Tenesin

Electron shell 117 Tennessine

Tenesin adalah unsur kimia sintetis; ia memiliki simbol Ts dan nomor atom 117. Ia memiliki nomor atom tertinggi kedua, massa atom tertinggi bersama dari semua unsur yang diketahui, dan merupakan unsur kedua terakhir dari periode ke-7 tabel periodik. Namanya diambil dari nama negara bagian atau wilayah Tennessee di Amerika Serikat tempat lembaga penelitian utama yang terlibat dalam penemuannya berada.

Penemuan tenesin secara resmi diumumkan di Dubna, Rusia, oleh kolaborasi Rusia-Amerika pada April 2010, yang menjadikannya unsur yang baru ditemukan. Salah satu isotop turunannya diciptakan langsung pada tahun 2011, yang sebagian mengkonfirmasi hasil percobaan tersebut. Percobaan tersebut berhasil diulangi oleh kolaborasi yang sama pada tahun 2012 dan oleh tim gabungan Jerman-Amerika pada Mei 2014. Pada Desember 2015, Kelompok Kerja Gabungan dari Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional (IUPAC) dan Persatuan Fisika Murni dan Terapan Internasional (IUPAP), yang mengevaluasi klaim penemuan unsur-unsur baru, mengakui unsur tersebut dan memberikan prioritas kepada tim Rusia-Amerika. Pada Juni 2016, IUPAC menerbitkan deklarasi yang menyatakan bahwa para penemu telah menyarankan nama tenesin, nama yang secara resmi diadopsi pada November 2016.

Tenesin mungkin terletak di "pulau stabilitas", sebuah konsep yang menjelaskan mengapa beberapa unsur superberat lebih stabil meskipun secara keseluruhan terdapat tren penurunan stabilitas untuk unsur-unsur di luar bismut pada tabel periodik. Atom tenesin yang disintesis telah bertahan selama puluhan dan ratusan milidetik. Dalam tabel periodik, tenesin diperkirakan menjadi anggota golongan 17, yaitu halogen. Beberapa sifatnya mungkin berbeda secara signifikan dari halogen yang lebih ringan karena efek relativistik. Akibatnya, tenesin diperkirakan merupakan logam volatil yang tidak membentuk anion maupun mencapai tingkat oksidasi tinggi. Namun demikian, beberapa sifat utama, seperti titik leleh dan titik didihnya serta energi ionisasi pertamanya, diperkirakan akan mengikuti tren periodik halogen.

Sejarah

Pra-penemuan

Pada Desember 2004, tim Institut Gabungan untuk Penelitian Nuklir (JINR) di Dubna, Oblast Moskow, Rusia, mengusulkan eksperimen bersama dengan Laboratorium Nasional Oak Ridge (ORNL) di Oak Ridge, Tennessee, Amerika Serikat, untuk mensintesis unsur 117 — disebut demikian karena 117 proton dalam intinya. Proposal mereka melibatkan penggabungan target berkelium (unsur 97) dan berkas kalsium (unsur 20), yang dilakukan melalui penembakan target berkelium dengan inti kalsium: ini akan melengkapi serangkaian eksperimen yang dilakukan di JINR tentang penggabungan target aktinida dengan berkas kalsium-48, yang hingga saat ini telah menghasilkan unsur baru 113–116 dan 118. ORNL—yang saat itu merupakan satu-satunya produsen berkelium di dunia—tidak dapat menyediakan unsur tersebut, karena mereka telah menghentikan produksi untuk sementara waktu, dan memulai kembali produksinya akan terlalu mahal. Rencana untuk mensintesis unsur 117 ditangguhkan demi konfirmasi unsur 118, yang telah diproduksi sebelumnya pada tahun 2002 dengan membombardir target kalifornium dengan kalsium. Berkelium-249 yang dibutuhkan merupakan produk sampingan dalam produksi kalifornium-252, dan memperoleh jumlah berkelium yang dibutuhkan merupakan tugas yang lebih sulit daripada memperoleh kalifornium, serta mahal: Biayanya sekitar 3,5 juta dolar, dan para pihak sepakat untuk menunggu pesanan komersial produksi kalifornium, dari mana berkelium dapat diekstrak.

