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|isotopes comment=
}}
'''アインスタイニウム''' ({{lang-en-short|einsteinium}} {{IPA-en|aɪnˈstaɪniəm|}}) は[[原子番号]]99の[[元素]]。[[元素記号]]は'''Es'''。[[人工放射性元素]]であり、[[アクチノイド]]系列の元素の1つであり、7番目の[[超ウラン元素]]である。
1952年の[[アイビー作戦|最初の水爆]]の爆発による破片の一部として発見され、[[アルベルト・アインシュタイン]]にちなんで命名された。最も一般的な[[同位体]]であるアインスタイニウム253（半減期20.47日）は年間1ミリグラム程度の総収量で、いくつかの専用高出力[[原子炉]]における[[カリホルニウム]]253の崩壊から人工的に生成される。原子炉での合成に続いてアインスタイニウム253を他のアクチノイドおよびそれらの崩壊生成物から分離する複雑な過程が続く。他の同位体は重いアクチノイド元素に軽いイオンを衝突させることでさまざまな実験室で合成されるがはるかに少量である。生成されるアインスタイニウムが少量であり、最も簡単に生成される同位体の半減期が短いため、現在のところ基礎的な科学研究以外に実用的な用途はほとんどない。特に、アインスタイニウムは1955年に初めて新元素[[メンデレビウム]]の17個の原子を合成するために使用された。
アインスタイニウムは柔らかく銀色の[[常磁性]]の[[金属]]である。化学的性質はアクチノイド後半の典型であり+3の[[酸化数|酸化状態]]が優勢である。+2酸化状態もとることができ、特に固体でとることができる。アインスタイニウム253の高い放射能は可視光の輝きを生み出し、1グラムあたり約1000[[ワット]]の熱を放出しその結晶性金属格子を急速に損傷する。1日で約3%のアインスタイニウム253が崩壊し[[バークリウム]]249になりさらに[[カリホルニウム]]249になるため特性を研究するのが難しい。半減期が最も長いアインスタイニウムの同位体であるアインスタイニウム252（半減期471.7日）は物理的性質の研究に適しているが、製造がかなり難しいことが分かっており、微量でしか入手できずバルクでは手に入らない<ref>[http://periodic.lanl.gov/99.shtml Einsteinium]. periodic.lanl.gov</ref>。純粋な形で巨視的な量で観察される最大の原子番号を持つ元素であり、これは一般的な短寿命の同位体アインスタイニウム253でなされた<ref name=h1579/>。
すべての人工[[超ウラン元素]]と同様にアインスタイニウムの同位体は非常に[[放射能|放射性]]が高く、摂取すると健康に非常に危険であると考えられている<ref name=CRC/>。
== 歴史 ==
[[File:Ivy Mike - mushroom cloud.jpg|thumb|left|アインスタイニウムはアイビー・マイク核実験の放射性降下物で最初に観測された。]]
アインスタイニウムは1952年12月、[[カリフォルニア大学バークレー校]]の[[アルバート・ギオルソ]]とその共同研究者により[[アルゴンヌ国立研究所|アルゴンヌ]]と[[ロスアラモス国立研究所]]との共同研究で[[アイビー作戦|アイビー・マイク]]核実験の放射性降下物の中から初めて同定された。この実験は1952年11月1日に[[太平洋]]の[[エニウェトク環礁]]で実施され、[[水爆]]実験としては初の成功を収めた<ref name="Ghiorso"/>。爆発の破片を最初調べたところ[[プルトニウム]]の新たな同位体{{nuclide|Pu|Z=94|A=244}}が生成されていることが分かったが、これは[[ウラン238]]の原子核が6個の[[中性子]]を吸収したのち2回の[[ベータ崩壊]]を経て生成されたと考えられている。
:<chem>^{238}_{92}U ->[\ce{+ 6(n,\gamma)}][-2\ \beta^-]{} ^{244}_{94}Pu</chem>
当時、複数の中性子吸収は極めて珍しい現象と考えられていたが、{{nuclide|Pu|Z=94|A=244}}が同定されたことでウランの原子核にさらに多くの中性子が取り込まれ[[カリホルニウム]]より重い新元素が生成される可能性が示唆された<ref name="Ghiorso">{{cite journal|first = Albert|last = Ghiorso|authorlink = アルバート・ギオルソ|date = 2003 |title = Einsteinium and Fermium|journal = Chemical and Engineering News|url = http://pubs.acs.org/cen/80th/einsteiniumfermium.html|volume = 81|issue = 36|doi = 10.1021/cen-v081n036.p174|pages = 174–175}}</ref>。
[[File:Albert Ghiorso ca 1970.jpg|thumb|left|upright|この元素は[[アルバート・ギオルソ]]率いるチームにより発見された。]]
