Teneso

Teneso o tenesino es un elemento químico sintético con el símbolo Ts y el número atómico 117. Es el segundo elemento más pesado conocido y el penúltimo elemento del séptimo período de la tabla periódica.

El descubrimiento de tennessine se anunció oficialmente en Dubna, Rusia, por una colaboración ruso-estadounidense en abril de 2010, lo que lo convierte en el elemento descubierto más recientemente a partir de 2022. Uno de sus isótopos hijos se creó directamente en 2011, lo que confirma parcialmente los resultados del experimento. El experimento en sí fue repetido con éxito por la misma colaboración en 2012 y por un equipo conjunto germano-estadounidense en mayo de 2014. En diciembre de 2015, el Grupo de Trabajo Conjunto de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) y la Unión Internacional de Química Pura y Física Aplicada (IUPAP), que evalúa las afirmaciones de descubrimiento de nuevos elementos, reconoció el elemento y asignó la prioridad al equipo ruso-estadounidense. En junio de 2016, la IUPAC publicó una declaración afirmando que los descubridores habían sugerido el nombretennessine por Tennessee, Estados Unidos, nombre que se adoptó oficialmente en noviembre de 2016.

Tennessine puede estar ubicado en la "isla de la estabilidad", un concepto que explica por qué algunos elementos superpesados ​​son más estables en comparación con una tendencia general de estabilidad decreciente para elementos más allá del bismuto en la tabla periódica. Los átomos de tennessina sintetizados han durado decenas y cientos de milisegundos. En la tabla periódica, se espera que la tennessina sea un miembro del grupo 17, todos los demás miembros del cual son halógenos. Algunas de sus propiedades pueden diferir significativamente de las de los halógenos debido a efectos relativistas. Como resultado, se espera que la tennessina sea un metal volátil que no forma aniones ni alcanza altos estados de oxidación. No obstante, se espera que algunas propiedades clave, como sus puntos de fusión y ebullición y su primera energía de ionización, sigan las tendencias periódicas de los halógenos.

Introducción

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Visualización de fusión nuclear fallida, basada en cálculos de la Universidad Nacional de Australia

Los núcleos atómicos más pesados ​​se crean en reacciones nucleares que combinan otros dos núcleos de tamaño desigual en uno; aproximadamente, cuanto más desiguales sean los dos núcleos en términos de masa, mayor será la posibilidad de que los dos reaccionen. El material hecho de los núcleos más pesados ​​se convierte en un objetivo, que luego es bombardeado por el haz de núcleos más ligeros. Dos núcleos solo pueden fusionarse en uno si se acercan lo suficiente; normalmente, los núcleos (todos con carga positiva) se repelen entre sí debido a la repulsión electrostática. La interacción fuerte puede superar esta repulsión pero solo a una distancia muy corta de un núcleo; los núcleos del haz son así muy acelerados para que dicha repulsión sea insignificante en comparación con la velocidad del núcleo del haz.Acercarse solo no es suficiente para que dos núcleos se fusionen: cuando dos núcleos se acercan, generalmente permanecen juntos durante aproximadamente 10 segundos y luego se separan (no necesariamente en la misma composición que antes de la reacción) en lugar de formar un solo núcleo. Si se produce la fusión, la fusión temporal, denominada núcleo compuesto, es un estado excitado. Para perder su energía de excitación y alcanzar un estado más estable, un núcleo compuesto se fisiona o expulsa uno o varios neutrones, que se llevan la energía. Esto ocurre en aproximadamente 10 segundos después de la colisión inicial.

El rayo atraviesa el objetivo y llega a la siguiente cámara, el separador; si se produce un nuevo núcleo, se transporta con este rayo. En el separador, el núcleo recién producido se separa de otros nucleidos (el del haz original y cualquier otro producto de reacción) 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. La transferencia tarda unos 10 segundos; para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. 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.