Tim JINR berupaya menggunakan berkelium karena kalsium-48, isotop kalsium yang digunakan dalam berkas, memiliki 20 proton dan 28 neutron, sehingga rasio neutron-protonnya adalah 1,4; dan merupakan inti stabil atau hampir stabil teringan dengan kelebihan neutron yang besar. Berkat kelebihan neutron, inti yang dihasilkan diharapkan lebih berat dan lebih dekat ke pulau stabilitas yang diinginkan. Dari 117 proton yang ditargetkan, kalsium memiliki 20, dan oleh karena itu mereka perlu menggunakan berkelium, yang memiliki 97 proton di intinya.

Pada bulan Februari 2005, pemimpin tim JINR — Yuri Oganessian — mempresentasikan kolokium di ORNL. Hadir pula perwakilan dari Laboratorium Nasional Lawrence Livermore, yang sebelumnya telah bekerja sama dengan JINR dalam penemuan unsur 113–116 dan 118, dan Joseph Hamilton dari Universitas Vanderbilt, seorang kolaborator Oganessian.

Hamilton memeriksa apakah reaktor fluks tinggi ORNL menghasilkan kalifornium untuk pesanan komersial: Berkelium yang dibutuhkan dapat diperoleh sebagai produk sampingan. Dia mengetahui bahwa reaktor tersebut tidak menghasilkan kalifornium dan tidak ada harapan untuk pesanan semacam itu dalam waktu dekat. Hamilton terus memantau situasi, melakukan pengecekan sesekali. (Kemudian, Oganessian menyebut Hamilton sebagai "bapak dari 117" karena melakukan pekerjaan ini.)

Penemuan

ORNL melanjutkan produksi kalifornium pada musim semi tahun 2008. Hamilton mencatat dimulainya kembali produksi selama musim panas dan membuat kesepakatan mengenai ekstraksi berkelium selanjutnya (harganya sekitar $600.000). Selama simposium bulan September 2008 di Universitas Vanderbilt di Nashville, Tennessee, yang merayakan tahun ke-50-nya di fakultas Fisika, Hamilton memperkenalkan Oganessian kepada James Roberto (saat itu wakil direktur untuk sains dan teknologi di ORNL). Mereka membangun kolaborasi antara JINR, ORNL, dan Vanderbilt. Clarice Phelps adalah bagian dari tim ORNL yang berkolaborasi dengan JINR; IUPAC mengakui dia sebagai wanita Afrika-Amerika pertama yang terlibat dalam penemuan unsur kimia. Lembaga-lembaga yang akhirnya berkolaborasi juga termasuk Universitas Tennessee (Knoxville), Laboratorium Nasional Lawrence Livermore, Institut Penelitian Reaktor Canggih (Rusia), dan Universitas Nevada (Las Vegas).

Pada bulan November 2008, Departemen Energi AS, yang memiliki pengawasan atas reaktor di Oak Ridge, mengizinkan penggunaan ilmiah berkelium yang diekstraksi.

Produksi berlangsung selama 250 hari dan berakhir pada akhir Desember 2008, menghasilkan 22 miligram berkelium, cukup untuk melakukan percobaan. Pada Januari 2009, berkelium dikeluarkan dari Reaktor Isotop Fluks Tinggi ORNL; kemudian didinginkan selama 90 hari dan kemudian diproses di Pusat Rekayasa dan Pengembangan Radiokimia ORNL untuk memisahkan dan memurnikan bahan berkelium, yang membutuhkan waktu 90 hari lagi. Waktu paruhnya hanya 330 hari: ini berarti, setelah waktu tersebut, setengah dari berkelium yang diproduksi akan meluruh. Karena itu, target berkelium harus diangkut dengan cepat ke Rusia; agar percobaan dapat berjalan, percobaan harus diselesaikan dalam waktu enam bulan setelah keberangkatannya dari Amerika Serikat. Target dikemas ke dalam lima kontainer timbal untuk diterbangkan dari New York ke Moskow. Petugas bea cukai Rusia dua kali menolak mengizinkan target masuk ke negara itu karena dokumen yang hilang atau tidak lengkap. Dalam rentang beberapa hari, target tersebut melakukan perjalanan melintasi Samudra Atlantik sebanyak lima kali. Setelah tiba di Rusia pada Juni 2009, berkelium tersebut segera dipindahkan ke Institut Penelitian Reaktor Atom (RIAR) di Dimitrovgrad, Oblast Ulyanovsk, di mana ia diendapkan sebagai lapisan setebal 300 nanometer pada film titanium. Pada Juli 2009, ia diangkut ke Dubna, di mana ia dipasang di akselerator partikel di JINR. Berkas kalsium-48 dihasilkan dengan mengekstrak secara kimiawi sejumlah kecil kalsium-48 yang terdapat dalam kalsium alami, memperkayanya 500 kali. Pekerjaan ini dilakukan di kota tertutup Lesnoy, Oblast Sverdlovsk, Rusia.

