เทนเนสซีนเป็นธาตุสังเคราะห์มีสัญลักษณ์Tsและเลขอะตอม 117 ^{[ 9 ]}มีเลขอะตอมสูงเป็นอันดับสองมวลอะตอม สูงเป็นอันดับสองร่วม กับธาตุอื่นๆ ที่รู้จัก และเป็นธาตุรองสุดท้ายของคาบที่ 7ของตารางธาตุ ชื่อของธาตุนี้ตั้งตามชื่อรัฐหรือภูมิภาคเทนเนสซี ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นที่ตั้งของสถาบันวิจัยสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบธาตุนี้

การค้นพบเทนเนสซีนได้รับการประกาศอย่างเป็นทางการในเมืองดูบนาประเทศรัสเซีย โดยความร่วมมือระหว่างรัสเซียและสหรัฐอเมริกาในเดือนเมษายน 2010 ทำให้เป็นธาตุที่เพิ่งค้นพบใหม่ล่าสุดไอโซโทปของธาตุ นี้ ถูกสร้างขึ้นโดยตรงในปี 2011 ซึ่งเป็นการยืนยันผลการทดลองบางส่วน การทดลองนี้ได้รับการทำซ้ำสำเร็จโดยความร่วมมือเดียวกันในปี 2012 และโดยทีมร่วมระหว่างเยอรมนีและสหรัฐอเมริกาในเดือนพฤษภาคม 2014 ในเดือนธันวาคม 2015 คณะทำงานร่วมของสหภาพเคมีบริสุทธิ์และประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) และสหภาพฟิสิกส์บริสุทธิ์และประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAP) ซึ่งประเมินข้อเรียกร้องการค้นพบธาตุใหม่ ได้รับรองธาตุนี้และมอบสิทธิ์ลำดับความสำคัญให้แก่ทีมรัสเซีย-สหรัฐอเมริกา ในเดือนมิถุนายน 2016 IUPAC ได้เผยแพร่แถลงการณ์ระบุว่าผู้ค้นพบได้เสนอชื่อเทนเนสซีนซึ่งชื่อนี้ได้รับการรับรองอย่างเป็นทางการในเดือนพฤศจิกายน 2016 ^{[ a ]}

เทนเนสซีนอาจอยู่ใน " เกาะแห่งความเสถียร " ซึ่งเป็นแนวคิดที่อธิบายว่าทำไมธาตุหนักบางชนิดจึงมีความเสถียรมากกว่า แม้ว่าโดยรวมแล้วความเสถียรของธาตุที่อยู่เลยบิสมัท ไป ในตารางธาตุจะมีแนวโน้มลดลงก็ตาม อะตอมของเทนเนสซีนที่สังเคราะห์ขึ้นมีอายุอยู่ได้หลายสิบและหลายร้อยมิลลิวินาทีในตารางธาตุ เทนเนสซีนคาดว่าจะอยู่ในหมู่ที่ 17 ซึ่งเป็นหมู่ฮาโลเจน^{[ b ]}คุณสมบัติบางอย่างของมันอาจแตกต่างจากฮาโลเจนที่เบากว่าอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพ ส่งผลให้เทนเนสซีนคาดว่าจะเป็นโลหะ ระเหยง่าย ที่ไม่สร้างแอนไอออน หรือมี สถานะออกซิเดชันสูง อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติที่สำคัญบางประการ เช่น จุดหลอมเหลว จุดเดือด และพลังงานไอออนไนเซชัน แรก คาดว่าจะสอดคล้องกับแนวโน้มของฮาโลเจน ในตารางธาตุ

การสังเคราะห์นิวเคลียสหนักยิ่งยวด

นิวเคลียสอะตอมหนักยิ่งยวด^{[ c ]} ถูกสร้างขึ้นในปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่รวมนิวเคลียสอื่นอีกสองนิวเคลียสที่มีขนาดไม่เท่ากัน^{[ d ]}เข้าด้วยกัน โดยคร่าวๆ ยิ่งนิวเคลียสทั้งสองไม่เท่ากันในแง่ของมวลมากเท่าใด โอกาสที่ทั้งสองจะทำปฏิกิริยากันก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น^{[ 17 ]}วัสดุที่ทำจากนิวเคลียสที่หนักกว่าจะถูกสร้างเป็นเป้าหมาย จากนั้นจึงถูกยิงด้วยลำแสงของนิวเคลียสที่เบากว่า นิวเคลียสสองตัวจะรวมกันเป็นหนึ่งเดียวได้ก็ต่อเมื่ออยู่ใกล้กันมากพอ โดยปกติแล้ว นิวเคลียส (ทั้งหมดมีประจุบวก) จะผลักกันเนื่องจาก แรง ผลักทางไฟฟ้าสถิตปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งสามารถเอาชนะแรงผลักนี้ได้ แต่เฉพาะในระยะทางที่สั้นมากจากนิวเคลียสเท่านั้น ดังนั้นนิวเคลียสของลำแสงจึงถูกเร่งความเร็ว อย่างมาก เพื่อให้แรงผลักดังกล่าวไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับความเร็วของนิวเคลียสของลำแสง^{[ 18 ]}พลังงานที่ใช้กับนิวเคลียสของลำแสงเพื่อเร่งความเร็วสามารถทำให้พวกมันมีความเร็วสูงถึงหนึ่งในสิบของความเร็วแสงอย่างไรก็ตาม หากใช้พลังงานมากเกินไป นิวเคลียสของลำแสงอาจแตกสลายได้^{[ 18 ]}

การเข้าใกล้กันเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะทำให้นิวเคลียสสองตัวหลอมรวมกันได้: เมื่อนิวเคลียสสองตัวเข้าใกล้กัน พวกมันมักจะอยู่ด้วยกันประมาณ 10 ⁻²⁰  วินาที แล้วจึงแยกจากกัน (ไม่จำเป็นต้องมีองค์ประกอบเหมือนเดิมก่อนเกิดปฏิกิริยา) แทนที่จะก่อตัวเป็นนิวเคลียสเดียว^{[ 18 ] [ 19 ]}สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะในระหว่างการพยายามก่อตัวเป็นนิวเคลียสเดียว แรงผลักทางไฟฟ้าสถิตจะฉีกนิวเคลียสที่กำลังก่อตัวออก^{[ 18 ]}แต่ละคู่ของเป้าหมายและลำแสงมีลักษณะเฉพาะด้วยพื้นที่หน้าตัด — ความน่าจะเป็นที่การหลอมรวมจะเกิดขึ้นหากนิวเคลียสสองตัวเข้าใกล้กัน โดยแสดงในรูปของพื้นที่ตามขวางที่อนุภาคตกกระทบต้องกระทบเพื่อให้เกิดการหลอมรวม^{[ e ]}การหลอมรวมนี้อาจเกิดขึ้นเป็นผลมาจากปรากฏการณ์ควอนตัมที่นิวเคลียสสามารถทะลุผ่านแรงผลักทางไฟฟ้าสถิตได้ หากนิวเคลียสทั้งสองสามารถอยู่ใกล้กันได้หลังจากผ่านช่วงนั้นไปแล้ว ปฏิสัมพันธ์ของนิวเคลียสหลายครั้งจะส่งผลให้เกิดการกระจายพลังงานใหม่และสมดุลพลังงาน^{[ 18 ]}

วิดีโอภายนอก
การแสดงภาพความล้มเหลวของการหลอมรวมนิวเคลียร์ โดยอิงจากการคำนวณจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย[ 21 ]

การรวมตัวกันที่เกิดขึ้นเป็นสถานะกระตุ้น^{[ 22 ]} —เรียกว่านิวเคลียสแบบผสม —และด้วยเหตุนี้จึงไม่เสถียรมาก^{[ 18 ]}เพื่อให้ได้สถานะที่เสถียรมากขึ้น การรวมตัวกันชั่วคราวอาจแตกตัวโดยไม่ก่อให้เกิดนิวเคลียสที่เสถียรมากขึ้น^{[ 23 ]} หรืออีกทางหนึ่ง นิวเคลียสแบบผสมอาจปล่อย นิวตรอนออกมาเล็กน้อยซึ่งจะนำพลังงานกระตุ้นออกไป หากพลังงานกระตุ้นไม่เพียงพอสำหรับการขับไล่นิวตรอน การรวมตัวกันจะผลิตรังสีแกมมาเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นประมาณ 10 ⁻¹⁶  วินาทีหลังจากการชนกันของนิวเคลียสครั้งแรกและส่งผลให้เกิดนิวเคลียสที่เสถียรมากขึ้น^{[ 23 ]}คำจำกัดความโดยคณะทำงานร่วม IUPAC/IUPAP (JWP) ระบุว่าธาตุเคมีจะได้รับการยอมรับว่าเป็นธาตุที่ค้นพบได้ก็ต่อเมื่อนิวเคลียสของธาตุนั้นไม่สลายตัวภายใน 10 ⁻¹⁴วินาที ค่านี้ถูกเลือกเป็นค่าประมาณว่านิวเคลียสใช้เวลานานเท่าใดในการรับอิเล็กตรอนและแสดงคุณสมบัติทางเคมี^{[ 24 ] [ f ]}