La estabilidad de un núcleo es proporcionada por la interacción fuerte. Sin embargo, su rango es muy corto; a medida que los núcleos se hacen más grandes, su influencia sobre los nucleones más externos (protones y neutrones) se debilita. Al mismo tiempo, el núcleo se desgarra por la repulsión electrostática entre los protones, ya que tiene un alcance ilimitado. Por lo tanto, los núcleos de los elementos más pesados ​​​​se predicen teóricamente y hasta ahora se ha observado que se desintegran principalmente a través de modos de desintegración causados ​​​​por dicha repulsión: desintegración alfa y fisión espontánea;estos modos son predominantes para núcleos de elementos superpesados. 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 se puede determinar aritméticamente. Sin embargo, la fisión espontánea produce varios núcleos como productos, por lo que el nucleido original no puede determinarse a partir de sus hijos.

La información disponible para los físicos que pretenden sintetizar uno de los elementos más pesados ​​es, por lo tanto, la información recopilada en los detectores: ubicación, energía y tiempo de llegada de una partícula al detector, y los de su desintegración. Los físicos analizan estos datos y buscan concluir que efectivamente fue causado por un nuevo elemento y no podría haber sido causado por un nucleido diferente al que se afirma. A menudo, los datos proporcionados son insuficientes para concluir 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.

Historia

Pre-descubrimiento

En diciembre de 2004, el equipo del Instituto Conjunto para la Investigación Nuclear (JINR) en Dubna, Óblast de Moscú, Rusia, propuso un experimento conjunto con el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) en Oak Ridge, Tennessee, Estados Unidos, para sintetizar el elemento 117, de modo que pidió los 117 protones en su núcleo. Su propuesta consistía en fusionar un objetivo de berkelio (elemento 97) y un haz de calcio (elemento 20), realizado mediante el bombardeo del objetivo de berkelio con núcleos de calcio: esto completaría un conjunto de experimentos realizados en el JINR sobre la fusión de objetivos de actínidos con un haz de calcio-48, que hasta ahora había producido los nuevos elementos 113-116 y 118. El ORNL, entonces el único productor mundial de berkelio, no pudo proporcionar el elemento, ya que había cesado temporalmente la producción, y reiniciarlo sería ser demasiado costoso.Los planes para sintetizar el elemento 117 se suspendieron a favor de la confirmación del elemento 118, que se había producido a principios de 2002 al bombardear un objetivo de californio con calcio. El berkelio-249 requerido es un subproducto en la producción de californio-252, y obtener la cantidad requerida de berkelio fue una tarea aún más difícil que obtener la de californio, además de costosa: Costaría alrededor de 3,5 millones de dólares, y la las partes acordaron esperar una orden comercial de producción de californio, de la que se podría extraer berkelio.

El equipo de JINR buscó usar berkelio porque el calcio-48, el isótopo de calcio usado en el haz, tiene 20 protones y 28 neutrones, lo que hace una relación neutrón-protón de 1,4; y es el núcleo estable o casi estable más liviano con un exceso de neutrones tan grande. El segundo núcleo más ligero, paladio-110 (46 protones, 64 neutrones, relación neutrón-protón de 1,391), es mucho más pesado. Gracias al exceso de neutrones, se esperaba que los núcleos resultantes fueran más pesados ​​y estuvieran más cerca de la codiciada isla de estabilidad. De los 117 protones previstos, el calcio tiene 20, por lo que necesitaban usar berkelio, que tiene 97 protones en su núcleo.

En febrero de 2005, el líder del equipo JINR, Yuri Oganessian, presentó un coloquio en ORNL. También asistieron representantes del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, que habían trabajado previamente con JINR en el descubrimiento de los elementos 113-116 y 118, y Joseph Hamilton de la Universidad de Vanderbilt, colaborador de Oganessian.

Hamilton verificó si el reactor de alto flujo ORNL producía californio para un pedido comercial: el berkelio requerido podría obtenerse como subproducto. Se enteró de que no fue así y que no había expectativas de tal orden en el futuro inmediato. Hamilton siguió monitoreando la situación, haciendo los controles de vez en cuando. (Más tarde, Oganessian se refirió a Hamilton como "el padre de 117" por hacer este trabajo).