Percobaan dimulai pada akhir Juli 2009. Pada Januari 2010, para ilmuwan di Laboratorium Reaksi Nuklir Flerov mengumumkan secara internal bahwa mereka telah mendeteksi peluruhan unsur baru dengan nomor atom 117 melalui dua rantai peluruhan: satu isotop ganjil-ganjil yang mengalami 6 peluruhan alfa sebelum fisi spontan, dan satu isotop ganjil-genap yang mengalami 3 peluruhan alfa sebelum fisi. Data yang diperoleh dari percobaan dikirim ke LLNL untuk analisis lebih lanjut. Pada 9 April 2010, sebuah laporan resmi diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters yang mengidentifikasi isotop tersebut sebagai ²⁹⁴117 dan ²⁹³117, yang terbukti memiliki waktu paruh sekitar puluhan atau ratusan milidetik. Karya ini ditandatangani oleh semua pihak yang terlibat dalam eksperimen sampai batas tertentu: JINR, ORNL, LLNL, RIAR, Vanderbilt, Universitas Tennessee (Knoxville, Tennessee, AS), dan Universitas Nevada (Las Vegas, Nevada, AS), yang memberikan dukungan analisis data. Isotop dibentuk sebagai berikut:

+ → ²⁹⁷117* → ²⁹⁴117 + 3 (1 kejadian)

+ → ²⁹⁷117* → ²⁹³117 + 4 (5 kejadian)

Konfirmasi

Semua isotop anak (produk peluruhan) unsur 117 sebelumnya tidak diketahui; oleh karena itu, sifat-sifatnya tidak dapat digunakan untuk mengkonfirmasi klaim penemuan. Pada tahun 2011, ketika salah satu produk peluruhan (115) disintesis secara langsung, sifat-sifatnya sesuai dengan yang diukur dalam klaim sintesis tidak langsung dari peluruhan unsur 117. Para penemu tidak mengajukan klaim atas temuan mereka pada tahun 2007–2011 ketika Kelompok Kerja Bersama (JWP) meninjau klaim penemuan unsur-unsur baru.

Tim Dubna mengulangi percobaan tersebut pada tahun 2012, menciptakan tujuh atom unsur 117 dan mengkonfirmasi sintesis unsur 118 sebelumnya (dihasilkan setelah beberapa waktu ketika sejumlah besar target berkelium-249 telah mengalami peluruhan beta menjadi kalifornium-249). Hasil percobaan tersebut sesuai dengan hasil sebelumnya. Pada Mei 2014, kolaborasi gabungan ilmuwan Jerman-Amerika dari ORNL dan Pusat Penelitian Ion Berat GSI Helmholtz di Darmstadt, Hessen, Jerman, mengklaim telah mengkonfirmasi penemuan unsur tersebut. Tim tersebut mengulangi percobaan Dubna menggunakan akselerator Darmstadt, menciptakan dua atom unsur 117.

Pada bulan Desember 2015, JWP secara resmi mengakui penemuan 117 karena konfirmasi sifat-sifat anakannya 115, dan dengan demikian penemu yang terdaftar — JINR, LLNL, dan ORNL — diberi hak untuk menyarankan nama resmi untuk unsur tersebut. (Vanderbilt tidak termasuk dalam daftar penemu awal karena kesalahan yang kemudian diperbaiki.)