การเสื่อมสภาพและการตรวจจับ

ลำแสงผ่านเป้าหมายและไปถึงห้องถัดไปคือห้องแยก หากมีการสร้างนิวเคลียสใหม่ นิวเคลียสนั้นจะถูกพาไปพร้อมกับลำแสงนี้^{[ 26 ]}ในห้องแยก นิวเคลียสที่สร้างขึ้นใหม่จะถูกแยกออกจากนิวไคลด์อื่นๆ (ของลำแสงดั้งเดิมและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาอื่นๆ) ^{[ g ]}และถูกส่งไปยังตัวตรวจจับพื้นผิวกั้น ซึ่งจะหยุดนิวเคลียส ตำแหน่งที่แน่นอนของการกระทบที่จะเกิดขึ้นกับตัวตรวจจับจะถูกทำเครื่องหมายไว้ นอกจากนี้ยังมีการทำเครื่องหมายพลังงานและเวลาที่มาถึงด้วย^{[ 26 ]}การถ่ายโอนใช้เวลาประมาณ 10 ⁻⁶  วินาที เพื่อให้ตรวจพบได้ นิวเคลียสต้องอยู่รอดได้นานเท่านี้^{[ 29 ]}นิวเคลียสจะถูกบันทึกอีกครั้งเมื่อมีการบันทึกการสลายตัว และตำแหน่งพลังงานและเวลาของการสลายตัวจะถูกวัด^{[ 26 ]}

ความเสถียรของนิวเคลียสเกิดจากปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่ง อย่างไรก็ตาม ขอบเขตของมันสั้นมาก เมื่อนิวเคลียสมีขนาดใหญ่ขึ้น อิทธิพลของมันต่อนิวคลีออน ที่อยู่นอกสุด ( โปรตอนและนิวตรอน) ก็จะอ่อนลง ในขณะเดียวกัน นิวเคลียสก็ถูกแยกออกจากกันด้วยแรงผลักทางไฟฟ้าสถิตระหว่างโปรตอน และขอบเขตของมันก็ไม่มีขีดจำกัด^{[ 30 ]}พลังงานยึดเหนี่ยวทั้งหมดที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามจำนวนนิวคลีออน ในขณะที่แรงผลักทางไฟฟ้าสถิตจะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของเลขอะตอม กล่าวคือ แรงผลักทางไฟฟ้าสถิตจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าและมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับนิวเคลียสหนักและหนักยิ่งยวด^{[ 31 ] [ 32 ]}ดังนั้น นิวเคลียสหนักยิ่งยวดจึงถูกทำนายทางทฤษฎี^{[ 33 ]}และได้รับการสังเกตมาแล้ว^{[ 34 ]}ว่าส่วนใหญ่จะสลายตัวผ่านโหมดการสลายตัวที่เกิดจากแรงผลักดังกล่าว ได้แก่การสลายตัวแบบอัลฟาและ การ แตก ตัวแบบเกิด ขึ้นเอง^{[ h ]}ตัวปล่อยอัลฟาเกือบทั้งหมดมีนิวคลีออนมากกว่า 210 ตัว^{[ 36 ]}และนิวไคลด์ที่เบาที่สุดซึ่งส่วนใหญ่เกิดการแตกตัวแบบสปอนเทเนียสมี 238 ตัว^{[ 37 ]}ในทั้งสองโหมดการสลายตัว นิวเคลียสจะถูกยับยั้งไม่ให้สลายตัวโดยกำแพงพลังงาน ที่สอดคล้องกัน สำหรับแต่ละโหมด แต่สามารถทะลุผ่านได้^{[ 31 ] [ 32 ]}

อนุภาคอัลฟามักเกิดขึ้นในการสลายตัวของกัมมันตรังสี เนื่องจากมวลของอนุภาคอัลฟาต่อหนึ่งนิวคลีออนมีขนาดเล็กพอที่จะเหลือพลังงานบางส่วนให้อนุภาคอัลฟาใช้เป็นพลังงานจลน์เพื่อออกจากนิวเคลียส^{[ 39 ]}การแตกตัวแบบสปอนเทเนียสเกิดจากการผลักกันทางไฟฟ้าสถิตที่ฉีกนิวเคลียสออกจากกันและผลิตนิวเคลียสต่างๆ ในกรณีต่างๆ ของการแตกตัวของนิวเคลียสที่เหมือนกัน^{[ 32 ]}เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น การแตกตัวแบบสปอนเทเนียสจะมีความสำคัญมากขึ้นอย่างรวดเร็ว: ครึ่งชีวิตบางส่วนของการแตกตัวแบบสปอนเทเนียสลดลง 23 อันดับจากยูเรเนียม (ธาตุ 92) ถึงโนเบเลียม (ธาตุ 102) ^{[ 40 ]}และลดลง 30 อันดับจากทอเรียม (ธาตุ 90) ถึงเฟอร์เมียม (ธาตุ 100) ^{[ 41 ]}แบบจำลองหยดของเหลวก่อนหน้านี้จึงแนะนำว่าการแตกตัวแบบเกิดขึ้นเองจะเกิดขึ้นเกือบจะในทันทีเนื่องจากการหายไปของกำแพงการแตกตัวสำหรับนิวเคลียสที่มีนิวคลีออนประมาณ 280 ตัว^{[ 32 ] [ 42 ]}แบบจำลองเปลือกนิวเคลียสในภายหลังแนะนำว่านิวเคลียสที่มีนิวคลีออนประมาณ 300 ตัวจะก่อตัวเป็นเกาะแห่งความเสถียรซึ่งนิวเคลียสจะต้านทานต่อการแตกตัวแบบเกิดขึ้นเองได้มากขึ้นและจะเกิดการสลายตัวแบบอัลฟาเป็นหลักโดยมีครึ่งชีวิตที่ยาวนานขึ้น^{[ 32 ] [ 42 ]}การค้นพบในภายหลังแนะนำว่าเกาะที่คาดการณ์ไว้อาจอยู่ไกลกว่าที่คาดการณ์ไว้ในตอนแรก นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่านิวเคลียสที่อยู่ระหว่างแอคติไนด์ที่มีอายุยืนยาวและเกาะที่คาดการณ์ไว้นั้นมีการเสียรูปและได้รับความเสถียรเพิ่มเติมจากผลของเปลือก^{[ 43 ]}การทดลองกับนิวเคลียสซูเปอร์เฮฟวี่ที่เบากว่า^{[ 44 ]}รวมถึงนิวเคลียสที่ใกล้เคียงกับเกาะที่คาดไว้^{[ 40 ]}แสดงให้เห็นถึงความเสถียรที่มากกว่าที่คาดไว้ก่อนหน้านี้ต่อการแตกตัวโดยธรรมชาติ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของผลกระทบของเปลือกต่อนิวเคลียส^{[ i ]}

การสลายตัวแบบอัลฟาจะถูกบันทึกโดยอนุภาคอัลฟาที่ปล่อยออกมา และผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวนั้นสามารถระบุได้ง่ายก่อนการสลายตัวจริง หากการสลายตัวดังกล่าวหรือชุดของการสลายตัวต่อเนื่องกันทำให้เกิดนิวเคลียสที่รู้จัก ผลิตภัณฑ์ดั้งเดิมของปฏิกิริยาสามารถระบุได้ง่าย^{[ j ]} (การที่การสลายตัวทั้งหมดภายในห่วงโซ่การสลายตัวมีความสัมพันธ์กันนั้นได้รับการยืนยันโดยตำแหน่งของการสลายตัวเหล่านี้ ซึ่งจะต้องอยู่ในที่เดียวกัน) ^{[ 26 ]}นิวเคลียสที่รู้จักสามารถจดจำได้จากลักษณะเฉพาะของการสลายตัวที่เกิดขึ้น เช่น พลังงานการสลายตัว (หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานจลน์ของอนุภาคที่ปล่อยออกมา) ^{[ k ]}อย่างไรก็ตาม การแตกตัวแบบสปอนเทเนียสทำให้เกิดนิวเคลียสต่างๆ เป็นผลิตภัณฑ์ ดังนั้นนิวไคลด์ดั้งเดิมจึงไม่สามารถระบุได้จากนิวเคลียสลูกของมัน^{[ l ]}