Descubrimiento

ORNL reanudó la producción de californio en la primavera de 2008. Hamilton notó el reinicio durante el verano e hizo un trato sobre la extracción posterior de berkelio (el precio fue de alrededor de $ 600,000). Durante un simposio de septiembre de 2008 en la Universidad de Vanderbilt en Nashville, Tennessee, celebrando su 50.º año en la facultad de Física, presentó a Oganessian a James Roberto (entonces subdirector de ciencia y tecnología de ORNL). Establecieron una colaboración entre JINR, ORNL y Vanderbilt; pronto se invitó a unirse al equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en Livermore, California, EE. UU.

En noviembre de 2008, el Departamento de Energía de EE. UU., que supervisaba el reactor de Oak Ridge, permitió el uso científico del berkelio extraído. La producción duró 250 días y finalizó a finales de diciembre de 2008, dando como resultado 22 miligramos de berkelio, suficientes para realizar el experimento. En enero de 2009, se eliminó el berkelio del reactor de isótopos de alto flujo de ORNL; Posteriormente se enfrió durante 90 días y luego se procesó en el Centro de Desarrollo e Ingeniería Radioquímica de ORNL para separar y purificar el material de berkelio, lo que tomó otros 90 días.Su vida media es de solo 330 días: después de ese tiempo, la mitad del berkelio producido se habría descompuesto. Debido a esto, el objetivo de berkelio tuvo que ser transportado rápidamente a Rusia; para que el experimento fuera viable, debía completarse dentro de los seis meses posteriores a su salida de los Estados Unidos. El objetivo se empaquetó en cinco contenedores de plomo para volar desde Nueva York a Moscú.

Los funcionarios de aduanas rusos se negaron dos veces a permitir que el objetivo ingresara al país debido a que faltaba documentación o estaba incompleta. En el lapso de unos pocos días, el objetivo viajó cinco veces sobre el Océano Atlántico. A su llegada a Rusia en junio de 2009, el berkelio se transfirió inmediatamente al Instituto de Investigación de Reactores Atómicos (RIAR) en Dimitrovgrad, Óblast de Ulyanovsk, donde se depositó como una capa delgada de 300 nanómetros sobre una película de titanio. En julio de 2009, se transportó a Dubna, donde se instaló en el acelerador de partículas del JINR. El haz de calcio-48 se generó extrayendo químicamente las pequeñas cantidades de calcio-48 presentes en el calcio natural, enriqueciéndolo 500 veces. Este trabajo se realizó en la ciudad cerrada de Lesnoy, Óblast de Sverdlovsk, Rusia.

El experimento comenzó a fines de julio de 2009. En enero de 2010, los científicos del Laboratorio de Reacciones Nucleares de Flerov anunciaron internamente que habían detectado la descomposición de un nuevo elemento con el número atómico 117 a través de dos cadenas de descomposición: una de un isótopo impar que experimenta 6 alfa se desintegra antes de la fisión espontánea, y uno de un isótopo impar-par que sufre 3 desintegraciones alfa antes de la fisión. Los datos obtenidos del experimento se enviaron al LLNL para su posterior análisis. El 9 de abril de 2010, se publicó un informe oficial en la revista Physical Review Letters que identificaba los isótopos como 117 y117, que demostraron tener vidas medias del orden de decenas o cientos de milisegundos. El trabajo fue firmado por todas las partes involucradas en el experimento hasta cierto punto: JINR, ORNL, LLNL, RIAR, Vanderbilt, la Universidad de Tennessee (Knoxville, Tennessee, EE. UU.) y la Universidad de Nevada (Las Vegas, Nevada, EE. UU.), que brindó apoyo en el análisis de datos. Los isótopos se formaron de la siguiente manera:₉₇negro+₂₀California→ 117* → 117 + 3₀norte(1 evento)₉₇negro+₂₀California→ 117* → 117 + 4₀norte(5 eventos)

Confirmación

Todos los isótopos hijos (productos de descomposición) del elemento 117 eran previamente desconocidos; por lo tanto, sus propiedades no podrían usarse para confirmar la afirmación de descubrimiento. En 2011, cuando se sintetizó directamente uno de los productos de desintegración (115), sus propiedades coincidieron con las medidas en la supuesta síntesis indirecta a partir de la desintegración del elemento 117. Los descubridores no presentaron una reclamación por sus hallazgos en 2007-2011 cuando el Joint Grupo de Trabajo estaba revisando reclamos de descubrimientos de nuevos elementos.