Pada Mei 2016, Universitas Lund (Lund, Skania, Swedia) dan GSI meragukan sintesis unsur 115 dan 117. Rantai peluruhan yang dikaitkan dengan 115, isotop yang berperan penting dalam konfirmasi sintesis unsur 115 dan 117, berdasarkan metode statistik baru, ditemukan terlalu berbeda untuk termasuk dalam nuklida yang sama dengan probabilitas yang cukup tinggi. Rantai peluruhan 117 yang dilaporkan dan disetujui oleh JWP ternyata perlu dipisahkan menjadi kumpulan data individual yang dikaitkan dengan isotop unsur 117 yang berbeda. Ditemukan juga bahwa hubungan yang diklaim antara rantai peluruhan yang dilaporkan berasal dari 117 dan 115 kemungkinan besar tidak ada. (Di sisi lain, rantai dari isotop 117 yang tidak disetujui ditemukan kongruen.) Banyaknya keadaan yang ditemukan ketika nuklida yang bukan genap-genap mengalami peluruhan alfa bukanlah hal yang tidak terduga dan berkontribusi pada kurangnya kejelasan dalam reaksi silang. Studi ini mengkritik laporan JWP karena mengabaikan hal-hal halus yang terkait dengan masalah ini, dan menganggapnya "bermasalah" bahwa satu-satunya argumen untuk penerimaan penemuan unsur 115 dan 117 adalah tautan yang mereka anggap meragukan.

Pada tanggal 8 Juni 2017, dua anggota tim Dubna menerbitkan sebuah artikel jurnal yang menjawab kritik-kritik tersebut, menganalisis data mereka tentang nuklida 117 dan 115 dengan metode statistik yang diterima secara luas, mencatat bahwa studi tahun 2016 yang menunjukkan ketidaksesuaian menghasilkan hasil yang bermasalah ketika diterapkan pada peluruhan radioaktif: mereka mengecualikan dari interval kepercayaan 90% baik waktu peluruhan rata-rata maupun ekstrem, dan rantai peluruhan yang akan dikecualikan dari interval kepercayaan 90% yang mereka pilih lebih mungkin diamati daripada yang akan dimasukkan. Analisis ulang tahun 2017 menyimpulkan bahwa rantai peluruhan 117 dan 115 yang diamati konsisten dengan asumsi bahwa hanya satu nuklida yang hadir pada setiap langkah rantai, meskipun akan lebih baik jika dapat mengukur secara langsung nomor massa inti asal dari setiap rantai serta fungsi eksitasi reaksi .

Penamaan

Dengan menggunakan nomenklatur Mendeleev untuk unsur-unsur yang belum diberi nama dan belum ditemukan, unsur 117 seharusnya dikenal sebagai eka-astatin. Dengan menggunakan rekomendasi tahun 1979 dari Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional (IUPAC), unsur tersebut untuk sementara disebut ununseptium (simbol Uus), dibentuk dari akar kata Latin "satu", "satu", dan "tujuh", merujuk pada nomor atom unsur tersebut yaitu 117. Banyak ilmuwan di bidang ini menyebutnya "unsur 117", dengan simbol E117, (117), atau 117. Menurut pedoman IUPAC yang berlaku pada saat persetujuan penemuan, nama permanen unsur baru harus berakhiran "-ium"; ini termasuk unsur 117, meskipun unsur tersebut adalah halogen, yang secara tradisional memiliki nama yang berakhiran "-in"; Namun, rekomendasi baru yang diterbitkan pada tahun 2016 merekomendasikan penggunaan akhiran "-in" untuk semua elemen grup 17 yang baru.

Setelah sintesis awal pada tahun 2010, Dawn Shaughnessy dari LLNL dan Oganessian menyatakan bahwa penamaan adalah pertanyaan sensitif, dan sebisa mungkin dihindari. Namun, Hamilton, yang mengajar di Universitas Vanderbilt di Nashville, Tennessee, menyatakan pada tahun itu, "Saya sangat penting dalam mengumpulkan kelompok dan mendapatkan target Bk yang penting untuk penemuan tersebut. Sebagai hasilnya, saya akan dapat menamai unsur tersebut. Saya tidak dapat memberi tahu Anda namanya, tetapi itu akan membawa keistimewaan bagi wilayah tersebut." Dalam sebuah wawancara tahun 2015, Oganessian, setelah menceritakan kisah eksperimen tersebut, berkata, "dan orang Amerika menyebut ini sebagai sebuah pencapaian luar biasa, mereka telah menunjukkan bahwa mereka dapat melakukan [ini] tanpa margin kesalahan. Nah, sebentar lagi mereka akan menamai unsur ke-117."