ข้อมูลที่นักฟิสิกส์ใช้ในการสังเคราะห์ธาตุหนักยิ่งยวดจึงเป็นข้อมูลที่รวบรวมได้จากเครื่องตรวจจับ ได้แก่ ตำแหน่ง พลังงาน และเวลาที่อนุภาคมาถึงเครื่องตรวจจับ รวมถึงเวลาการสลายตัวของอนุภาค นักฟิสิกส์จะวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้และพยายามสรุปว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวเกิดจากธาตุใหม่จริง ๆ และไม่น่าจะเกิดจากนิวไคลด์อื่นนอกเหนือจากที่กล่าวอ้าง บ่อยครั้งที่ข้อมูลที่ให้มาไม่เพียงพอที่จะสรุปได้ว่ามีการสร้างธาตุใหม่ขึ้นอย่างแน่นอน และไม่มีคำอธิบายอื่นใดสำหรับปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ ดังนั้นจึงเกิดข้อผิดพลาดในการตีความข้อมูล^{[ m ]}

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2547 ทีมงาน สถาบันวิจัยนิวเคลียร์ร่วม (JINR) ในเมืองดูบนาเขตมอสโกประเทศรัสเซีย ได้เสนอการทดลองร่วมกับห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์ (ORNL) ในเมืองโอ๊คริดจ์ รัฐเทนเนสซีสหรัฐอเมริกา เพื่อสังเคราะห์ธาตุ 117 ซึ่งเรียกเช่นนั้นเพราะมี  โปรตอน 117 ตัว ในนิวเคลียสข้อเสนอของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการหลอมรวม เป้าหมาย เบอร์เคเลียม (ธาตุ 97) และ ลำแสง แคลเซียม (ธาตุ 20) โดยดำเนินการผ่านการระดมยิงเป้าหมายเบอร์เคเลียมด้วยนิวเคลียสแคลเซียม: ^{[ 55 ]}ซึ่งจะทำให้การทดลองชุดหนึ่งที่ JINR ดำเนินการเกี่ยวกับการหลอมรวม เป้าหมาย แอคติไนด์กับลำแสงแคลเซียม-48 เสร็จสมบูรณ์ ซึ่งจนถึงขณะนี้ได้ผลิตธาตุใหม่113 – 116และ118แล้ว ORNL ซึ่งในขณะนั้นเป็นผู้ผลิตเบอร์คีเลียมเพียงรายเดียวของโลก ไม่สามารถจัดหาธาตุดังกล่าวได้ เนื่องจากได้หยุดการผลิตชั่วคราว^{[ 55 ]}และการเริ่มต้นการผลิตใหม่จะมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป^{[ 56 ]}แผนการสังเคราะห์ธาตุ 117 ถูกระงับไว้เพื่อยืนยันธาตุ 118 ซึ่งผลิตได้ก่อนหน้านี้ในปี 2545 โดยการยิง เป้าหมาย แคลิฟอร์เนียมด้วยแคลเซียม^{[ 57 ]}เบอร์คีเลียม-249 ที่ต้องการเป็นผลพลอยได้จากการผลิตแคลิฟอร์เนียม-252 และการได้มาซึ่งเบอร์คีเลียมในปริมาณที่ต้องการเป็นงานที่ยากกว่าการได้มาซึ่งแคลิฟอร์เนียมมาก อีกทั้งยังมีค่าใช้จ่ายสูง: จะมีค่าใช้จ่ายประมาณ 3.5 ล้านดอลลาร์ และทั้งสองฝ่ายตกลงที่จะรอคำสั่งซื้อเชิงพาณิชย์ของการผลิตแคลิฟอร์เนียม ซึ่งสามารถสกัดเบอร์คีเลียมได้^{[ 56 ] [ 58 ]}

ทีม JINR พยายามใช้เบอร์เคเลียมเนื่องจากแคลเซียม-48ซึ่งเป็นไอโซโทปของแคลเซียมที่ใช้ในลำแสง มีโปรตอน 20 ตัวและนิวตรอน 28 ตัว ทำให้มีอัตราส่วนนิวตรอนต่อโปรตอนเท่ากับ 1.4 และเป็นนิวเคลียสที่เสถียรหรือเกือบเสถียรที่เบาที่สุดที่มีนิวตรอนส่วนเกินจำนวนมากเช่นนี้ เนื่องจากมีนิวตรอนส่วนเกิน นิวเคลียสที่ได้จึงคาดว่าจะหนักกว่าและใกล้เคียงกับเกาะแห่งความเสถียร ที่ ต้องการ^{[ n ]}จากโปรตอนที่ตั้งเป้าไว้ 117 ตัว แคลเซียมมี 20 ตัว ดังนั้นพวกเขาจึงจำเป็นต้องใช้เบอร์เคเลียมซึ่งมีโปรตอน 97 ตัวในนิวเคลียส^{[ 6 ]}

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2548 ยูริ โอกาเนสเซียนหัวหน้าทีม JINR ได้นำเสนอการสัมมนาที่ ORNL ผู้เข้าร่วมงานประกอบด้วยตัวแทนจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ ซึ่งเคยร่วมงานกับ JINR ในการค้นพบธาตุ 113–116 และ 118 มาก่อน และโจเซฟ แฮมิลตันจากมหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์ซึ่งเป็นผู้ร่วมงานของโอกาเนสเซียน^{[ 60 ]}

แฮมิลตันตรวจสอบว่าเครื่องปฏิกรณ์ฟลักซ์สูงของ ORNL ผลิตแคลิฟอร์เนียมสำหรับคำสั่งซื้อเชิงพาณิชย์หรือไม่: เบอร์เคเลียมที่ต้องการสามารถได้รับเป็นผลพลอยได้ เขาได้เรียนรู้ว่ามันไม่ได้ผลิต และไม่มีความคาดหวังว่าจะมีคำสั่งซื้อดังกล่าวในอนาคตอันใกล้นี้ แฮมิลตันคอยติดตามสถานการณ์และตรวจสอบเป็นระยะ (ต่อมา โอกาเนสเซียนเรียกแฮมิลตันว่า "บิดาแห่ง 117" สำหรับการทำงานนี้) ^{[ 60 ]}

ORNL กลับมาผลิตแคลิฟอร์เนียมอีกครั้งในฤดูใบไม้ผลิปี 2008 แฮมิลตันสังเกตเห็นการเริ่มต้นใหม่ในช่วงฤดูร้อนและทำข้อตกลงเกี่ยวกับการสกัดเบอร์เคเลียมในภายหลัง^{[ 61 ]} (ราคาประมาณ 600,000 ดอลลาร์สหรัฐ) ^{[ 62 ]}ในระหว่างการประชุมสัมมนาในเดือนกันยายนปี 2008 ที่มหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์ในแนชวิลล์รัฐเทนเนสซี เพื่อฉลองครบรอบ 50 ปีของเขาในคณะฟิสิกส์ แฮมิลตันได้แนะนำโอแกเนสเซียนให้รู้จักกับเจมส์ โรแบร์โต (ซึ่งในขณะนั้นดำรงตำแหน่งรองผู้อำนวยการฝ่ายวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของ ORNL) ^{[ 63 ]}พวกเขาสร้างความร่วมมือระหว่าง JINR, ORNL และแวนเดอร์บิลต์^{[ 58 ]}คลาริส เฟลป์สเป็นส่วนหนึ่งของทีม ORNL ที่ร่วมมือกับ JINR ^{[ 64 ]} IUPAC ยกย่องเธอว่าเป็น ผู้หญิง ชาวแอฟริกันอเมริกัน คนแรก ที่มีส่วนร่วมในการค้นพบธาตุเคมี^{[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ] [ 67 ]}สถาบันที่ร่วมมือในที่สุดยังรวมถึง มหาวิทยาลัยเทนเนสซี (น็อกซ์วิลล์)ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์สถาบันวิจัยเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูง (รัสเซีย)และมหาวิทยาลัยเนวาดา (ลาสเวกัส ) ^{[ 68 ]}

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2551 กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาซึ่งดูแลเครื่องปฏิกรณ์ในโอ๊คริดจ์อนุญาตให้ใช้เบอร์เคเลียมที่สกัดออกมาเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์^{[ 69 ]}