El equipo de Dubna repitió el experimento en 2012, creando siete átomos del elemento 117 y confirmando su síntesis anterior del elemento 118 (producida después de un tiempo cuando una cantidad significativa del objetivo de berkelio-249 se descompuso beta en californio-249). Los resultados del experimento coincidieron con el resultado anterior; Luego, los científicos presentaron una solicitud para registrar el elemento. En mayo de 2014, una colaboración conjunta germano-estadounidense de científicos de la ORNL y el Centro GSI Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados ​​en Darmstadt, Hesse, Alemania, afirmó haber confirmado el descubrimiento del elemento. El equipo repitió el experimento de Dubna usando el acelerador de Darmstadt, creando dos átomos del elemento 117.

En diciembre de 2015, el JWP reconoció oficialmente el descubrimiento de 117 debido a la confirmación de las propiedades de su hija 115 y, por lo tanto, a los descubridores enumerados (JINR, LLNL y ORNL) se les otorgó el derecho de sugerir un nombre oficial para el elemento.. (Vanderbilt quedó fuera de la lista inicial de descubridores en un error que luego se corrigió).

En mayo de 2016, la Universidad de Lund (Lund, Scania, Suecia) y GSI arrojaron algunas dudas sobre la síntesis de los elementos 115 y 117. Las cadenas de desintegración asignadas al 115, el isótopo instrumental en la confirmación de la síntesis de los elementos 115 y 117, fueron encontrado, basado en un nuevo método estadístico, que es demasiado diferente para pertenecer al mismo nucleido con una probabilidad razonablemente alta. Se encontró que las 117 cadenas de descomposición reportadas aprobadas como tales por el JWP requerían dividirse en conjuntos de datos individuales asignados a diferentes isótopos del elemento 117. También se encontró que el vínculo declarado entre las cadenas de descomposición reportadas a partir de 117 y 115 probablemente no existía.. (Por otro lado, las cadenas del isótopo no aprobado117 fueron congruentes.) La multiplicidad de estados encontrados cuando los nucleidos que no son ni siquiera experimentan una desintegración alfa no es inesperado y contribuye a la falta de claridad en las reacciones cruzadas. Este estudio criticó el informe JWP por pasar por alto las sutilezas asociadas con este tema y consideró "problemático" que el único argumento para la aceptación de los descubrimientos de los elementos 115 y 117 fuera un vínculo que consideraban dudoso.

El 8 de junio de 2017, dos miembros del equipo de Dubna publicaron un artículo de revista respondiendo a estas críticas, analizando sus datos sobre los nucleidos 117 y 115 con métodos estadísticos ampliamente aceptados, señalaron que los estudios de 2016 que indicaban falta de congruencia produjeron resultados problemáticos cuando se aplicaron a radiactivos. decaimiento: excluyeron del intervalo de confianza del 90% los tiempos de decaimiento promedio y extremo, y las cadenas de decaimiento que se excluirían del intervalo de confianza del 90% que eligieron tenían más probabilidades de ser observadas que las que se incluirían. El reanálisis de 2017 concluyó que las cadenas de descomposición observadas de 117 y115 eran consistentes con la suposición de que solo un nucleido estaba presente en cada paso de la cadena, aunque sería deseable poder medir directamente el número de masa del núcleo de origen de cada cadena, así como la función de excitación del Am + Reacción Ca.

Denominación

Usando la nomenclatura de Mendeleev para elementos no identificados y no descubiertos, el elemento 117 debería conocerse como eka-astatine. Utilizando las recomendaciones de 1979 de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), el elemento se denominó temporalmente ununseptium (símbolo Uus) hasta que se confirmó su descubrimiento y se eligió un nombre permanente; el nombre temporal se formó a partir de las raíces latinas "uno", "uno" y "siete", una referencia al número atómico del elemento 117. Muchos científicos en el campo lo llamaron "elemento 117", con el símbolo E117, (117), o 117.De acuerdo con las pautas de la IUPAC vigentes al momento de la aprobación del descubrimiento, los nombres permanentes de los nuevos elementos deberían haber terminado en "-ium"; esto incluía el elemento 117, incluso si el elemento era un halógeno, que tradicionalmente tienen nombres que terminan en "-ine"; sin embargo, las nuevas recomendaciones publicadas en 2016 recomendaban usar la terminación "-ine" para todos los elementos nuevos del grupo 17.