Pada Maret 2016, tim penemuan menyepakati panggilan konferensi yang melibatkan perwakilan dari pihak-pihak yang terlibat mengenai nama "tenesin" untuk unsur 117. Pada Juni 2016, IUPAC menerbitkan deklarasi yang menyatakan bahwa para penemu telah menyampaikan saran mereka untuk penamaan unsur baru 115, 117, dan 118 kepada IUPAC; saran untuk unsur 117 adalah tenesin, dengan simbol Ts, diambil dari "wilayah Tennessee". Nama-nama yang disarankan direkomendasikan untuk diterima oleh Divisi Kimia Anorganik IUPAC; penerimaan formal dijadwalkan akan terjadi setelah jangka waktu lima bulan setelah penerbitan deklarasi berakhir. Pada November 2016, nama-nama tersebut, termasuk tenesin, secara resmi diterima. Kekhawatiran bahwa simbol Ts yang diusulkan mungkin bertentangan dengan notasi untuk gugus tosil yang digunakan dalam kimia organik ditolak, mengikuti simbol yang sudah ada yang memiliki makna ganda tersebut: Ac (aktinium dan asetil) dan Pr (Praseodimium dan propil). Upacara penamaan untuk moskovium, tenesin, dan oganeson diadakan pada tanggal 2 Maret 2017 di Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia di Moskow; upacara terpisah untuk tenesin saja telah diadakan di ORNL pada Januari 2017.

Sifat yang diprediksi

Selain sifat nuklir, tidak ada sifat tenesin atau senyawanya yang telah diukur; hal ini disebabkan oleh produksinya yang sangat terbatas dan mahal dan fakta bahwa ia meluruh dengan sangat cepat. Sifat tenesin masih belum diketahui dan hanya prediksi yang tersedia.

Stabilitas nuklir dan isotop

Stabilitas inti atom menurun dengan cepat seiring peningkatan nomor atom setelah kurium, unsur ke-96, yang waktu paruhnya empat orde besaran lebih lama daripada unsur berikutnya. Semua isotop dengan nomor atom di atas 101 mengalami peluruhan radioaktif dengan waktu paruh kurang dari 30 jam. Tidak ada unsur dengan nomor atom di atas 82 (setelah timbal) yang memiliki isotop stabil. Hal ini disebabkan oleh tolakan Coulomb proton yang terus meningkat, sehingga gaya nuklir kuat tidak dapat menahan inti atom agar tidak mengalami fisi spontan dalam waktu lama. Perhitungan menunjukkan bahwa tanpa adanya faktor penstabil lainnya, unsur dengan lebih dari 104 proton seharusnya tidak ada. Namun, para peneliti pada tahun 1960-an berpendapat bahwa kulit nuklir tertutup di sekitar 114 proton dan 184 neutron seharusnya dapat mengatasi ketidakstabilan ini, menciptakan "pulau stabilitas" di mana nuklida dapat memiliki waktu paruh yang mencapai ribuan atau jutaan tahun. Meskipun para ilmuwan belum mencapai pulau tersebut, keberadaan unsur-unsur superberat (termasuk tenesin) saja sudah menegaskan bahwa efek stabilisasi ini nyata, dan secara umum nuklida superberat yang diketahui memiliki umur paruh yang lebih panjang secara eksponensial saat mendekati lokasi pulau yang diprediksi. Tenesin adalah unsur terberat kedua yang diciptakan sejauh ini, dan semua isotopnya yang diketahui memiliki waktu paruh kurang dari satu detik. Meskipun demikian, ini lebih lama daripada nilai yang diprediksi sebelum penemuan mereka: waktu paruh yang diprediksi untuk Ts dan Ts yang digunakan dalam makalah penemuan masing-masing adalah 10 ms dan 45 ms, sedangkan waktu paruh yang diamati masing-masing adalah 21 ms dan 112 ms. Tim Dubna percaya bahwa sintesis unsur tersebut merupakan bukti eksperimental langsung dari keberadaan pulau stabilitas.