การผลิตกินเวลา 250 วันและสิ้นสุดในปลายเดือนธันวาคม พ.ศ. 2551 ^{[ 70 ]}ส่งผลให้ได้เบอร์เคเลียม 22 มิลลิกรัม ซึ่งเพียงพอสำหรับการทดลอง^{[ 71 ]}ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2552 เบอร์เคเลียมถูกนำออกจากเครื่องปฏิกรณ์ไอโซโทปฟลักซ์สูงของ ORNL ^{[ 69 ]}จากนั้นจึงนำไปทำให้เย็นลงเป็นเวลา 90 วัน แล้วจึงนำไปแปรรูปที่ศูนย์วิศวกรรมและพัฒนาเคมีรังสีของ ORNL เพื่อแยกและทำให้บริสุทธิ์วัสดุเบอร์เคเลียม ซึ่งใช้เวลาอีก 90 วัน^{[ 58 ]}ครึ่งชีวิตของมันมีเพียง 330 วัน ซึ่งหมายความว่าหลังจากนั้น เบอร์เคเลียมที่ผลิตได้ครึ่งหนึ่งจะสลายตัวไปด้วยเหตุนี้ เป้าหมายเบอร์เคเลียมจึงต้องถูกขนส่งไปยังรัสเซียอย่างรวดเร็ว เพื่อให้การทดลองเป็นไปได้ ต้องดำเนินการให้เสร็จสิ้นภายในหกเดือนนับจากวันที่ออกจากสหรัฐอเมริกา^{[ 58 ]}เป้าหมายถูกบรรจุลงในภาชนะตะกั่วห้าใบเพื่อขนส่งทางเครื่องบินจากนิวยอร์กไปยังมอสโก^{[ 58 ]} เจ้าหน้าที่ศุลกากรรัสเซียปฏิเสธที่จะอนุญาตให้เป้าหมายเข้าประเทศถึงสองครั้งเนื่องจากเอกสารไม่ครบถ้วนหรือขาดหายไป ในช่วงเวลาไม่กี่วัน เป้าหมายได้เดินทางข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกถึงห้าครั้ง^{[ 58 ]}เมื่อมาถึงรัสเซียในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2552 เบอร์เคเลียมถูกส่งไปยังสถาบันวิจัยเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู (RIAR) ในเมืองดิมิทรอฟกราดจังหวัดอุ ลยานอฟสค์ ทันที ซึ่งที่นั่นมันถูกเคลือบเป็นชั้นบาง 300 นาโนเมตรบนฟิล์มไทเทเนียม^{[ 70 ]}ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2552 มันถูกขนส่งไปยังเมืองดูบนา^{[ 70 ]}ซึ่งมันถูกติดตั้งในเครื่องเร่งอนุภาคที่ JINR ^{[ 71 ]}ลำแสงแคลเซียม-48ถูกสร้างขึ้นโดยการสกัดทางเคมีของแคลเซียม-48 จำนวนเล็กน้อยที่มีอยู่ในแคลเซียมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ทำให้มีความเข้มข้นเพิ่มขึ้น 500 เท่า^{[ 69 ]}งานนี้ทำในเมืองปิด เลสนอย จังหวัดสเวิร์ดลอฟสค์ประเทศรัสเซีย^{[ 69 ]}

การทดลองเริ่มต้นในปลายเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2552 ^{[ 69 ]}ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2553 นักวิทยาศาสตร์ที่ห้องปฏิบัติการปฏิกิริยานิวเคลียร์เฟลรอฟประกาศภายในว่าพวกเขาตรวจพบการสลายตัวของธาตุใหม่ที่มีเลขอะตอม 117 ผ่านห่วงโซ่การสลายตัวสองห่วงโซ่: ห่วงโซ่หนึ่งเป็นไอโซโทปคี่-คี่ ที่เกิด การสลายตัวแบบอัลฟา 6 ครั้ง  ก่อนการแตกตัวโดยธรรมชาติและอีกห่วงโซ่หนึ่งเป็นไอโซโทปคี่-คู่ที่เกิดการสลายตัวแบบอัลฟา 3 ครั้งก่อนการแตกตัว^{[ 72 ]}ข้อมูลที่ได้จากการทดลองถูกส่งไปยัง LLNL เพื่อการวิเคราะห์เพิ่มเติม^{[ 73 ]}เมื่อวันที่ 9 เมษายน พ.ศ. 2553 มีรายงานอย่างเป็นทางการเผยแพร่ในวารสารPhysical Review Lettersโดยระบุไอโซโทปเป็น²⁹⁴ 117 และ²⁹³ 117 ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีครึ่งชีวิตอยู่ในช่วงหลายสิบหรือหลายร้อยมิลลิวินาทีงานนี้ได้รับการลงนามโดยทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องกับการทดลองในระดับหนึ่ง ได้แก่ JINR, ORNL, LLNL, RIAR, Vanderbilt, มหาวิทยาลัยเทนเนสซี ( น็อกซ์วิลล์, เทนเนสซี , สหรัฐอเมริกา) และมหาวิทยาลัยเนวาดา ( ลาสเวกัส, เนวาดา , สหรัฐอเมริกา) ซึ่งให้การสนับสนุนการวิเคราะห์ข้อมูล^{[ 74 ]}ไอโซโทปถูกสร้างขึ้นดังนี้: ^{[ 75 ] [ o ]}

²⁴⁹ ₉₇บีเค +⁴⁸ ₂₀แคลิฟอร์เนีย → ²⁹⁷ 117* → ²⁹⁴ 117 + 3¹ ₀n (1 เหตุการณ์)

²⁴⁹ ₉₇บีเค +⁴⁸ ₂₀แคลิฟอร์เนีย → ²⁹⁷ 117* → ²⁹³ 117 + 4¹ ₀n (5 เหตุการณ์)

ไอโซโทปของธาตุ 117 ทั้งหมด (ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัว) ยังไม่เป็นที่รู้จักมาก่อน ^{[ 75 ]}ดังนั้น คุณสมบัติของพวกมันจึงไม่สามารถนำมาใช้เพื่อยืนยันข้ออ้างการค้นพบได้ ในปี 2011 เมื่อผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวตัวหนึ่ง ( ²⁸⁹ 115) ถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยตรง คุณสมบัติของมันตรงกับคุณสมบัติที่วัดได้ในการสังเคราะห์ทางอ้อมที่อ้างจากการสลายตัวของธาตุ 117 ^{[ 76 ]}ผู้ค้นพบไม่ได้ยื่นข้ออ้างสำหรับการค้นพบของพวกเขาในช่วงปี 2007–2011 เมื่อคณะทำงานร่วมกำลังตรวจสอบข้ออ้างการค้นพบธาตุใหม่^{[ 77 ]}

ทีม Dubna ทำการทดลองซ้ำในปี 2012 โดยสร้างอะตอมของธาตุ 117 จำนวน 7 อะตอม และยืนยันการสังเคราะห์ธาตุ 118 ก่อนหน้านี้ (ซึ่งผลิตขึ้นหลังจากช่วงเวลาหนึ่งเมื่อ เป้าหมาย เบอร์เคเลียม -249 จำนวนมาก สลายตัวแบบเบต้าเป็นแคลิฟอร์เนียม -249) ผลการทดลองตรงกับผลลัพธ์ก่อนหน้านี้^{[ 8 ]}ในเดือนพฤษภาคม 2014 นักวิทยาศาสตร์จาก ORNL และ GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Researchในดาร์มสตัดท์เฮสเซนประเทศเยอรมนี ซึ่งเป็นการร่วมมือกันระหว่างเยอรมนีและสหรัฐอเมริกา อ้างว่าได้ยืนยันการค้นพบธาตุนี้แล้ว^{[ 7 ] [ 78 ]}ทีมได้ทำการทดลองซ้ำกับ Dubna โดยใช้เครื่องเร่งอนุภาค Darmstadt และสร้างอะตอมของธาตุ 117 จำนวน 2 อะตอม^{[ 7 ]}

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2558 JWP ได้รับรองการค้นพบ²⁹³ 117 อย่างเป็นทางการเนื่องจากการยืนยันคุณสมบัติของธาตุลูกสาว²⁸⁹ 115 ^{[ 79 ]}และด้วยเหตุนี้ผู้ค้นพบที่ระบุไว้ — JINR, LLNL และ ORNL — จึงได้รับสิทธิ์ในการเสนอชื่ออย่างเป็นทางการสำหรับธาตุนี้ (แวนเดอร์บิลต์ถูกละเว้นจากรายชื่อผู้ค้นพบเริ่มต้นเนื่องจากข้อผิดพลาดซึ่งได้รับการแก้ไขในภายหลัง) ^{[ 80 ]}

