Flerovij je supertežek umetno narejen kemični element s simbolom Fl in atomskim številom 114. Je izredno radioaktivni sintetični element. Element je dobil ime po Laboratoriju za jedrske reakcije Flerov Združenega inštituta za jedrske raziskave v Dubni v Rusiji, kjer je bil element odkrit leta 1998. Ime laboratorija je v čast ruskemu fiziku Georgiju Fljorovu ( v cirilici, od tod tudi transliteracija "yo" v "e"). Ime je IUPAC sprejel 30. maja 2012.
V periodnem sistemu elementov transaktinoidni element v p-bloku. Je član 7. periode in je najtežji znani član ogljikove skupine; je tudi najtežji element, katerega kemija je bila raziskana. Začetne kemijske študije, opravljene v obdobju 2007–2008, so pokazale, da je flerovij nepričakovano hlapljiv za element 14. skupine ; v predhodnih rezultatih se je zdelo, da ima celo lastnosti, podobne žlahtnim plinom. Novejši rezultati kažejo, da je bila reakcija flerovija z zlatom podobna tisti s kopernicijem, kar nakazuje, da je element zelo hlapen in bi lahko bil celo plin pri standardni temperaturi in tlaku, da bi imel kovinske lastnosti, skladne z dejstvom, da je težji homolog svinca in da bi bila to najmanj reaktivna kovina v 14. skupini. Vprašanje, ali se flerovij vede bolj kot kovina ali žlahtni plin ostaja še vedno neodgovorjeno.
Zaznanih je bilo približno 90 atomov flerovija: 58 je bilo sintetiziranih neposredno, ostali pa so nastali z radioaktivnim razpadom težjih elementov. Dokazano je, da imajo vsi ti atomi flerovija masno število med 284 in 290. Najbolj stabilen znan flerovijev izotop, flerovij-289, ima razpolovno dobo približno 1,9 sekund, vendar je mogoče, da bo nepotrjeni flerovij-290 z enim dodatnim nevtronom imel daljši razpolovni čas, kar 19 sekund; to bi bil eden najdaljših razpolovnih časov katerega koli izotopa katerega koli elementa na tem najtežje dosegljivem koncu periodnega sistema. Flerovij naj bi bil blizu središča teoretiziranega otoka stabilnosti, predvidoma pa bi lahko imeli težji izotopi flerovija, zlasti morebiti dvojno magični flerovij-298, še daljši razpolovni čas.
Uvod
Zgodovina
Pred odkritjem Od poznih štiridesetih do zgodnjih šestdesetih let dvajsetega stoletja, zgodnjih dni sinteze težjih in težjih transuranskih elementov, je bilo napovedano, da ker se tako težki elementi ne pojavljajo v naravi, imajo vsi krajši razpolovni čas za spontano cepitvev, dokler ne bi mogli več obstajati okoli elementa 108 (danes znanega kot hasij). Začetno delo pri sintezi aktinoidov je to potrdilo. Model jedrske lupine, ki so ga uvedli leta 1949 in sta ga konec šestdesetih let precej dopolnila William Myers in Władysław developedwiątecki, je predvideval, da protoni in nevtroni tvorijo lupine znotraj jedra, nekoliko podobno kot elektroni, ki tvorijo elektronske lupine znotraj atoma. Žlahtni plini so nereaktivni, saj imajo polne elektronske lupine; tako je bilo teoretizirano, da bodo elementi s polnimi jedrskimi lupinami – s tako imenovanim "magičnim" številom protonov ali nevtronov – stabilizirani pred radioaktivnim razpadom. Še posebej bi bil stabiliziran dvojno magični izotop, ki bi imel tako magično število protonov kot nevtronov. Heiner Meldner je leta 1965 izračunal, da bo naslednji dvojno čarobni izotop po svincu-208 flerovij-298 s 114 protoni in 184 nevtroni, kar bo središče tako imenovanega "otoka stabilnosti". Ta otok stabilnosti, ki naj bi se gibal od kopernicija (element 112) do oganesona (118), bi prišel po dolgem "morju nestabilnosti" od elementov 101 (mendelevij) do 111 (rentgenij). V njem naj bi bili izotopi flerovija, za katere so leta 1966 predvideli, da imajo razpolovne dobe več kot sto milijonov let. Te zgodnje napovedi so navdušile raziskovalce in leta 1968 privedle do prvega poskusa sinteze flerovija z reakcijo 248Cm(40Ar,xn). V tej reakciji niso našli izotopov flerovija. To naj bi se zgodilo, ker ima sestavljeno jedro 288Fl samo 174 nevtronov namesto predvidenega magičnega 184, kar bi imelo pomemben vpliv na prerez reakcije (donos) in razpolovni čas nastalih jeder. Po tem je do sinteze prvega izotopa flerovija preteklo še trideset let. Novejša dela kažejo, da so lokalni otoki stabilnosti okoli hasija in flerovija posledica tega, da so ta jedra deformirana oziroma prekrivljena, zaradi česar so odporna na spontano cepitev, in da se pravi otok stabilnosti sferičnih jeder pojavi okoli unbibija-306 (s 122 protoni in 184 nevtroni).
