عنصر کوپرنسیم

کوپرنسیم عنصری از جدول تناوبی با عدد اتمی 112 بوده که به گروه 12 و تناوبی هفتم این جدول تعلق دارد. این عنصر با نماد شیمیایی Cn نمایش داده می شود و عنصری به شدت رادیواکتیو است. در واکنشی که با طلا داشته نشان می دهد که ماده ای فرار است، به همین دلیل حالت فیزیکی آن می تواند مایع یا گاز باشد. کوپرنسیم را نمی توان در طبیعت به شکل آزاد یافت بلکه عنصری مصنوعی بوده که به دست انسان ها در آزمایشگاه ها ساخته می شود.

تاریخچه کوپرنسیم

کشف عنصر کوپرنسیم در آلمان توسط هافمن، هس برگرف نینو، فواجر، ارم بروستر، مانزن برگ و ننینو انجام شد. کشف این عنصر در سال 1996 بوده و نام موقتی اونانبیوم برای آن، توسط آیوپاک انتخاب شد. اما بعدها نامی که برای آن توسط محققان برگزیده شد، کوپرنسیم بود. این نام گذاری به افتخار نیکلاوس کوپرنیک انجام شده که او یکی از ستاره شناسان معروف بود. تولید کوپرنسیم از هم جوشی بین اتم روی و اتم سرب به دست می آید. به این منظور، سرعت دادن اتم روی به کمک دستگاه شتاب دهنده UNILAC انجام می شود تا سطح انرژی بالایی حاصل شده و به سمت هدف سربی شلیک شود.

ایزوتوپ های عنصر کوپرنسیم

همان طور که گفته شد، کوپرنسیم عنصری مصنوعی ساخته شده در رآکتورهای هسته ای است و هیچ ایزوتوپ پایداری ندارد. به همین دلیل است که نمی توان جرم اتمی استانداردی برای آن بیان کرد. اولین ایزوتوپی که از کوپرنسیم شناسایی شد، کوپرنسیم 277 بود. پایدارتین ایزوتوپ آن نیز، کوپرنسیم 285 است که دارای نیمه عمری برابر با 28 ثانیه است. تعداد ایزوتوپ های شناسایی از کوپرنسیم 6 مورد بوده و تعداد دو ایزومر هسته ای نیز از این عنصر کشف شده است.

خواص عنصر کوپرنسیم

تعدادی از خواص و ویژگی های عنصر کوپرنسیم با خواص عنصرهای هم گروه آن یعنی روی، کادمیم و جیوه فرق دارد. چون بر خلاف این عناصر با از دست دادن الکترون های 6d، رفتاری شبیه گازهای نجیب مانند رادون از خود نشان می دهد. به عبارتی عنصر کوپرنسیم غیرفعال است. اما همولوگ های دیگر این عنصر این خاصیت را از خود نشان نداده و بیشتردارای اعداد اکسایش 1+ و 2+ هستند. با این اوصاف، مهمترین عدد اکسایشی که عنصر کوپرنسیم از خود نشان می دهد، 4+ است.   

با توجه به این که مقدار ناچیزی از این عنصر در رآکتورهای هسته ای تولید می شود، اطلاعات کمی درباره خواص آن وجود دارد. عنصر کوپرنسیم را به عنوان نهمین عنصر فراکتینیدی دانسته و سنگین ترین عنصری است که توسط آیوپاک شناسایی شده است. به همین دلیل در دسته ی عناصر فراسنگین قرار می گیرد. با توجه به آرایش الکترونی خود مانند عنصرهای هم گروهی خود، دارای اوربیتال های s و d پرشده از الکترون است. به همین دلیل در دسته ی عناصر واسطه قرار نگرفته و در گروه عناصر پس واسطه است. در ترکیباتی که از عنصر کوپرنسیم ایجاد می شود، این عنصر به صورت کاتیون های مختلف ظاهر می شود.

کوپرنسیم، احتمالا نقطه ذوبی برابر با 11 درجه سانتی گراد داشته و در دمای 67 درجه سانتی گراد به جوش می آید. هر کدام از این دماها می تواند از مقدار گفته شده به اندازه 10 واحد کمتر یا بیشتر باشد. از نظر خاصیت مغناطیسی، اطلاعاتی درباره عنصر کوپرنسیم وجود نداشته و شکل ساختار بلوری آن نیز به صورت شش ضلعی یا هگزاگونالی است.

ترکیبات و کاربرد عنصر کوپرنسیم

با توجه به این که اعداد اکسایش کوپرنسیم می تواند 2+ و یا 4+ باشد، این عنصر می تواند با هالوژن ها واکنش داده و هالیدها را به وجود آورد. به عنوان مثال آنیون های CnF₅^- و CnF₃^-، از این عنصر نسبت به موارد ترکیبات مشابه یعنی CnF₅ و CnF_3، پایدارتر است. این ترکیبات در حلال های قطبی تشکیل می شود.

عنصر کوپرنسیم، به دلیل تولید به میزان کم، موراد کاربردی نداشته و فقط در تحقیقات علمی و هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد. چون کوپرنسیم دارای نیمه عمر پایینی است، کاربرد تجاری ندارد. مانند بسیاری از عناصر رادیواکتیو دیگر، چون از این عنصر استفاده زیادی نمی شود، پس نمی تواند برای سلامتی انسان و محیط زیست مضر باشد. فقط باید دقت کرد که به دلیل همین خاصیت رادیواکتیویته، ترکیبات سمی دارد. پس موارد ایمنی ضروری در هنگام کار با آن باید رعایت شود.