ในเดือนพฤษภาคม 2016 มหาวิทยาลัยลุนด์ ( ลุนด์ , สกาเนีย , สวีเดน) และ GSI ได้ตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับการสังเคราะห์ธาตุ  115และ 117 โดยพบว่าสายการสลายตัวที่กำหนดให้กับ²⁸⁹ 115 ซึ่งเป็นไอโซโทปที่ใช้ในการยืนยันการสังเคราะห์ธาตุ 115 และ 117 นั้น แตกต่างกันมากเกินไปจนไม่น่าจะเป็นนิวไคลด์เดียวกันด้วยความน่าจะเป็นที่ค่อนข้างสูง นอกจากนี้ ยังพบว่าสายการสลายตัว ²⁹³ 117 ที่ได้รับการอนุมัติจาก JWP นั้น จำเป็นต้องแยกออกเป็นชุดข้อมูลแต่ละชุดที่กำหนดให้กับไอโซโทปต่างๆ ของธาตุ 117 และยังพบว่าความเชื่อมโยงที่อ้างว่ามีอยู่ระหว่างสายการสลายตัวที่รายงานว่ามาจาก²⁹³ 117 และ²⁸⁹ 115 นั้นอาจไม่มีอยู่จริง (ในทางกลับกัน พบว่าโซ่จากไอโซโทป^{294 117 ที่ไม่ได้รับการอนุมัตินั้นมี} ความสอดคล้องกัน ) ความหลากหลายของสถานะที่พบเมื่อนิวไคลด์ที่ไม่ใช่เลขคู่เกิดการสลายตัวแบบอัลฟาไม่ใช่เรื่องที่คาดไม่ถึง และมีส่วนทำให้ขาดความชัดเจนในปฏิกิริยาไขว้ การศึกษานี้วิจารณ์รายงาน JWP ที่มองข้ามความละเอียดอ่อนที่เกี่ยวข้องกับประเด็นนี้ และถือว่าเป็นเรื่องที่ "มีปัญหา" ที่ข้อโต้แย้งเดียวสำหรับการยอมรับการค้นพบธาตุ 115 และ 117 คือการเชื่อมโยงที่พวกเขาคิดว่าน่าสงสัย^{[ 81 ] [ 82 ]}

เมื่อวันที่ 8 มิถุนายน 2017 สมาชิกสองคนของทีม Dubna ได้ตีพิมพ์บทความในวารสารเพื่อตอบข้อวิจารณ์เหล่านี้ โดยวิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับนิวไคลด์²⁹³ 117 และ²⁸⁹ 115 ด้วยวิธีการทางสถิติที่เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวาง และระบุว่าการศึกษาในปี 2016 ที่บ่งชี้ว่าไม่สอดคล้องกันนั้นให้ผลลัพธ์ที่เป็นปัญหาเมื่อนำไปใช้กับการสลายตัวของกัมมันตรังสี: พวกเขาตัดเวลาการสลายตัวทั้งค่าเฉลี่ยและค่าสุดขั้วออกจากช่วงความเชื่อมั่น 90% และสายโซ่การสลายตัวที่จะถูกตัดออกจากช่วงความเชื่อมั่น 90% ที่พวกเขาเลือกนั้นมีโอกาสที่จะถูกสังเกตได้มากกว่าสายโซ่ที่จะรวมอยู่ด้วย การวิเคราะห์ใหม่ในปี 2017 สรุปว่าสายโซ่การสลายตัวที่สังเกตได้ของ²⁹³ 117 และ²⁸⁹ 115 สอดคล้องกับสมมติฐานที่ว่ามีนิวไคลด์เพียงตัวเดียวในแต่ละขั้นตอนของสายโซ่ แม้ว่าจะเป็นที่พึงปรารถนาที่จะสามารถวัดเลขมวลของนิวเคลียสต้นกำเนิดของแต่ละสายโซ่ได้โดยตรง เช่นเดียวกับฟังก์ชันการกระตุ้นของปฏิกิริยา²⁴³ Am + ⁴⁸ Ca ^{[ 83 ]}

โดยใช้ระบบการตั้งชื่อของเมนเดเลฟสำหรับธาตุที่ยังไม่มีชื่อและยังไม่ถูกค้นพบธาตุที่ 117 ควรเรียกว่าเอกา- แอสตาทีน โดยใช้ คำแนะนำในปี 1979 ของสหภาพเคมีบริสุทธิ์และประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) ธาตุนี้ถูกเรียกชั่วคราวว่าอุนุนเซปเทียม (สัญลักษณ์Uus ) ซึ่งเกิดจาก รากศัพท์ ภาษาละติน "หนึ่ง" "หนึ่ง" และ "เจ็ด" ซึ่งหมายถึงเลขอะตอมของธาตุที่ 117 ^{[ 84 ]}นักวิทยาศาสตร์หลายคนในสาขานี้เรียกมันว่า "ธาตุที่ 117" โดยมีสัญลักษณ์E117 ( 117)หรือ117 ^{[ 3} ] ตามแนวทางของ IUPAC ที่มีผลบังคับใช้ในขณะที่ได้ ^รับการอนุมัติการค้นพบ ชื่อถาวรของธาตุใหม่ควรลงท้ายด้วย "-ium" ซึ่งรวมถึงธาตุที่ 117 ด้วย แม้ว่าธาตุนี้จะเป็นฮาโลเจนซึ่งโดยทั่วไปจะมีชื่อลงท้ายด้วย "-ine" ^{[ 85 ]}อย่างไรก็ตาม คำแนะนำใหม่ที่เผยแพร่ในปี 2016 แนะนำให้ใช้คำลงท้าย "-ine" สำหรับองค์ประกอบกลุ่ม 17 ใหม่ทั้งหมด^{[ 86 ]}

หลังจากการสังเคราะห์ครั้งแรกในปี 2010 ดอว์น ชอห์เนสซีจาก LLNL และโอแกเนสเซียนได้ประกาศว่าการตั้งชื่อเป็นคำถามที่ละเอียดอ่อน และพยายามหลีกเลี่ยงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้^{[ 87 ]}อย่างไรก็ตาม แฮมิลตัน ซึ่งสอนอยู่ที่มหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์ในแนชวิลล์ รัฐเทนเนสซีได้ประกาศในปีนั้นว่า "ผมมีบทบาทสำคัญในการรวบรวมกลุ่มและในการได้ เป้าหมาย ²⁴⁹ Bk ซึ่งจำเป็นต่อการค้นพบ ผลจากสิ่งนั้น ผมจะได้ตั้งชื่อธาตุนี้ ผมบอกชื่อคุณไม่ได้ แต่จะสร้างชื่อเสียงให้กับภูมิภาคนี้" ^{[ 74 ]}ในการสัมภาษณ์ในปี 2015 โอแกเนสเซียน หลังจากเล่าเรื่องราวของการทดลองแล้ว กล่าวว่า "และชาวอเมริกันเรียกสิ่งนี้ว่าเป็นผลงานชิ้นเอก พวกเขาได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถทำ [สิ่งนี้] ได้โดยไม่มีข้อผิดพลาดใดๆ ในไม่ช้าพวกเขาจะตั้งชื่อธาตุที่ 117" ^{[ 88 ]}

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2559 ทีมค้นพบได้ตกลงกันในการประชุมทางโทรศัพท์ซึ่งมีตัวแทนจากฝ่ายที่เกี่ยวข้องเข้าร่วมในชื่อ "เทนเนสซีน" สำหรับธาตุที่ 117 ^{[ 60 ]}ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2559 IUPAC ได้เผยแพร่ประกาศที่ระบุว่าผู้ค้นพบได้ส่งข้อเสนอแนะสำหรับการตั้งชื่อธาตุใหม่ 115, 117 และ 118 ให้กับ IUPAC โดยข้อเสนอแนะสำหรับธาตุที่ 117 คือเทนเนสซีนโดยมีสัญลักษณ์เป็นTsตามชื่อ "ภูมิภาคเทนเนสซี" ^{[ a ]} ​​ชื่อที่เสนอได้รับการแนะนำให้ยอมรับโดยแผนกเคมีอนินทรีย์ของ IUPAC การยอมรับอย่างเป็นทางการมีกำหนดจะเกิดขึ้นหลังจากระยะเวลาห้าเดือนหลังจากการเผยแพร่ประกาศสิ้นสุดลง^{[ 89 ]}ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2559 ชื่อต่างๆ รวมถึงเทนเนสซีน ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการ ข้อกังวลที่ว่าสัญลักษณ์Ts ที่เสนอ อาจขัดแย้งกับสัญลักษณ์สำหรับ กลุ่ม โทซิลที่ใช้ในเคมีอินทรีย์ถูกปฏิเสธ โดยอ้างอิงจากสัญลักษณ์ที่มีอยู่ซึ่งมีความหมายสองอย่างดังกล่าว ได้แก่ Ac ( แอคติเนียมและอะเซทิล ) และ Pr ( พราซีโอดีเมียมและโพรพิล ) ^{[ 90 ]}พิธีตั้งชื่อสำหรับมอสโคเวียม เทนเนสซีน และโอแกเนสซอนจัดขึ้นเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2017 ที่สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งรัสเซียในมอสโกพิธีแยกต่างหากสำหรับเทนเนสซีนเพียงอย่างเดียวได้จัดขึ้นที่ ORNL ในเดือนมกราคม 2017 ^{[ 91 ]}