Después de la síntesis original en 2010, Dawn Shaughnessy de LLNL y Oganessian declararon que nombrar era una cuestión delicada y que se evitó en la medida de lo posible. Sin embargo, Hamilton declaró ese año: "Fui crucial para reunir al grupo y obtener el objetivo Bk esencial para el descubrimiento. Como resultado de eso, voy a nombrar el elemento. No puedo decírtelo". el nombre, pero traerá distinción a la región". (Hamilton enseña en la Universidad de Vanderbilt en Nashville, Tennessee, EE. UU.) En una entrevista de 2015, Oganessian, después de contar la historia del experimento, dijo: "y los estadounidenses llamaron a esto un tour de force, habían demostrado que podían hacer [esto] sin margen de error. Bueno, pronto nombrarán el elemento 117. "

En marzo de 2016, el equipo de descubrimiento acordó una conferencia telefónica en la que participaron representantes de las partes involucradas sobre el nombre "tennessine" para el elemento 117. En junio de 2016, la IUPAC publicó una declaración en la que afirmaba que los descubridores habían presentado sus sugerencias para nombrar los nuevos elementos 115, 117 y 118 a la IUPAC; la sugerencia para el elemento 117 fue tennessine, con un símbolo de Ts, después de "la región de Tennessee". Los nombres sugeridos fueron recomendados para su aceptación por parte de la División de Química Inorgánica de la IUPAC; la aceptación formal se fijó para que ocurriera después de un plazo de cinco meses después de que expirara la publicación de la declaración. En noviembre de 2016, se aceptaron formalmente los nombres, incluido tennessine. Preocupaciones de que el símbolo propuesto Tspueden chocar con una notación para el grupo tosilo utilizado en química orgánica fueron rechazados, siguiendo los símbolos existentes que tienen significados duales: Ac (actinio y acetilo) y Pr (praseodimio y propilo). La ceremonia de nombramiento de moscovium, tennessine y oganesson se llevó a cabo el 2 de marzo de 2017 en la Academia de Ciencias de Rusia en Moscú; en enero de 2017 se llevó a cabo una ceremonia separada solo para tennessine en ORNL.

Propiedades predichas

Aparte de las propiedades nucleares, no se han medido propiedades de la tennessina o sus compuestos; esto se debe a su producción extremadamente limitada y costosa y al hecho de que se descompone muy rápidamente. Las propiedades de la tennessina siguen siendo desconocidas y solo se dispone de predicciones.

Estabilidad nuclear e isótopos

La estabilidad de los núcleos disminuye rápidamente con el aumento del número atómico después del curio, el elemento 96, cuya vida media es cuatro órdenes de magnitud mayor que la de cualquier elemento posterior. Todos los isótopos con un número atómico superior a 101 sufren una desintegración radiactiva con vidas medias inferiores a 30 horas. Ningún elemento con número atómico superior a 82 (después del plomo) tiene isótopos estables. Esto se debe a la repulsión de Coulomb cada vez mayor de los protones, de modo que la fuerza nuclear fuerte no puede mantener unido al núcleo contra la fisión espontánea durante mucho tiempo. Los cálculos sugieren que, en ausencia de otros factores estabilizadores, no deberían existir elementos con más de 104 protones.Sin embargo, los investigadores en la década de 1960 sugirieron que las capas nucleares cerradas alrededor de 114 protones y 184 neutrones deberían contrarrestar esta inestabilidad, creando una "isla de estabilidad" donde los nucleidos podrían tener vidas medias que alcanzan los miles o millones de años. Si bien los científicos aún no han llegado a la isla, la mera existencia de los elementos superpesados ​​(incluido el tennessine) confirma que este efecto estabilizador es real y, en general, los nucleidos superpesados ​​conocidos se vuelven exponencialmente más longevos a medida que se acercan a la ubicación prevista de la isla. Tennessine es el segundo elemento más pesado creado hasta ahora, y todos sus isótopos conocidos tienen vidas medias de menos de un segundo. Sin embargo, esto es más largo que los valores predichos antes de su descubrimiento: los tiempos de vida predichos para Ts yLos T utilizados en el documento de descubrimiento fueron de 10 ms y 45 ms respectivamente, mientras que los tiempos de vida observados fueron de 21 ms y 112 ms respectivamente. El equipo de Dubna cree que la síntesis del elemento es una prueba experimental directa de la existencia de la isla de estabilidad.