Odkritje Flerovij je decembra 1998 prvič sintetizirala skupina znanstvenikov na Združenem inštitutu za jedrske raziskave (JINR) v Dubni v Rusiji, ki jo je vodil Yuri Oganessian, ki je tarčo plutonija-244 bombardiral s pospešenimi jedri kalcija-48:
244Pu + 48Ca → 292Fl* → 290Fl + 2 1Nt
Ta reakcija je bila poskušena že prej, vendar neuspešno; za ta poskus leta 1998 je JINR nadgradil vso svojo opremo, da je bolje zaznala in ločila proizvedene atome ter intenzivneje bombardirala cilj. En sam atom flerovija, ki je razpadel z emisijo alfa delca z življenjsko dobo 30,4 sekund, je bila zaznan. Izmerjena energija razpada je bila 9,71 MeV, kar daje pričakovani razpolovni čas 2–23 s. Atom je bil dodeljen izotopu flerovij-289 in poročilo je bilo objavljeno januarja 1999. Poskus so kasneje ponovili, vendar izotopa s temi lastnostmi razpada nikoli več niso našli, zato natančna identiteta te aktivnosti ni znana. Možno je, da je do tega prišlo zaradi metastabilnega izomera 289mFl, ker pa je prisotnost cele vrste dolgotrajnejših izomerov v njegovi razpadajoči verigi precej dvomljiva, je najverjetnejša dodelitev te verige 2n razpadu, ki vodi do 290Fl, in nato zajem elektrona do 290Nh, kar se dobro ujema s sistematiko in trendov izotopov flerovija in je v skladu z energijo kratkega snopa, ki je bila izbrana za ta poskus, čeprav bi bila nadaljnja potrditev zaželena prek sinteze 294Lv v reakciji 248Cm(48Ca,2n), ki bi alfa razpadel na 290Fl. Skupina pri RIKEN-u je poročala o možni sintezi izotopov 294Lv in 290Fl v letu 2016 z reakcijo 248Cm(48Ca,2n), vendar je bil zgrešen alfa razpad 294Lv, opazili pa so alfa razpad 290Fl na 286Cn namesto zajema elektrona na 290Nh, dodelitev atoma 294Lv in ne 293Lv in razpad na izomer 285Cn pa nista stoodstotno potrjena.
Glenn T. Seaborg, znanstvenik iz Narodnega laboratorija Lawrence Berkeley, ki je sodeloval pri sintezi takšnih težkih elementov, je decembra 1997 dejal, da "je bila ena njegovih najdaljših in najbolj cenjenih sanj videti enega od teh čarobnih elementov"; o sintezi flerovija mu je povedal njegov kolega Albert Ghiorso kmalu po objavi leta 1999. Seaborg je umrl dva meseca pozneje, 25. februarja 1999.
Izotopi Marca 1999 je ista ekipa zamenjala tarčo 244Pu z 242Pu, da bi ustvarila druge izotope flerovija. V tej reakciji sta nastala dva atoma flerovija, ki sta razpadla z emisijo alfa delca z razpolovno dobo 5,5 s. Imenovana sta bila kot 287Fl. Tudi ta razpad ni bil zaznan in ni jasno, kakšno jedro je nastalo. Možno je, da je šlo za metastabilni izomer 287mFl ali rezultat verige zajema elektrona 287Fl, ki je vodila do 287Nh in 283Rg.
Zdaj potrjeno odkritje flerovija je bilo opravljeno junija 1999, ko je ekipa Dubne ponovila prvo reakcijo iz leta 1998. Tokrat sta nastala dva atoma flerovija; razpadla sta z alfa razpadom z razpolovno dobo 2,6 s, drugače od rezultata iz leta 1998. Ta dejavnost je bila prvotno dodeljena 288Fl pomotoma zaradi zmede glede prejšnjih opažanj, ki naj bi izhajala iz 289Fl. Nadaljnje delo decembra 2002 je končno omogočilo pravilno prerazporeditev atomov junija 1999 na 289Fl.
Maja 2009 je IUPAC-ova skupna delovna skupina (JWP) objavila poročilo o odkritju Kopernicija, v katerem je potrdila odkritje izotopa 283Cn. To je pomenilo tudi odkritje flerovija, saj so potrdili podatke za sintezo 287Fl in 291Lv, ki razpadeta na 283Cn. Odkritje izotopov flerovija-286 in -287 je bilo potrjeno januarja 2009 v Berkeleyju. Sledila je potrditev flerovija-288 in -289 julija 2009 v Gesellschaftu für Schwerionenforschung (GSI) v Nemčiji. Leta 2011 je IUPAC ocenil poskuse skupine iz Dubne v letih 1999–2007. Ugotovili so, da prvi podatki niso prepričljivi, vendar so rezultate 2004–2007 sprejeli kot flerovij in element je bil uradno priznan kot odkrit.
