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Superheavy elements a prediction of their chemical and physical properties

DOI: 10.1007/BFb0116498
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Available from: Burkhard Fricke, Aug 28, 2015
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    • "becomes more complicated as many electronic states involving configurations from occupying 5g, 6f, 7d, 8p 3/2 , 9s, 9p 1/2 levels become rather close in energy requiring more sophisticated electron correlation procedures within a relativistic treatment including QED effects. Thus, for the heavier elements the periodic table of placing elements into certain groups somewhat loses its importance despite several attempts to complete the periodic table to high nuclear charges [4] [134] [172] [173]. This is understandable from the simple fact that the energy spectrum becomes more dense moving to higher principal quantum numbers and angular momentum states, just as this is the case for the simple hydrogen atom. "
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    ABSTRACT: The current status of relativistic electronic structure theory for superheavy elements is reviewed. Recent developments in relativistic quantum theory have made it possible to obtain accurate electronic properties for the trans-actinide elements with the aim to predict their chemical and physical behaviour. The role of quantum electrodynamic effects beyond the no-virtual-pair approximation, which is usually neglected in relativistic molecular calculations, is discussed. Changes in periodic trends due to relativistic effects are outlined for the superheavy elements with nuclear charge . We also analyse the role of the negative energy states for the electronic stability of superheavy elements beyond the critical nuclear charge ( ), where the 1s state enters the negative energy continuum at .
    Nuclear Physics A 02/2015; DOI:10.1016/j.nuclphysa.2015.02.005 · 2.50 Impact Factor
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    • "Knowledge of the atomic properties and interaction with various surfaces, such as gold and Teflon, used for transport capillaries from the target chamber to the chemistry set up, is essential for this experiment. Earlier predictions of the first ionization potential (IP) of element 114 have indicated that the atom would be rather inert [2] [3]. Highly accurate relativistic ab initio Dirac–Coulomb–Breit (DCB) Fock-space coupled cluster (FSCC) calculations [4] showed that the first four IPs of the element are significantly higher than corresponding values of its lighter homologue Pb, confirming the earlier prediction about its inertness. "
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    ABSTRACT: a b s t r a c t The electron affinity (EA) of element 114 is calculated by the mixed sector intermediate Hamiltonian cou-pled cluster method, using large basis sets and model spaces. Similar calculations reproduce the EA of the lighter homologues Sn and Pb within 5%. This good agreement lends credence to the result obtained for element 114, predicting that the superheavy element will have no electron affinity and will not bind an extra electron. Trends in group 14 and the relativistic destabilization of the E114 7p 3=2 orbital support this conclusion.
    Chemical Physics Letters 09/2009; 480(1-3):49-51. DOI:10.1016/j.cplett.2009.08.059 · 1.99 Impact Factor
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    ABSTRACT: Alle 17 jenseits vom Uran stehenden, künstlichen Elemente wurden durch kernchemische Synthesen gewonnen. Die drei schwersten – Element 107, 108 und 109 – wurden am Darmstädter Schwerionenbeschleuniger UNILAC durch Kernverschmelzung aus den schwersten stabilen Atomkernen, Blei-208 und Bismut-209, und den neutronenreichsten stabilen Isotopen des Chroms und Eisens dargestellt: Element 107 durch Fusion von Bismut-209 (Ordnungszahl Z = 83) mit Chrom-54 (Z = 24), Element 108 aus Blei-208 (Z = 82) und Eisen-58 (Z = 26), und Element 109 aus Bismut-209 und Eisen-58. Als erste wurden Kerne mit den Massenzahlen 262 (Z = 107), 265 (Z = 108) und 266 (Z = 109) nachgewiesen; diese Kerne sind kurzlebige α-Strahler mit 8.2, 1.8 bzw. 3.4 ms Halbwertszeit. Die Syntheseausbeuten sind äußerst gering; vom Element 109 wurden bisher nur drei Atome beobachtet. Versuche zur Synthese des Elements 110 sind nicht eindeutig verlaufen. Nicht gelungen ist bisher der Nachweis der in theoretischen Arbeiten vorausgesagten „überschweren” Elemente mit Ordnungszahlen um 114 und Neutronenzahlen um 184, trotz zahlreicher Syntheseversuche, so am UNILAC durch Fusion von Calcium-48 (Z = 20) mit Curium-248 (Z = 96) oder durch Übertragung vieler Protonen beim Zusammenstoß sehr schwerer Kerne wie zweier Uran-238-Kerne (Z = 92). Die schwersten bekannten Kerne sind gegen spontane Spaltung in zwei Bruchstücke weit stabiler als erwartet, aber die Synthese dieser Kerne ist unerwartet stark erschwert. Hierin, und weniger im Verschwinden der Kernstabilität, zeichnet sich die Grenze des Periodensystems ab: Noch schwerere Elemente sollten existieren können, doch fehlt es bislang an einem Weg, sie herzustellen.
    Angewandte Chemie 11/1988; 100(11):1471-1491. DOI:10.1002/ange.19881001104
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