Telah dihitung bahwa isotop Ts akan memiliki waktu paruh sekitar 18 milidetik, dan mungkin dapat dihasilkan isotop ini melalui reaksi berkelium-kalsium yang sama yang digunakan dalam penemuan isotop yang diketahui, Ts dan Ts. Peluang reaksi ini menghasilkan Ts diperkirakan paling banyak sepertujuh dari peluang menghasilkan Ts. Isotop ini juga dapat dihasilkan dalam saluran pxn dari reaksi ²⁴⁹Cf+⁴⁸Ca yang berhasil menghasilkan oganeson, menguapkan proton bersama beberapa neutron; isotop tenesin yang lebih berat Ts dan Ts dapat dihasilkan dengan cara yang sama dalam reaksi ²⁵¹Cf+⁴⁸Ca. Perhitungan menggunakan model penerowongan kuantum memprediksi keberadaan beberapa isotop tenesin hingga Ts. Yang paling stabil diperkirakan adalah Ts dengan waktu paruh peluruhan alfa 40 milidetik. Studi model tetesan cairan pada isotop unsur menunjukkan hasil serupa; ini menunjukkan tren umum peningkatan stabilitas untuk isotop yang lebih berat dari Ts, dengan waktu paruh parsial melebihi umur alam semesta untuk isotop terberat seperti Ts ketika peluruhan beta tidak dipertimbangkan. Isotop tenesin yang lebih ringan dapat dihasilkan dalam reaksi ²⁴³Am+⁵⁰Ti, yang dianggap sebagai rencana darurat oleh tim Dubna pada tahun 2008 jika Bk terbukti tidak tersedia; Isotop Ts hingga Ts juga dapat dihasilkan sebagai turunan isotop unsur 119 yang dapat dihasilkan dalam reaksi ²⁴³Am+⁵⁴Cr dan ²⁴⁹Bk+⁵⁰Ti.

Sifat atom dan fisik

Tenesin diperkirakan merupakan anggota golongan 17 dalam tabel periodik, di bawah lima halogen; fluorin, klorin, bromin, iodin, dan astatin, yang masing-masing memiliki tujuh elektron valensi dengan konfigurasi . Untuk tenesin, yang berada di periode (baris) ketujuh tabel periodik, melanjutkan tren tersebut akan memprediksi konfigurasi elektron valensi , dan oleh karena itu diperkirakan akan berperilaku serupa dengan halogen dalam banyak hal yang berkaitan dengan keadaan elektron ini. Namun, semakin ke bawah golongan 17, metalisitas unsur-unsur meningkat; misalnya, iodin sudah menunjukkan kilap logam dalam keadaan padat, dan astatin diperkirakan merupakan logam. Dengan demikian, ekstrapolasi berdasarkan tren periodik akan memprediksi tenesin sebagai logam yang agak mudah menguap.

Perhitungan telah mengkonfirmasi keakuratan ekstrapolasi sederhana ini, meskipun verifikasi eksperimental saat ini tidak mungkin dilakukan karena waktu paruh isotop tenesin yang diketahui terlalu pendek. Perbedaan signifikan antara tenesin dan halogen sebelumnya kemungkinan akan muncul, sebagian besar karena interaksi spin–orbit—interaksi timbal balik antara gerakan dan spin elektron. Interaksi spin-orbit sangat kuat untuk unsur superberat karena elektronnya bergerak lebih cepat—dengan kecepatan yang sebanding dengan kecepatan cahaya—daripada elektron pada atom yang lebih ringan. Pada atom tenesin, hal ini menurunkan tingkat energi elektron 7s dan 7p, menstabilkan elektron yang bersangkutan, meskipun dua dari tingkat energi elektron 7p lebih stabil daripada empat lainnya. Stabilisasi elektron 7s disebut efek pasangan lengai; efek yang memisahkan subkulit 7p menjadi bagian yang lebih stabil dan bagian yang kurang stabil disebut pemisahan subkulit. Ahli kimia komputasi memahami pemisahan tersebut sebagai perubahan bilangan kuantum kedua (azimutal) l dari 1 menjadi 1/2 dan 3/2 untuk bagian subkulit 7p yang lebih stabil dan kurang stabil, masing-masing. Untuk banyak tujuan teoretis, konfigurasi elektron valensi dapat direpresentasikan untuk mencerminkan pemisahan subkulit 7p sebagai .

Perbedaan untuk tingkat elektron lainnya juga ada. Misalnya, tingkat elektron 6d (juga terbagi menjadi dua, dengan empat menjadi 6d_3/2 dan enam menjadi 6d_5/2) keduanya dinaikkan, sehingga energinya mendekati tingkat 7s, meskipun kimia elektron 6d belum pernah diprediksi untuk tenesin. Perbedaan antara tingkat 7p_1/2 dan 7p_3/2 sangat tinggi; 9,8 eV. Pemisahan subkulit 6p astatin hanya 3,8 eV, dan kimia 6p _1/2-nya telah disebut "terbatas". Efek ini menyebabkan kimia tenesin berbeda dari tetangganya yang lebih tinggi (lihat di bawah).