ギオルソと共同研究者は飛行機に乗って爆発雲の中を飛んできたろ紙を分析した（{{nuclide|Pu|Z=94|A=244}}の発見に使われたのと同じサンプリング技術）<ref name=s39>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 39</ref>。後にもっと大量の放射性物質が環礁のサンゴの残骸から分離されアメリカに運ばれた<ref name="Ghiorso"/>。疑われた新元素の分離は弱酸性媒質([[pH]] ≈ 3.5)中の[[クエン酸]]/[[アンモニウム]][[緩衝液]]の存在下で高温での[[イオン交換]]を用いて行われた。最終的に回収されたアインスタイニウムの原子数は200以下であった<ref name=em>John Emsley [https://books.google.com/books?id=j-Xu07p3cKwC&pg=PA133 Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements], Oxford University Press, 2003, {{ISBN|0-19-850340-7}} pp. 133–135</ref>。しかし、元素99（アインスタイニウム）、すなわちその<sup>253</sup>Esの同位体は6.6MeVの特徴的な高エネルギー[[アルファ崩壊]]によって検出された<ref name = "Ghiorso"/>。これは[[ウラン238]]核による15個の[[中性子]]の[[中性子捕獲|捕獲]]とそれに続く7度のベータ崩壊により生成され、[[半減期]]は20.5日であった。このような複数の中性子吸収は爆発中の高い中性子束密度により可能になったため、新たに生成された重い同位体は軽い元素に分解する前に吸収できる中性子が十分多くあった。中性子捕獲により最初核種の[[原子番号]]を変えずに質量数を上げ、付随して起こるベータ崩壊により原子番号が徐々に増加する<ref name="Ghiorso"/>。
:<chem>
^{238}_{92}U ->[\ce{+15n}][6 \beta^-] ^{253}_{98}Cf ->[\beta^-] ^{253}_{99}Es
</chem>
ただし一部の<sup>238</sup>U原子はさらに2個の中性子を吸収し（合計17個）、<sup>255</sup>Esと別の新たな元素[[フェルミウム]]の<sup>255</sup>Fm同位体を生成することがある<ref><sup>254</sup>Es, <sup>254</sup>Fm and <sup>253</sup>Fm would not be produced because of lack of beta decay in <sup>254</sup>Cf and <sup>253</sup>Es</ref>。新たな元素の発見と複数の中性子捕獲に関する関連する新たなデータは当初、[[冷戦]]の緊張と核技術におけるソ連との競争により1955年まで米軍の命令により秘密にされていた<ref name="Ghiorso"/><ref name = "ES_FM">{{cite journal|last1 = Ghiorso|first1 = A.|last2 = Thompson|first2 = S.|last3 = Higgins|first3 = G.|last4 = Seaborg|first4 = G.|last5 = Studier|first5 = M.|last6 = Fields|first6 = P.|last7 = Fried|first7 = S.|last8 = Diamond|first8 = H.|last9 = Mech|first9 = J.|first10 = G. |last10 = Pyle
|first11 = J. |last11 = Huizenga
|first12 = A. |last12 = Hirsch
|first13 = W. |last13 = Manning
|first14 = C. |last14 = Browne
|first15 = H. |last15 = Smith
|first16 = R. |last16 = Spence
|title = New Elements Einsteinium and Fermium, Atomic Numbers 99 and 100|journal = Phys. Rev.|volume = 99| issue = 3|url=http://escholarship.org/uc/item/70q401ct|doi = 10.1103/PhysRev.99.1048| pages = 1048–1049| date = 1955|bibcode = 1955PhRv...99.1048G }} [https://books.google.com/books?id=e53sNAOXrdMC&pg=PA91 Google Books]</ref><ref>{{cite journal|last1=Fields|first1=P.|last2=Studier|first2=M.|last3=Diamond|first3=H.|last4=Mech|first4=J.|last5=Inghram|first5=M.|last6=Pyle|first6=G.|last7=Stevens|first7=C.|last8=Fried|first8=S.