Un gráfico de estabilidad de nucleidos utilizado por el equipo de Dubna en 2010. Los isótopos caracterizados se muestran con bordes. Según los descubridores, la síntesis del elemento 117 sirve como prueba definitiva de la existencia de la "isla de estabilidad" (encerrada en un círculo).

Se ha calculado que el isótopo Ts tendría una vida media de aproximadamente 18 milisegundos, y es posible producir este isótopo mediante la misma reacción de berkelio-calcio utilizada en los descubrimientos de los isótopos conocidos, Ts y Ts. Se estima que la probabilidad de que esta reacción produzca Ts es, como máximo, una séptima parte de la probabilidad de producir Ts. Los cálculos que utilizan un modelo de túnel cuántico predicen la existencia de varios isótopos de tennessine hasta Ts. Se espera que el más estable de estos sea Ts con una vida media de descomposición alfa de 40 milisegundos. Un estudio de modelo de gota líquida sobre los isótopos del elemento muestra resultados similares; sugiere una tendencia general de estabilidad creciente para isótopos más pesados ​​queTs, con vidas medias parciales que exceden la edad del universo para los isótopos más pesados ​​como Ts cuando no se considera la desintegración beta. Se pueden producir isótopos más ligeros de tennessina en la reacción Am+ Ti, que el equipo de Dubna consideró como un plan de contingencia en 2008 si Bk no estaba disponible, y se consideró nuevamente para estudiar en 2017-2018 para investigar las propiedades de las reacciones nucleares con un haz de titanio-50, que se hace necesario para sintetizar elementos más allá del oganesón.

Atómico y físico

Se espera que Tennessine sea un miembro del grupo 17 en la tabla periódica, por debajo de los cinco halógenos; flúor, cloro, bromo, yodo y astato, cada uno de los cuales tiene siete electrones de valencia con una configuración de n s n p. Para tennessine, al estar en el séptimo período (fila) de la tabla periódica, continuar la tendencia predeciría una configuración electrónica de valencia de 7s 7p,y por lo tanto se esperaría que se comportara de manera similar a los halógenos en muchos aspectos relacionados con este estado electrónico. Sin embargo, al descender del grupo 17, aumenta la metalicidad de los elementos; por ejemplo, el yodo ya exhibe un brillo metálico en estado sólido, y el astato a menudo se clasifica como un metaloide debido a que sus propiedades son bastante diferentes a las de los cuatro halógenos anteriores. Como tal, una extrapolación basada en tendencias periódicas predeciría que el tennessine sería un metal posterior a la transición bastante volátil.

Los cálculos han confirmado la precisión de esta simple extrapolación, aunque la verificación experimental de esto es actualmente imposible ya que las vidas medias de los isótopos de tennessina conocidos son demasiado cortas. Es probable que surjan diferencias significativas entre la tennessina y los halógenos anteriores, en gran parte debido a la interacción espín-órbita, la interacción mutua entre el movimiento y el espín de los electrones. La interacción espín-órbita es especialmente fuerte para los elementos superpesados ​​porque sus electrones se mueven más rápido (a velocidades comparables a la velocidad de la luz) que los de los átomos más ligeros. En los átomos tennessine, esto reduce los niveles de energía de los electrones 7s y 7p, estabilizando los electrones correspondientes, aunque dos de los niveles de energía de los electrones 7p están más estabilizados que los otros cuatro.La estabilización de los electrones 7s se denomina efecto de par inerte; el efecto que separa la subcapa 7p en partes más estabilizadas y menos estabilizadas se denomina división de subcapa. Los químicos computacionales entienden la división como un cambio del segundo número cuántico (azimutal) l de 1 a 1/2 y 3/2 para las partes más estabilizadas y menos estabilizadas de la subcapa 7p, respectivamente. Para muchos propósitos teóricos, la configuración electrónica de valencia se puede representar para reflejar la división de la subcapa 7p como 7s7p_1/27p_3/2.