นอกเหนือจากคุณสมบัติทางนิวเคลียร์แล้ว ยังไม่มีการวัดคุณสมบัติใดๆ ของเทนเนสซีนหรือสารประกอบของมัน เนื่องจากมีการผลิตที่จำกัดและมีราคาแพงมาก^{[ 62 ]}และเนื่องจากมันสลายตัวอย่างรวดเร็ว คุณสมบัติของเทนเนสซีนยังคงไม่เป็นที่รู้จักและมีเพียงการคาดการณ์เท่านั้น

ความเสถียรของนิวเคลียสจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นหลังจากคิวเรียมธาตุที่ 96 ซึ่งมีครึ่งชีวิตยาวนานกว่าธาตุใดๆ ต่อจากนั้นถึงสี่อันดับความใหญ่ ไอโซโทปทั้งหมดที่มีเลขอะตอมมากกว่า101จะสลายตัวทางกัมมันตรังสีโดยมีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 30 ชั่วโมง ไม่มีธาตุใดที่มีเลขอะตอมมากกว่า 82 (หลังจากตะกั่ว ) ที่มีไอโซโทปเสถียร^{[ 92 ]}นี่เป็นเพราะแรงผลักคูลอมบ์ของโปรตอนที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ทำให้แรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งไม่สามารถยึดนิวเคลียสไว้ด้วยกันเพื่อป้องกันการแตกตัวโดยธรรมชาติได้เป็นเวลานาน การคำนวณชี้ให้เห็นว่าหากไม่มีปัจจัยอื่นๆ ที่ทำให้เสถียร ธาตุที่มีโปรตอนมากกว่า104 ตัวไม่ควรมีอยู่^{[ 93 ]}อย่างไรก็ตาม นักวิจัยในช่วงทศวรรษ 1960 เสนอว่าเปลือกนิวเคลียร์ ที่ปิด รอบโปรตอน 114 ตัวและนิวตรอน 184 ตัวควรจะต่อต้านความไม่เสถียรนี้ สร้าง " เกาะแห่งความเสถียร " ที่นิวไคลด์สามารถมีครึ่งชีวิตได้นานหลายพันหรือหลายล้านปี แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะยังไม่ถึงเกาะนี้ แต่การมีอยู่ของธาตุหนักยิ่งยวด (รวมถึงเทนเนสซีน) ยืนยันว่าผลกระทบในการทำให้เสถียรนี้เป็นจริง และโดยทั่วไปนิวไคลด์หนักยิ่งยวดที่รู้จักจะมีอายุยืนยาวขึ้นแบบทวีคูณเมื่อเข้าใกล้ตำแหน่งที่คาดการณ์ไว้ของเกาะ^{[ 94 ] [ 95 ]}เทนเนสซีนเป็นธาตุที่หนักที่สุดเป็นอันดับสองที่สร้างขึ้นจนถึงปัจจุบัน และไอโซโทปที่รู้จักทั้งหมดของมันมีครึ่งชีวิตน้อยกว่าหนึ่งวินาที อย่างไรก็ตาม ค่านี้ยาวกว่าค่าที่คาดการณ์ไว้ก่อนการค้นพบ: อายุการใช้งานที่คาดการณ์ไว้สำหรับ²⁹³ Ts และ²⁹⁴ Ts ที่ใช้ในเอกสารการค้นพบคือ 10 มิลลิวินาทีและ 45 มิลลิวินาทีตามลำดับ ในขณะที่อายุการใช้งานที่สังเกตได้คือ 21 มิลลิวินาทีและ 112 มิลลิวินาทีตามลำดับ^{[ 75 ]}ทีม Dubna เชื่อว่าการสังเคราะห์ธาตุนี้เป็นหลักฐานเชิงทดลองโดยตรงของการมีอยู่ของเกาะแห่งความเสถียร^{[ 96 ]}

มีการคำนวณว่าไอโซโทป²⁹⁵ Ts จะมีครึ่งชีวิตประมาณ 18  มิลลิวินาทีและอาจเป็นไปได้ที่จะผลิตไอโซโทปนี้ผ่านปฏิกิริยาเบอร์คีเลียม-แคลเซียมแบบเดียวกันกับที่ใช้ในการค้นพบไอโซโทปที่รู้จัก²⁹³ Ts และ²⁹⁴ Ts โอกาสที่ปฏิกิริยานี้จะ ผลิต ²⁹⁵ Ts นั้นคาดว่าจะมีอย่างมากที่สุดเพียงหนึ่งในเจ็ดของโอกาสที่จะผลิต²⁹⁴ Ts ^{[ 29 ] [ 97 ] [ 98 ]}ไอโซโทปนี้ยังสามารถผลิตได้ในช่องทาง pxn ของ ปฏิกิริยา ²⁴⁹ Cf + ⁴⁸ Ca ที่ประสบความสำเร็จในการผลิตโอแกเนสซอน โดยการระเหยโปรตอนพร้อมกับนิวตรอนบางส่วน ไอโซโทปเทนเนสซีนที่หนักกว่า²⁹⁶ Ts และ²⁹⁷ Ts ก็สามารถผลิตได้ในทำนองเดียวกันใน ปฏิกิริยา ²⁵¹ Cf + ⁴⁸ Ca ^{[ 99 ] [ 100 ]}การคำนวณโดยใช้ แบบจำลอง อุโมงค์ควอนตัมทำนายการมีอยู่ของไอโซโทปหลายชนิดของเทนเนสซีนจนถึง³⁰³ Ts ไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคาดว่าจะเป็น²⁹⁶ Ts โดยมีครึ่งชีวิตของการสลายตัวแบบอัลฟาที่ 40 มิลลิวินาที^{[ 101 ]} การศึกษา แบบจำลองหยดของเหลวเกี่ยวกับไอโซโทปของธาตุนี้แสดงผลลัพธ์ที่คล้ายกัน โดยชี้ให้เห็นแนวโน้มทั่วไปของความเสถียรที่เพิ่มขึ้นสำหรับไอโซโทปที่หนักกว่า³⁰¹ Ts โดยมีครึ่งชีวิตบางส่วนเกินอายุของจักรวาลสำหรับไอโซโทปที่หนักที่สุดเช่น³³⁵ Ts เมื่อไม่พิจารณาการสลายตัวแบบเบตา^{[ 102 ]}ไอโซโทปที่เบากว่าของเทนเนสซีนอาจผลิตได้ใน ปฏิกิริยา ²⁴³ Am + ⁵⁰ Ti ซึ่งทีม Dubna พิจารณาไว้เป็นแผนสำรองในปี 2008 หาก²⁴⁹ Bk พิสูจน์แล้วว่าไม่พร้อมใช้งาน^{[ 103 ]}ไอโซโทป²⁸⁹ Ts ถึง²⁹² Ts ยังสามารถผลิตเป็นลูกสาวของ ไอโซโทป ธาตุ 119ซึ่งสามารถผลิตได้ใน ปฏิกิริยา ²⁴³ Am + ⁵⁴ Cr และ²⁴⁹ Bk + ⁵⁰ Ti ^{[ 104 ]}

คาดว่าเทนเนสซีนจะเป็นสมาชิกของหมู่ 17 ในตารางธาตุ ใต้ธาตุฮาโลเจนทั้งห้า ได้แก่ฟลูออรีนคลอรีนโบรมีนไอโอดีนและแอสตาทีนซึ่งแต่ละธาตุมีอิเล็กตรอนวาเลนซ์เจ็ดตัวที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็นn s 2 n ^p 5 [ ^{105 ] [ p ]สำหรับเทนเนสซี}น การอยู่ในคาบ ที่เจ็ด (แถว) ของตารางธาตุ หากพิจารณาแนวโน้มต่อไป จะทำนายการจัดเรียงอิเล็กตรอนวาเลนซ์เป็น7s 2 ^7p 5 ^{[ 3 ] และ}คาดว่าจะแสดงพฤติกรรมคล้ายกับธาตุฮาโลเจนในหลายๆ ด้านที่เกี่ยวข้องกับสถานะอิเล็กตรอนนี้ อย่างไรก็ตาม เมื่อลงมาในหมู่ 17 ความเป็นโลหะของธาตุจะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ไอโอดีนแสดงความมันวาวแบบโลหะในสถานะของแข็งอยู่แล้ว และคาดว่าแอสตาทีนจะเป็นโลหะ^{[ 106 ]}ด้วยเหตุนี้ การคาดการณ์โดยอาศัยแนวโน้มตามช่วงเวลาจะทำนายว่าเทนเนสซีนเป็นโลหะที่มีความผันผวนค่อนข้างมาก^{[ 107 ]}