|last9=Manning|first9=W. |first10 = G. |last10 = Pyle |first11 = J. |last11 = Huizenga |first12 = A. |last12 = Hirsch |first13 = W. |last13 = Manning |first14 = C. |last14 = Browne |first15 = H. |last15 = Smith |first16 = R. |last16 = Spence |title=Transplutonium Elements in Thermonuclear Test Debris|journal=Physical Review |volume=102|issue=1|date=1956|pages=180–182|doi=10.1103/PhysRev.102.180|bibcode = 1956PhRv..102..180F }} [https://books.google.com/books?id=e53sNAOXrdMC&pg=PA93 Google Books]</ref>。しかし、非常に多くの中性子の急速な捕獲は、[[ベータ崩壊]]前に[[超新星]]爆発における特定の重い化学元素（ニッケルより重い）の宇宙[[元素合成]]（生成）を説明するために必要ないわゆる[[r過程]]複数中性子吸収の必須な直接的な実験的確認を提供する。このような過程は宇宙における多くの安定した元素の存在を説明するために必要である<ref>Byrne, J. ''Neutrons, Nuclei, and Matter'', Dover Publications, Mineola, NY, 2011, {{ISBN|978-0-486-48238-5}} (pbk.) pp. 267.</ref>。
一方、元素99（および新たな元素100[[フェルミウム]]）の同位体はバークレーおよびアルゴンヌ研究所で[[窒素]]14とウラン238の間の[[核融合|核反応]]で生成され<ref name = "PhysRev.93.257">{{cite journal| journal = Physical Review| volume = 93|issue = 1| date = 1954|title = Reactions of U-238 with Cyclotron-Produced Nitrogen Ions| author = Ghiorso, Albert| author2 = Rossi, G. Bernard| author3 = Harvey, Bernard G.| author4 = Thompson, Stanley G.| s2cid = 121499772| last-author-amp = yes| doi = 10.1103/PhysRev.93.257|pages = 257|bibcode = 1954PhRv...93..257G }}</ref>、その後、[[プルトニウム]]か[[カリホルニウム]]の強い強い中性子照射により生成された。
:<chem>^{252}_{98}Cf ->[\ce{(n,\gamma)}] ^{253}_{98}Cf ->[\beta^-][17.81 \ce{d}] ^{253}_{99}Es ->[\ce{(n,\gamma)}] ^{254}_{99}Es ->[\beta^-] ^{254}_{100}Fm</chem>
これらの結果は1954年にいくつかの論文において、この元素について実施された最初の研究ではないという声明つきで発表された<ref name = "PhysRev.93.908" >{{cite journal| journal = Physical Review| volume = 93| date = 1954| title = Transcurium Isotopes Produced in the Neutron Irradiation of Plutonium |author = Thompson, S. G. |author2 = Ghiorso, A. |author3 = Harvey, B. G. |author4 = Choppin, G. R. | doi = 10.1103/PhysRev.93.908| pages = 908| issue = 4
|bibcode = 1954PhRv...93..908T | url = https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1016991/}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Harvey|first1=Bernard|last2=Thompson|first2=Stanley|last3=Ghiorso|first3=Albert|last4=Choppin|first4=Gregory|title=Further Production of Transcurium Nuclides by Neutron Irradiation|journal=Physical Review|volume=93|pages=1129|date=1954|doi=10.1103/PhysRev.93.1129|issue=5|bibcode = 1954PhRv...93.1129H |url=http://www.escholarship.org/uc/item/7884m0gv}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Studier|first1=M.|last2=Fields|first2=P.|last3=Diamond|first3=H.|last4=Mech|first4=J.|last5=Friedman|first5=A.|last6=Sellers|first6=P.|last7=Pyle|first7=G.