Energi ionisasi pertama tenesin—energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari atom netral—diprediksi sebesar 7,7 eV, lebih rendah daripada halogen, sekali lagi mengikuti tren. Seperti tetangganya dalam tabel periodik, tenesin diperkirakan memiliki afinitas elektron terendah—energi yang dilepaskan ketika elektron ditambahkan ke atom—dalam kelompoknya; 2,6 atau 1,8 eV. Elektron dari atom tenesin hipotetis yang mirip hidrogen—teroksidasi sehingga hanya memiliki satu elektron, Ts¹¹⁶⁺—diprediksi bergerak sangat cepat sehingga massanya 1,90 kali massa elektron yang tidak bergerak, suatu ciri yang dapat dikaitkan dengan efek relativistik. Sebagai perbandingan, angka untuk astatin yang mirip hidrogen adalah 1,27 dan angka untuk iodin yang mirip hidrogen adalah 1,08. Ekstrapolasi sederhana dari hukum relativitas menunjukkan kontraksi jari-jari atom. Perhitungan lanjutan menunjukkan bahwa jari-jari atom tenesin yang telah membentuk satu ikatan kovalen adalah 165 pm, sedangkan jari-jari astatin adalah 147 pm. Dengan tujuh elektron terluar dihilangkan, tenesin akhirnya lebih kecil; 57 pm untuk tenesin dan 61 pm untuk astatin.

Titik leleh dan titik didih tenesin tidak diketahui; makalah-makalah sebelumnya memperkirakan sekitar 350–500 °C dan 550 °C, masing-masing, atau 350–550 °C dan 610 °C, masing-masing. Nilai-nilai ini melebihi nilai astatin dan halogen yang lebih ringan, mengikuti tren periodik. Makalah selanjutnya memperkirakan titik didih tenesin sebesar 345 °C (titik didih astatin diperkirakan sebesar 309 °C, 337 °C, atau 370 °C, meskipun nilai eksperimental 230 °C dan 411 °C telah dilaporkan). Kepadatan tenesin diperkirakan berada antara 7,1 dan 7,3 g/cm³.

Sifat kimia

Isotop tenesin yang diketahui, Ts dan Ts, memiliki umur yang terlalu pendek untuk memungkinkan eksperimen kimia saat ini. Meskipun demikian, banyak sifat kimia tenesin telah dihitung. Tidak seperti unsur golongan 17 yang lebih ringan, tenesin mungkin tidak menunjukkan perilaku kimia yang umum pada halogen. Misalnya, fluorin, klorin, bromin, dan iodin secara rutin menerima elektron untuk mencapai konfigurasi elektron yang lebih stabil dari gas mulia, memperoleh delapan elektron (oktet) di kulit valensinya, bukan tujuh. Kemampuan ini melemah seiring dengan peningkatan berat atom ke bawah golongan; tenesin akan menjadi unsur golongan 17 yang paling tidak bersedia menerima elektron. Dari keadaan oksidasi yang diprediksi akan terbentuk, −1 diperkirakan paling jarang. Potensial reduksi standar pasangan Ts/Ts⁻ diprediksi sebesar −0,25 V; nilai ini negatif, tidak seperti semua halogen yang lebih ringan.

Ada peluang lain bagi tenesin untuk melengkapi oktetnya—dengan membentuk ikatan kovalen. Seperti halogen, ketika dua atom tenesin bertemu, mereka diharapkan membentuk ikatan Ts–Ts untuk menghasilkan molekul diatomik. Molekul-molekul tersebut umumnya terikat melalui ikatan sigma tunggal antara atom-atomnya; ini berbeda dari ikatan pi, yang terbagi menjadi dua bagian, masing-masing bergeser ke arah tegak lurus terhadap garis antara atom-atom, dan saling berlawanan daripada terletak langsung di antara atom-atom yang diikatnya. Ikatan sigma telah dihitung menunjukkan karakter antiikatan yang besar pada molekul At₂ dan tidak begitu menguntungkan secara energetik. tenesin diprediksi akan melanjutkan tren tersebut; karakter pi yang kuat seharusnya terlihat pada ikatan Ts₂. Molekul tenesin klorida (TsCl) diprediksi akan melangkah lebih jauh, terikat dengan ikatan pi tunggal.