การคำนวณยืนยันความถูกต้องของการประมาณค่าแบบง่ายนี้ แม้ว่าการตรวจสอบเชิงทดลองในปัจจุบันจะเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากครึ่งชีวิตของไอโซโทปเทนเนสซีนที่รู้จักนั้นสั้นเกินไป^{[ 107 ]}ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเทนเนสซีนและฮาโลเจนก่อนหน้านี้มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ส่วนใหญ่เนื่องมาจากปฏิกิริยาสปิน-ออร์บิตซึ่งเป็นปฏิกิริยาระหว่างการเคลื่อนที่และสปินของอิเล็กตรอน ปฏิกิริยาสปิน-ออร์บิตนั้นแข็งแกร่งเป็นพิเศษสำหรับธาตุหนักยิ่งยวด เนื่องจากอิเล็กตรอนของพวกมันเคลื่อนที่เร็วกว่า—ด้วยความเร็วที่เทียบได้กับความเร็วแสง —กว่าอิเล็กตรอนในอะตอมที่เบากว่า^{[ 108 ]}ในอะตอมของเทนเนสซีน สิ่งนี้จะลดระดับพลังงานอิเล็กตรอน 7s และ 7p ลง ทำให้เสถียรภาพของอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้อง แม้ว่าระดับพลังงานอิเล็กตรอน 7p สองระดับจะมีเสถียรภาพมากกว่าอีกสี่ระดับ^{[ 109 ]}เสถียรภาพของอิเล็กตรอน 7s เรียกว่าปรากฏการณ์คู่เฉื่อยผลกระทบที่แยกซับเชลล์ 7p ออกเป็นส่วนที่มีเสถียรภาพมากขึ้นและส่วนที่มีเสถียรภาพน้อยลงเรียกว่าการแยกซับเชลล์ นักเคมีเชิงคำนวณเข้าใจการแยกนี้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงของเลขควอนตัม ที่สอง ( อะซิมาทัล ) lจาก 1 เป็น 1/2 และ 3/2 สำหรับส่วนที่มีเสถียรภาพมากขึ้นและส่วนที่มีเสถียรภาพน้อยลงของซับเชลล์ 7p ตามลำดับ^{[ 110 ] [ q ]}สำหรับวัตถุประสงค์ทางทฤษฎีหลายประการ การจัดเรียงอิเล็กตรอนวาเลนซ์อาจแสดงเพื่อสะท้อนการแยกซับเชลล์ 7p เป็น7s²7 โมงเย็น² _1/27 โมงเย็น³ _3/2[ ^{3 ]​}

ความแตกต่างสำหรับระดับอิเล็กตรอนอื่นๆ ก็มีอยู่เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ระดับอิเล็กตรอน 6d (ซึ่งแยกออกเป็นสองส่วน โดยสี่ส่วนเป็น 6d _3/2และหกส่วนเป็น 6d _5/2 ) ต่างก็ถูกยกขึ้น ดังนั้นจึงมีพลังงานใกล้เคียงกับระดับ 7s ^{[ 109 ]}แม้ว่าจะไม่มีการทำนายเคมีของอิเล็กตรอน 6d สำหรับเทนเนสซีนก็ตาม ความแตกต่างระหว่างระดับ 7p _1/2และ 7p _3/2นั้นสูงผิดปกติ คือ 9.8  eV [ ^{109 ] การ}แยกซับเชลล์ 6p ของแอสตาทีนมีเพียง 3.8 eV ^{[ 109 ]}และเคมี 6p _1/2 ของมัน ก็ถูกเรียกว่า "จำกัด" แล้ว^{[ 111 ]}ผลกระทบเหล่านี้ทำให้เคมีของเทนเนสซีนแตกต่างจากเคมีของเพื่อนบ้านด้านบน (ดูด้านล่าง )

พลังงานไอออนไนเซชันแรกของเทนเนสซีนซึ่งเป็นพลังงานที่จำเป็นในการดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมที่เป็นกลาง คาดว่าจะอยู่ที่ 7.7 eV ซึ่งต่ำกว่าของฮาโลเจน และเป็นไปตามแนวโน้มเช่นกัน^{[ 3 ]}เช่นเดียวกับธาตุข้างเคียงในตารางธาตุ เทนเนสซีนคาดว่าจะมีความสัมพันธ์กับอิเล็กตรอน ต่ำที่สุด ซึ่งเป็นพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่ออิเล็กตรอนถูกเพิ่มเข้าไปในอะตอม ในกลุ่มของมัน คือ 2.6 หรือ 1.8 eV ^{[ 3 ]}อิเล็กตรอนของ อะตอมเทนเนสซีนที่ คล้ายไฮโดรเจน ในเชิงสมมติ ซึ่งถูกออกซิไดซ์จนมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว Ts ¹¹⁶⁺คาดว่าจะเคลื่อนที่เร็วมากจนมวลของมันเป็น 1.90 เท่าของอิเล็กตรอนที่ไม่เคลื่อนที่ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เกิดจากผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพ สำหรับการเปรียบเทียบ ตัวเลขสำหรับแอสตาทีนที่คล้ายไฮโดรเจนคือ 1.27 และตัวเลขสำหรับไอโอดีนที่คล้ายไฮโดรเจนคือ 1.08 ^{[ 112 ]}การขยายความอย่างง่ายของกฎสัมพัทธภาพบ่งชี้ถึงการหดตัวของรัศมีอะตอม^{[ 112 ]}การคำนวณขั้นสูงแสดงให้เห็นว่ารัศมีของอะตอมเทนเนสซีนที่สร้างพันธะโควาเลนต์หนึ่งพันธะจะมีขนาด 165  pmในขณะที่ของแอสตาทีนจะมีขนาด 147 pm ^{[ 113 ]}เมื่ออิเล็กตรอนนอกสุดเจ็ดตัวถูกกำจัดออกไป ในที่สุดเทนเนสซีนก็จะมีขนาดเล็กลง คือ 57 pm ^{[ 3 ]}สำหรับเทนเนสซีนและ 61 pm ^{[ 114 ]}สำหรับแอสตาทีน

จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของเทนเนสซีนยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด เอกสารก่อนหน้านี้คาดการณ์ไว้ที่ประมาณ 350–500 °C และ 550 °C ตามลำดับ^{[ 3 ]}หรือ 350–550 °C และ 610 °C ตามลำดับ^{[ 115 ]}ค่าเหล่านี้สูงกว่าค่าของแอสตาทีนและฮาโลเจนที่เบากว่า ซึ่งเป็นไปตามแนวโน้มตามคาบ เอกสารฉบับต่อมาคาดการณ์ว่าจุดเดือดของเทนเนสซีนอยู่ที่ 345 °C ^{[ 116 ]} (ส่วนจุดเดือดของแอสตาทีนนั้นคาดการณ์ไว้ที่ 309 °C ^{[ 117 ]} 337 °C ^{[ 118 ]}หรือ 370 °C ^{[ 119 ]}แม้ว่าจะมีรายงานค่าทดลองที่ 230 °C ^{[ 120 ]}และ 411 °C ^{[ 114 ]ก็ตาม} ) คาดว่าความหนาแน่นของเทนเนสซีนจะอยู่ระหว่าง 7.1 ถึง 7.3 g/ cm³ ^{[ 4 ]}

ถ้า₃มีลักษณะเป็นรูปตัว T

ทีเอสเอฟ₃คาดว่าจะมีโครงสร้างแบบสามเหลี่ยม

ไอโซโทปที่รู้จักของเทนเนสซีน ได้แก่²⁹³ Ts และ²⁹⁴ Ts มีอายุสั้นเกินไปที่จะทำการทดลองทางเคมีได้ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางเคมีหลายอย่างของเทนเนสซีนได้รับการคำนวณแล้ว^{[ 121 ]}แตกต่างจากธาตุหมู่ 17 ที่เบากว่า เทนเนสซีนอาจไม่แสดงพฤติกรรมทางเคมีที่พบได้ทั่วไปในฮาโลเจน^{[ 10 ]}ตัวอย่างเช่น ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน และไอโอดีน มักจะรับอิเล็กตรอนเพื่อให้ได้โครงสร้างอิเล็กตรอน ที่เสถียรมากขึ้น ของก๊าซเฉื่อยโดยได้รับอิเล็กตรอนแปดตัว ( อ็อกเทต ) ในเปลือกวาเลนซ์แทนที่จะเป็นเจ็ดตัว^{[ 122 ]}ความสามารถนี้จะอ่อนลงเมื่อน้ำหนักอะตอมเพิ่มขึ้นลงมาตามหมู่ เทนเนสซีนจะเป็นธาตุหมู่ 17 ที่เต็มใจรับอิเล็กตรอนน้อยที่สุด จากสถานะออกซิเดชันที่คาดว่าจะเกิดขึ้น −1 คาดว่าจะพบได้น้อยที่สุด^{[ 3 ]}ศักยภาพการลดมาตรฐานของคู่ Ts/Ts ⁻คาดว่าจะเป็น −0.25 V ค่านี้เป็นค่าลบ ซึ่งแตกต่างจากฮาโลเจนที่เบากว่าทั้งหมด^{[ 2 ]}