|last8=Stevens|first8=C.|last9=Magnusson|first9=L.|first10=J.|last10=Huizenga |title=Elements 99 and 100 from Pile-Irradiated Plutonium|journal=Physical Review|volume=93|pages=1428|date=1954|doi=10.1103/PhysRev.93.1428|issue=6|bibcode = 1954PhRv...93.1428S }}</ref><ref>{{cite journal|first1 = G. R.|last1 = Choppin|first2 = S. G.|last2 = Thompson|first3 = A.|last3 = Ghiorso|authorlink3 = Albert Ghiorso|first4 = B. G.|last4 = Harvey|title = Nuclear Properties of Some Isotopes of Californium, Elements 99 and 100|journal = Physical Review|volume = 94|issue = 4|pages = 1080–1081|date = 1954|doi = 10.1103/PhysRev.94.1080|bibcode = 1954PhRv...94.1080C }}</ref><ref>{{cite journal|last1=Fields|first1=P.|last2=Studier|first2=M.|last3=Mech|first3=J.|last4=Diamond|first4=H.|last5=Friedman|first5=A.|last6=Magnusson|first6=L.|last7=Huizenga|first7=J.|title=Additional Properties of Isotopes of Elements 99 and 100|journal=Physical Review|volume=94|issue=1|pages=209–210|date=1954|doi=10.1103/PhysRev.94.209|bibcode = 1954PhRv...94..209F }}</ref>。また、バークレーのチームはアインスタイニウムとフェルミウムの化学的性質に関するいくつかの結果を報告した<ref Name="Properties_1">Seaborg, G. T.; Thompson, S.G.; Harvey, B.G. and Choppin, G.R. (July 23, 1954) [http://www.osti.gov/accomplishments/documents/fullText/ACC0047.pdf "Chemical Properties of Elements 99 and 100"], Radiation Laboratory, University of California, Berkeley, UCRL-2591</ref><ref name="Properties_2">{{cite journal|title=Chemical Properties of Elements 99 and 100|last1=Thompson|first1=S. G.|last2=Harvey|first2=B. G.|last3=Choppin|first3=G. R.|last4=Seaborg|first4=G. T.|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=76|pages=6229–6236|date=1954|doi=10.1021/ja01653a004|issue=24|url=https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1023183/}}</ref>。アイビー・マイクの結果は機密指定ではなくなり、1955年に公開された<ref name = "ES_FM"/>。
[[File:Einstein1921 by F Schmutzer 2.jpg|thumb|right|upright|この元素の名前は[[アルベルト・アインシュタイン]]にちなむ。]]
元素99と100の発見で、アメリカのチームは[[スウェーデン]]の[[ストックホルム]]にあるノーベル物理学研究所のグループと争った。1953年後半から1954年初めにかけてスウェーデンのグループはウランに酸素原子核を衝突させることで元素100の軽い同位体、特に<sup>250</sup>Fmの合成に成功した。これらの結果は1954年にも発表された<ref>{{cite journal|last1=Atterling|first1=Hugo|last2=Forsling|first2=Wilhelm|last3=Holm|first3=Lennart|last4=Melander|first4=Lars|last5=Åström|first5=Björn|title=Element 100 Produced by Means of Cyclotron-Accelerated Oxygen Ions|journal=Physical Review|volume=95|pages=585–586|date=1954|doi=10.1103/PhysRev.95.585.2|issue=2|bibcode = 1954PhRv...95..585A }}</ref>。