concentraciones altas, formando también complejos como SgO 3 F - y SgOF.−
5: la formación de complejos compite con la hidrólisis en ácido fluorhídrico. [3]
La investigación química experimental del seaborgio se ha visto obstaculizada debido a la necesidad de producirlo un átomo a la vez, su corta vida media y la consiguiente dureza necesaria de las condiciones experimentales. [71] El isótopo 265 Sg y su isómero 265m Sg son ventajosos para la radioquímica: se producen en la reacción de 248 Cm ( 22 Ne,5n). [72]
En los primeros estudios químicos experimentales de seaborgio en 1995 y 1996, se produjeron átomos de seaborgio en la reacción 248 Cm( 22 Ne,4n) 266 Sg, se termalizaron y reaccionaron con una mezcla de O 2 /HCl. Se midieron las propiedades de adsorción del oxicloruro resultante y se compararon con las de los compuestos de molibdeno y tungsteno. Los resultados indicaron que el seaborgio formó un oxicloruro volátil similar a los de los otros elementos del grupo 6, y confirmó la tendencia decreciente de la volatilidad del oxicloruro en el grupo 6:
En 2001, un equipo continuó el estudio de la química en fase gaseosa del seaborgio haciendo reaccionar el elemento con O 2 en un ambiente de H 2 O. De manera similar a la formación del oxicloruro, los resultados del experimento indicaron la formación de óxido-hidróxido de seaborgio, una reacción bien conocida entre los homólogos más ligeros del grupo 6, así como entre el pseudohomólogo del uranio . [73]
Las predicciones sobre la química acuosa del seaborgio se han confirmado en gran medida. En experimentos realizados en 1997 y 1998, el seaborgio se eluyó de una resina de intercambio catiónico usando una solución de HNO 3 /HF, muy probablemente como SgO 2 F 2 neutro o el ion complejo aniónico [SgO 2 F 3 ] − en lugar de SgO.2-4
. Por el contrario, en ácido nítrico 0,1 M , el seaborgio no eluye, a diferencia del molibdeno y el tungsteno, lo que indica que la hidrólisis de [Sg(H 2 O) 6 ] 6+ solo avanza hasta el complejo catiónico [Sg(OH) 4 ( H 2 O)] 2+ o [SgO(OH) 3 (H 2 O) 2 ] + , mientras que el de molibdeno y tungsteno proceden a neutral [MO 2 (OH) 2 ]. [3]
El único otro estado de oxidación conocido para el seaborgio además del estado de oxidación del grupo +6 es el estado de oxidación cero. De manera similar a sus tres congéneres más ligeros, que forman hexacarbonilo de cromo , hexacarbonilo de molibdeno y hexacarbonilo de tungsteno , en 2014 se demostró que el seaborgio también forma hexacarbonilo de seaborgio , Sg(CO) 6 . Al igual que sus homólogos de molibdeno y tungsteno, el hexacarbonilo de seaborgio es un compuesto volátil que reacciona fácilmente con el dióxido de silicio . [71]
Las búsquedas de nucleidos primordiales de seaborgio de larga vida en la naturaleza han arrojado resultados negativos. Un estudio de 2022 estimó que la concentración de átomos de seaborgio en el tungsteno natural (su homólogo químico) es inferior a5,1 × 10 −15 átomo(Sg)/átomo(W). [74]
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