มีโอกาสอีกครั้งที่เทนเนสซีนจะครบอ็อกเทต—โดยการสร้างพันธะโควาเลนต์เช่นเดียวกับฮาโลเจน เมื่ออะตอมเทนเนสซีนสองอะตอมมาพบกัน คาดว่าจะเกิดพันธะ Ts–Ts เพื่อให้ได้โมเลกุลไดอะตอมิก โมเลกุลดังกล่าวโดยทั่วไปจะยึดติดกันด้วยพันธะซิก มาเดี่ยว ระหว่างอะตอม ซึ่งแตกต่างจากพันธะไพซึ่งแบ่งออกเป็นสองส่วน แต่ละส่วนเลื่อนไปในทิศทางตั้งฉากกับเส้นระหว่างอะตอม และอยู่ตรงข้ามกัน แทนที่จะอยู่ตรงกลางระหว่างอะตอมที่ยึดติดกัน พันธะซิกมาได้รับการคำนวณว่าแสดง ลักษณะ แอนติบอนดิง อย่างมาก ในโมเลกุล At ₂และไม่เอื้ออำนวยต่อพลังงานมากนัก คาดว่าเทนเนสซีนจะยังคงมีแนวโน้มเช่นนั้นต่อไป ควรจะเห็นลักษณะไพที่แข็งแกร่งในพันธะของ Ts 2 _[ ^{3 ] [ 123 ] คาด}ว่าโมเลกุลเทนเนสซีนคลอไรด์ (TsCl) จะก้าวไปอีกขั้น โดยยึดติดกันด้วยพันธะไพเดี่ยว^{[ 123 ]}

นอกเหนือจากสถานะ −1 ที่ไม่เสถียรแล้ว ยังมีการทำนายสถานะออกซิเดชันอีกสามสถานะ ได้แก่ +5, +3 และ +1 สถานะ +1 ควรจะเสถียรเป็นพิเศษเนื่องจากอิเล็กตรอน 7p _3/2 สามตัวนอกสุดไม่เสถียร ทำให้เกิดโครงสร้างซับเชลล์ที่เสถียรและเต็มครึ่งหนึ่ง^{[ 3 ]}แอสตาทีนแสดงผลที่คล้ายกัน^{[ 124 ]}สถานะ +3 ควรมีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากอิเล็กตรอน 7p _{3/2 ไม่เสถียร} ^{[ 115 ]}สถานะ +5 คาดว่าจะพบได้ไม่บ่อยนัก เนื่องจากอิเล็กตรอน 7p _1/2มีความเสถียรในทางตรงกันข้าม^{[ 3 ]}สถานะ +7 ยังไม่ได้รับการพิสูจน์—แม้แต่ในเชิงคำนวณ—ว่าสามารถเกิดขึ้นได้ เนื่องจากอิเล็กตรอน 7s มีความเสถียรอย่างมาก จึงมีการตั้งสมมติฐานว่าเทนเนสซีนมีอิเล็กตรอนวาเลนซ์เพียงห้าตัวเท่านั้น^{[ 125 ]}

สารประกอบเทนเนสซีนที่ง่ายที่สุดที่เป็นไปได้คือโมโนไฮไดรด์ TsH พันธะคาดว่าจะเกิดจากอิเล็กตรอน 7p _3/2ของเทนเนสซีนและอิเล็กตรอน 1s ของไฮโดรเจน ลักษณะที่ไม่เกิดพันธะของสปินเนอร์ 7p _1/2 เป็นเพราะคาดว่าเทนเนสซีนจะไม่สร้างพันธะซิกมาหรือไพบริสุทธิ์^{[ 126 ]}ดังนั้น สปินเนอร์ 7p _3/2 ที่ไม่เสถียร (จึงขยายตัว) จึง เป็นตัวรับผิดชอบในการสร้างพันธะ^{[ 127 ]}ผลกระทบนี้ทำให้โมเลกุล TsH ยาวขึ้น 17 พิโคเมตร เมื่อเทียบกับความยาวโดยรวม 195 พิโคเมตร^{[ 126 ]}เนื่องจากพันธะอิเล็กตรอน p ของเทนเนสซีนเป็นซิกมาสองในสาม พันธะจึงมีความแข็งแรงเพียงสองในสามของความแข็งแรงที่จะเป็นหากเทนเนสซีนไม่มีปฏิสัมพันธ์สปิน-ออร์บิต^{[ 126 ]}โมเลกุลจึงเป็นไปตามแนวโน้มของแฮโลเจนไฮไดรด์ โดยแสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของความยาวพันธะและการลดลงของพลังงานการแยกตัวเมื่อเทียบกับ AtH ^{[ 3 ]}โมเลกุลTl Ts และNh Ts อาจมองได้ในลักษณะเดียวกัน โดยคำนึงถึงผลตรงกันข้ามที่แสดงโดยข้อเท็จจริงที่ว่าอิเล็กตรอน p _1/2 ของธาตุ มีเสถียรภาพ ลักษณะทั้งสองนี้ส่งผลให้โมเมนต์ไดโพล (ผลคูณของความแตกต่างระหว่างประจุไฟฟ้าของอะตอมและการเคลื่อนที่ของอะตอม) สำหรับ TlTs มีค่าค่อนข้างน้อย เพียง 1.67  D [ ^{r ]}ค่าบวกนี้หมายความว่าประจุลบอยู่ที่อะตอมเทนเนสซี^นสำหรับ NhTs คาดการณ์ว่าความแรงของผลกระทบจะทำให้เกิดการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากอะตอมเทนเนสซีนไปยังอะตอมนิโฮเนียม โดยมีค่าโมเมนต์ไดโพลเท่ากับ −1.80 D ^{[ 129 ]}ปฏิสัมพันธ์สปิน-ออร์บิตจะเพิ่มพลังงานการแยกตัวของโมเลกุล TsF เนื่องจากมันลดค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของเทนเนสซีน ทำให้พันธะกับอะตอมฟลูออรีนที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงมากมีลักษณะเป็นไอออนิก มากขึ้น ^{[ 126 ]}เทนเนสซีนโมโนฟลูออไรด์ควรมีพันธะที่แข็งแรงที่สุดในบรรดาโมโนฟลูออไรด์ของหมู่ 17 ทั้งหมด^{[ 126 ]}

ทฤษฎี VSEPRทำนายรูปทรงโมเลกุลแบบตัว T โค้งงอสำหรับไตรฟลูออไรด์กลุ่มที่ 17 ไตรฟลูออไรด์ของฮาโลเจนที่รู้จักทั้งหมดมีรูปทรงโมเลกุลนี้และมีโครงสร้าง AX ₃ E ₂ —อะตอมกลางซึ่งแทนด้วย A ล้อมรอบด้วยลิแกนด์ สามตัว X และอิเล็กตรอนคู่ ที่ไม่ใช้ร่วมกันสองคู่ E หากไม่คำนึงถึงผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพ TsF ₃ควรมีรูปทรงโมเลกุลแบบตัว T โค้งงอเช่นเดียวกับสารประกอบ ที่เบากว่า การทำนายที่ซับซ้อนกว่าแสดงให้เห็นว่ารูปทรงโมเลกุลนี้จะไม่เป็นที่ต้องการทางพลังงานสำหรับ TsF ₃โดยทำนายรูปทรงโมเลกุลแบบระนาบสามเหลี่ยมแทน (AX ₃ E ₀ ) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าทฤษฎี VSEPR อาจไม่สอดคล้องกับธาตุหนักยิ่งยวด^{[ 125 ]} โมเลกุล TsF ₃คาดว่าจะมีความเสถียรอย่างมีนัยสำคัญโดยปฏิกิริยาสปิน-ออร์บิต เหตุผลที่เป็นไปได้อาจเป็นเพราะความแตกต่างอย่างมากในค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีระหว่างเทนเนสซีนและฟลูออรีน ทำให้พันธะมีลักษณะเป็นไอออนิกบางส่วน^{[ 125 ]}