それにもかかわらず、バークレーのチームの発表がスウェーデンの論文よりも先であったため、バークレーのチームが先であることが承認された。バークレーの発表は1952年の熱核爆発のこれまで開示されていなかった結果に基づいていた。したがって、バークレーのチームに新たな元素に名前を付ける特権が与えられた。アイビー・マイクの設計につながった取り組みがプロジェクトPANDA<ref name="underthecloud">{{cite book |title=Under the cloud: the decades of nuclear testing |author=Richard Lee Miller |page=115 |isbn=978-1-881043-05-8 |publisher=Two-Sixty Press |date=1991}}</ref>というコードネームであったため、元素99はジョークで「パンダモニウム」と呼ばれていた<ref name="mcphee">{{cite book |title=The Curve of Binding Energy |author=John McPhee |author-link=John McPhee |page=116 |publisher=Farrar, Straus & Giroux Inc. |isbn=978-0-374-51598-0 |date=1980}}</ref>。しかし、正式名はバークレーのグループにより2人の著名な科学者[[アルベルト・アインシュタイン]]と[[エンリコ・フェルミ]]に由来するものが提案された。「われわれは原子番号99の元素の名前にはアルベルト・アインシュタインにちなんでアインスタイニウム（記号E）と名付け、原子番号100の元素の名前にはエンリコ・フェルミにちなんでフェルミウム（記号Fm）と名付けた」<ref name = "ES_FM "/>アインシュタインとフェルミはともに名称が最初に提案されたときから命名が公式に発表されるまでに死去している。これらの新たな元素の発見は1955年8月8-20日に開催された最初のジュネーブ原子会議で[[アルバート・ギオルソ]]により発表された<ref name="Ghiorso"/>。元素記号は当初Eであったが、後にIUPACによりEsに変更された<ref name=h1577>[[#Haire|Haire]], p. 1577</ref><ref name=se6>Seaborg, G.T. (1994) ''[https://books.google.com/books?id=e53sNAOXrdMC&pg=PA6 Modern alchemy: selected papers of Glenn T. Seaborg]'', World Scientific, p. 6, {{ISBN|981-02-1440-5}}.</ref>。
==特徴==
===物理的性質===
[[File:EinsteiniumGlow.JPG|thumb|upright|約300µgの<sup>253</sup>Esからの強い放射による輝き<ref>[[#Haire|Haire]], p. 1580</ref>]]
アインスタイニウムは人工の、銀白色の放射性金属である。[[周期表]]ではアクチノイドの[[カリホルニウム]]の右、アクチノイドの[[フェルミウム]]の左、ランタノイドの[[ホルミウム]]の下に配置されており、ホルミウムとは多くの類似した物理的および化学的特性を共有する。密度8.84 g/cm<sup>3</sup>はカリホルニウムの密度(15.1 g/cm<sup>3</sup>)より低く、ホルミウムの密度(8.79 g/cm<sup>3</sup>)とほぼ同じであるが、アインスタイニウム原子はホルミウムよりもずっと重い。融点も比較的低く(860 °C)、[[カリホルニウム]](900 °C)、[[フェルミウム]](1527 °C)、ホルミウム(1461 °C)よりも低い<ref name=CRC>Hammond C. R. "The elements" in {{RubberBible86th}}</ref><ref name="HAIRE_1990">Haire, R. G. (1990) "Properties of the Transplutonium Metals (Am-Fm)", in: Metals Handbook, Vol. 2, 10th edition, (ASM International, Materials Park, Ohio), pp. 1198–1201.</ref>。軟質金属であり[[体積弾性率]]はわずか15GPaであり、この値は非[[アルカリ金属]]の中で最も低いものの1つである<ref name=h1591>[[#Haire|Haire]], p. 1591</ref>。
周囲条件で二重[[六方晶系|六方]]構造で結晶化するより軽いアクチノイド、[[カリホルニウム]]、[[バークリウム]]、[[キュリウム]]、[[アメリシウム]]とは対照的にアインスタイニウムは空間群Fm{{overline|3}}m、格子定数a = 575 pmの[[立方晶系|面神立方]](fcc)対称性を持っていると考えられている。しかし、a=398pm、c=650pmの室温の六方アインスタイニウム金属の報告があり、300℃に加熱するとfcc相に変換される<ref name=ev/>。