También existen diferencias para otros niveles de electrones. Por ejemplo, los niveles de electrones 6d (también divididos en dos, siendo cuatro 6d _3/2 y seis 6d _5/2) están elevados, por lo que tienen una energía cercana a los 7s, aunque no se ha estudiado la química de los electrones 6d. predicho para tennessine. La diferencia entre los niveles 7p _1/2 y 7p _3/2 es anormalmente alta; 9,8 eV. La división de la subcapa de 6p de Astatine es de solo 3,8 eV, y su química de 6p _1/2 ya se ha llamado "limitada". Estos efectos hacen que la química de tennessine difiera de la de sus vecinos superiores (ver más abajo).

Se prevé que la primera energía de ionización de Tennessine, la energía requerida para eliminar un electrón de un átomo neutro, sea de 7,7 eV, más baja que la de los halógenos, siguiendo nuevamente la tendencia. Al igual que sus vecinos en la tabla periódica, se espera que la tennessina tenga la afinidad electrónica (energía liberada cuando se agrega un electrón al átomo) más baja en su grupo; 2,6 o 1,8 eV. Se predice que el electrón del hipotético átomo de tennessina similar al hidrógeno, oxidado por lo que tiene solo un electrón, Ts, se moverá tan rápido que su masa es 1,90 veces la de un electrón inmóvil, una característica atribuible a los efectos relativistas. A modo de comparación, la cifra para el astato similar al hidrógeno es 1,27 y la cifra para el yodo similar al hidrógeno es 1,08.Las extrapolaciones simples de las leyes de la relatividad indican una contracción del radio atómico. Cálculos avanzados muestran que el radio de un átomo de tennessina que ha formado un enlace covalente sería de 165 pm, mientras que el del astato sería de 147 pm. Con los siete electrones más externos eliminados, el tennessine es finalmente más pequeño; 57 pm para tennessine y 61 pm para astatine.

Se desconocen los puntos de fusión y ebullición de la tennessina; artículos anteriores predijeron alrededor de 350–500 °C y 550 °C, respectivamente, o 350–550 °C y 610 °C, respectivamente. Estos valores superan los del astato y los halógenos más ligeros, siguiendo tendencias periódicas. Un artículo posterior predice que el punto de ebullición de la tennessina es de 345 °C (el del astato se estima en 309 °C, 337 °C o 370 °C, aunque se han informado valores experimentales de 230 °C y 411 °C). Se espera que la densidad de la tennessina esté entre 7,1 y 7,3 g/cm, continuando la tendencia de aumento de la densidad entre los halógenos; la del astato se estima entre 6,2 y 6,5 g/cm.

Químico

Los isótopos conocidos de tennessine, Ts y Ts, tienen una vida demasiado corta para permitir la experimentación química en la actualidad. Sin embargo, se han calculado muchas propiedades químicas de la tennessina. A diferencia de los elementos más ligeros del grupo 17, es posible que la tennessina no muestre el comportamiento químico común a los halógenos. Por ejemplo, el flúor, el cloro, el bromo y el yodo aceptan rutinariamente un electrón para lograr la configuración electrónica más estable de un gas noble, obteniendo ocho electrones (octeto) en sus capas de valencia en lugar de siete. Esta capacidad se debilita a medida que aumenta el peso atómico al descender en el grupo; tennessine sería el elemento del grupo 17 menos dispuesto a aceptar un electrón. De los estados de oxidación que se prevé que forme, se espera que −1 sea el menos común.Se prevé que el potencial de reducción estándar del par Ts/Ts sea −0,25 V; este valor es negativo, a diferencia de todos los halógenos más ligeros.