Medtem ko je bila metoda kemijske karakterizacije produkta uspešna v primerih flerovija in livermorija in je enostavnejša struktura sodo-sodih jeder takoj potrdila oganeson (element 118), pa so bile težave pri ugotavljanju skladnosti verig razpada izotopov z neparnimi protoni, neparnimi nevtroni ali obojim. Da bi rešili problem z vročo fuzijo, ko se razpadne verige končajo s spontano cepitvijo namesto da bi se povezale na znana jedra, kot to omogoča hladna fuzija, so leta 2015 v Dubni izvedli poskuse, pri katerih so v reakcijah 48Ca s 239Pu in 240Pu proizvedli lažje izotope flerovija, zlasti 283Fl, 284Fl in 285Fl; zadnja je bila prej zaznana v reakciji 242Pu(48Ca,5n)285Fl v Narodnem laboratoriju Lawrence Berkeley leta 2010. Izotop 285Fl je bil bolj jasno opredeljen, medtem ko je bilo ugotovljeno, da se novi izotop 284Fl takoj spontano cepi namesto alfa razpade do znanih nuklidov zaprtja lupine okoli N = 162, 283Fl pa ni bilo mogoče najti. Najlažji izotop lahko še vedno nastane v reakciji hladne fuzije 208Pb(76Ge,n)283Fl, ki jo je ekipa japonskega RIKEN-a ocenila kot preiskovano: pričakuje se, da bo ta reakcija imela višji prerez 200 fb kakor najnižji "svetovni rekord" 30 fb pri 209Bi(70Zn,n)278Nh, reakcijo, ki jo je RIKEN uporabil za uradno odkritje elementa 113, ki se sedaj imenuje nihonij. Skupina iz Dubne je leta 2017 ponovila preiskavo reakcije 240Pu + 48Ca, pri čemer je opazila tri nove konstantne razpadne verige 285Fl, dodatno razpadno verigo tega nuklida, ki lahko prehaja skozi nekatera izomerna stanja v svojih produktih, verigo, ki bi ji lahko dodelili 287Fl (verjetno izhaja iz 242Pu nečistoč v tarči) in nekaj spontanih cepitvenih dogodkov, od katerih bi lahko bili nekateri od 284Fl, čeprav so možne tudi druge interpretacije, vključno s stranskimi reakcijami, ki vključujejo izhlapevanje nabitih delcev.
Poimenovanje desno|sličica| Ruska znamka, izdana leta 2013, posvečena Georgiju Fljorovu in fleroviju. Z uporabo Mendelejeveve nomenklature za neimenovane in neodkrite elemente se flerovij včasih imenuje eka-svinec. Leta 1979 je IUPAC objavil priporočila, v skladu s katerimi naj bi se element imenoval ununkvadij (z ustreznim simbolom Uuq), tj. sistematično ime elementa kot nadomestno ime, dokler se ne potrdi odkritje elementa in določi stalnega imena. Večina znanstvenikov na tem področju ga je imenovala "element 114" s simbolom E114, (114) ali 114 .
V skladu s priporočili IUPAC ima odkritelj oz. odkritelji novega elementa pravico predlagati ime. Potem ko je IUPAC 1. junija 2011 odkritje flerovija in livermorija priznal, je IUPAC zaprosil skupino pri JINR, ki ga je odkrila, da predlaga stalna imena za ta dva elementa. Skupina Dubna se je odločila poimenovati element 114 flerovij (simbol Fl), po ruskem Laboratoriju za jedrske reakcije Flerov (FLNR), poimenovanem po sovjetskem fiziku Georgiju Fljorovu; prva poročila trdijo, da je bilo ime elementa neposredno predlagano v čast Fljorovu. V skladu s predlogom, ki so ga sprejeli odkritelji, je IUPAC element uradno poimenoval flerovij po Laboratoriju za jedrske reakcije Flerov (starejše ime za JINR) in ne po Fljorovu samem. Fljorov je znan po tem, da je aprila 1942 pisal Josipu Stalinu in opozoril na molk v znanstvenih revijah s področja cepitve jedrer v ZDA, Veliki Britaniji in Nemčiji. Fljorov je ugotovil, da so te raziskave morale postati tajni podatki v teh državah. Delo in prošnje Fljorova so privedle do razvoja lastnega projekta ZSSR za proizvodnjo atomskih bomb. Fljorov je znan tudi po odkritju spontane cepitve s Konstantinom Petrzhakom. Slovesnost poimenovanja flerovija in livermorija je bila 24. oktobra 2012 v Moskvi.