Selain keadaan −1 yang tidak stabil, tiga keadaan oksidasi lainnya diprediksi; +5, +3, dan +1. Keadaan +1 seharusnya sangat stabil karena destabilisasi tiga elektron 7p_3/2 terluar, membentuk konfigurasi subkulit setengah terisi yang stabil; astatin menunjukkan efek serupa. Keadaan +3 seharusnya penting, sekali lagi karena elektron 7p_3/2 yang tidak stabil. Keadaan +5 diprediksi jarang terjadi karena elektron 7p_1/2 distabilkan secara berlawanan. Keadaan +7 belum terbukti—bahkan secara komputasi—dapat dicapai. Karena elektron 7s sangat distabilkan, telah dihipotesiskan bahwa tenesin secara efektif hanya memiliki lima elektron valensi.

Senyawa tenesin paling sederhana yang mungkin adalah monohidrida, TsH. Ikatan diperkirakan disediakan oleh elektron 7p_3/2 tenesin dan elektron 1s hidrogen. Sifat non-ikatan spinor 7p_1/2 disebabkan karena tenesin diperkirakan tidak membentuk ikatan sigma atau pi murni. Oleh karena itu, spinor 7p_3/2 yang tidak stabil (sehingga meluas) bertanggung jawab atas ikatan. Efek ini memperpanjang molekul TsH sebesar 17 pikometer dibandingkan dengan panjang keseluruhan 195 pm. Karena ikatan elektron p tenesin adalah dua pertiga sigma, ikatan tersebut hanya dua pertiga sekuat jika tenesin tidak memiliki interaksi spin-orbit. Dengan demikian, molekul tersebut mengikuti tren hidrida halogen, menunjukkan peningkatan panjang ikatan dan penurunan energi disosiasi dibandingkan dengan AtH. Molekul TlTs dan NhTs dapat dilihat secara analogis, dengan mempertimbangkan efek berlawanan yang ditunjukkan oleh fakta bahwa elektron p_1/2 unsur tersebut distabilkan. Kedua karakteristik ini menghasilkan momen dipol yang relatif kecil (hasil kali perbedaan antara muatan listrik atom dan perpindahan atom) untuk TlTs; hanya 1,67 D, nilai positif yang menyiratkan bahwa muatan negatif berada pada atom tenesin. Untuk NhTs, kekuatan efeknya diprediksi menyebabkan transfer elektron dari atom tenesin ke atom nihonium, dengan nilai momen dipol sebesar −1,80 D. Interaksi spin-orbit meningkatkan energi disosiasi molekul TsF karena menurunkan elektronegativitas tenesin, menyebabkan ikatan dengan atom fluorin yang sangat elektronegatif memiliki karakter yang lebih ionik. tenesin monofluorida seharusnya memiliki ikatan terkuat di antara semua monofluorida golongan 17.

Teori VSEPR memprediksi geometri molekul berbentuk T bengkok untuk trifluorida golongan 17. Semua trifluorida halogen yang diketahui memiliki geometri molekul ini dan memiliki struktur AX₃E₂—atom pusat, yang dilambangkan A, dikelilingi oleh tiga ligan, X, dan dua pasangan elektron tak berikatan, E. Jika efek relativistik diabaikan, TsF₃ seharusnya mengikuti senyawa sejenisnya yang lebih ringan dalam hal memiliki geometri molekul berbentuk T bengkok. Prediksi yang lebih canggih menunjukkan bahwa geometri molekul ini tidak akan disukai secara energetik untuk TsF₃, melainkan memprediksi geometri molekul planar trigonal (AX₃E₀). Ini menunjukkan bahwa teori VSEPR mungkin tidak konsisten untuk unsur-unsur superberat. Molekul TsF₃ diprediksi distabilkan secara signifikan oleh interaksi spin-orbit; kemungkinan alasannya adalah perbedaan elektronegativitas yang besar antara tenesin dan fluorin, yang memberikan ikatan tersebut karakter ionik parsial.

Pranala luar

• WebElements.com: Uus

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29487586 (2026-07-23T04:07:13Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.