Hay otra oportunidad para que la tennessina complete su octeto, formando un enlace covalente. Al igual que los halógenos, cuando dos átomos de tennessina se encuentran, se espera que formen un enlace Ts-Ts para dar una molécula diatómica. Tales moléculas se unen comúnmente a través de enlaces sigma simples entre los átomos; estos son diferentes de los enlaces pi, que se dividen en dos partes, cada una desplazada en una dirección perpendicular a la línea entre los átomos y opuestas entre sí en lugar de estar ubicadas directamente entre los átomos a los que se unen. Se ha calculado que el enlace Sigma muestra un gran carácter antienlazante en la molécula At ₂ y no es tan favorable desde el punto de vista energético. Se predice que Tennessee continuará la tendencia; debe verse un fuerte carácter pi en el enlace de Ts ₂.Se predice que la molécula de cloruro de tennessina (TsCl) irá más allá, uniéndose con un solo enlace pi.

Además del estado inestable -1, se predicen tres estados de oxidación más; +5, +3 y +1. El estado +1 debería ser especialmente estable debido a la desestabilización de los tres electrones 7p _3/2 más externos, formando una configuración de subcapa semillena estable; el astato muestra efectos similares. El estado +3 debería ser importante, nuevamente debido a los electrones 7p _{3/2 desestabilizados.} Se prevé que el estado +5 sea poco común porque los electrones 7p _1/2 están estabilizados de manera opuesta. No se ha demostrado que el estado +7, ni siquiera computacionalmente, sea alcanzable. Debido a que los electrones 7s están muy estabilizados, se ha planteado la hipótesis de que la tennessina tiene efectivamente solo cinco electrones de valencia.

El compuesto de tennessina más simple posible sería el monohidruro, TsH. Se espera que el enlace lo proporcione un electrón 7p _3/2 de tennessine y el electrón 1s de hidrógeno. La naturaleza no enlazante del espinor 7p _1/2 se debe a que se espera que la tennessina no forme enlaces puramente sigma o pi. _{Por lo tanto, el espinor 7p 3/2} desestabilizado (así expandido) es responsable de la unión. Este efecto alarga la molécula de TsH en 17 picómetros en comparación con la longitud total de 195 pm. Dado que los enlaces de electrones de tennessine p son dos tercios sigma, el enlace es solo dos tercios de lo que sería si tennessine no presentara interacciones espín-órbita.La molécula sigue así la tendencia de los hidruros de halógeno, mostrando un aumento en la longitud del enlace y una disminución en la energía de disociación en comparación con AtH. Las moléculas TlTs y NhTs pueden verse de manera análoga, teniendo en cuenta un efecto opuesto mostrado por el hecho de que los electrones p _1/2 del elemento están estabilizados. Estas dos características dan como resultado un momento dipolar relativamente pequeño (producto de la diferencia entre las cargas eléctricas de los átomos y el desplazamiento de los átomos) para TlTs; sólo 1,67 D, el valor positivo implica que la carga negativa está en el átomo tennessine. Para NhT, se predice que la fuerza de los efectos provocará una transferencia del electrón del átomo de tennessina al átomo de nihonio, con un valor de momento dipolar de -1,80 D.La interacción espín-órbita aumenta la energía de disociación de la molécula de TsF porque reduce la electronegatividad de la tennessina, lo que hace que el enlace con el átomo de flúor extremadamente electronegativo tenga un carácter más iónico. El monofluoruro de tennessina debe presentar la unión más fuerte de todos los monofluoruros del grupo 17.

La teoría VSEPR predice una geometría molecular en forma de T doblada para los trifluoruros del grupo 17. Todos los trifluoruros de halógeno conocidos tienen esta geometría molecular y una estructura de AX ₃ E ₂: un átomo central, denominado A, rodeado por tres ligandos, X, y dos pares de electrones no compartidos, E. Si se ignoran los efectos relativistas, debe seguir TsF ₃ sus congéneres más ligeros tienen una geometría molecular en forma de T doblada. Predicciones más sofisticadas muestran que esta geometría molecular no se vería favorecida energéticamente por TsF ₃, prediciendo en cambio una geometría molecular plana trigonal (AX ₃ E ₀). Esto muestra que la teoría VSEPR puede no ser consistente para los elementos superpesados. el tsf ₃se prevé que la molécula se estabilice significativamente mediante interacciones espín-órbita; una posible razón puede ser la gran diferencia de electronegatividad entre la tennessina y el flúor, lo que le da al enlace un carácter parcialmente iónico.