アインスタイニウムの放射能により引き起こされる自己損傷は非常に強いため、結晶格子は急速に破壊され<ref name=g1268/>、この過程で<sup>253</sup>Es1グラム当たり1000ワットのエネルギーを放出し、可視光の輝きを放つ<ref name=h1579>[[#Haire|Haire]], p. 1579</ref>。これらの過程はアインスタイニウムの密度と融点が比較的低い原因である可能性がある<ref Name="ES_METALL">{{cite journal|last1=Haire|first1=R. G.|last2=Baybarz|first2=R. D.|doi=10.1051/jphyscol:1979431|title=Studies of einsteinium metal|date=1979|pages=C4–101|volume=40|journal=Le Journal de Physique |url=http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/21/88/27/PDF/ajp-jphyscol197940C431.pdf}} [http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/6582609-SrTVod/6582609.pdf draft manuscript]</ref>。さらに、使うことができる試料の大きさが小さいため、電子顕微鏡内で加熱されている試料を観察することにより融点がしばしば推定された<ref name=s61>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 61</ref>。したがって小さな試料の表面効果により融点の値が低くなる可能性がある。
この金属は2価であり、著しく高い揮発性を持っている<ref>{{cite journal|last1=Kleinschmidt|first1=Phillip D.|last2=Ward|first2=John W.|last3=Matlack|first3=George M.|last4=Haire|first4=Richard G.|title=Henry's Law vaporization studies and thermodynamics of einsteinium-253 metal dissolved in ytterbium|journal=The Journal of Chemical Physics|volume=81|issue=1|pages=473–477|date=1984|doi=10.1063/1.447328|bibcode = 1984JChPh..81..473K }}</ref>。自己放射線による損傷を減らすために、固体のアインスタイニウムとその化合物を測定するときはほとんどそれらを熱アニーリングした直後に行われる<ref name=s52>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 52</ref>。また、一部の化合物は還元ガスの雰囲気下で研究される。例えば、EsOClの場合はH<sub>2</sub>O+[[塩化水素|HCl]]であるため、分解中に試料が部分的に再成長する<ref name=s60/>。
固体のアインスタイニウムとその化合物の自己破壊とは別に、この元素を研究する上での本質的な困難には希少性（最も一般的な<sup>253</sup>Es同位体は1ミリグラム未満の量で1年に1,2回しか使用することができない）と自己汚染（1日当たり約3.3%の割合でアインスタイニウムからバークリウム、そしてカリホルニウムに急速に変化する）が含まれる<ref name="ES_F3"/><ref Name="ES2O3"/><ref name=s55>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 55</ref>。
:<chem>
^{253}_{99}Es ->[\alpha][20 \ce{d}] ^{249}_{97}Bk ->[\beta^-][314 \ce{d}] ^{249}_{98}Cf
</chem>
よって、ほとんどのアインスタイニウムの試料は汚染されており、それらの固有の特性は時間の経過とともに蓄積された実験データを外挿することで推定されることがしばしばある。汚染の問題を回避する他の実験的手法には、発光特性の研究などで波長可変レーザーによるアインスタイニウムイオンの選択的光励起などがある<ref name=s76>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 76</ref>。
アインスタイニウム金属やその酸化物およびフッ化物の磁気特性が研究されてきた。3つの材料全てが[[液体ヘリウム]]から室温までで[[キュリー・ワイスの法則|キュリー・ワイス]][[常磁性]]の挙動を示した。有効磁気モーメントはEs<sub>2</sub>O<sub>3</sub>では{{val|10.4|0.3|u=[[ボーア磁子|µ<sub>B</sub>]]}}であり、EsF<sub>3</sub>では{{val|11.4|0.3|u=µ<sub>B</sub>}}であり、これらの値はアクチノイドの中で最も高い値であり、対応する[[キュリー温度]]は53および37Kである<ref>{{cite journal|last1=Huray|first1=P.|last2=Nave|first2=S.|last3=Haire|first3=R.|title=Magnetism of the heavy 5f elements|journal=Journal of the Less Common Metals|volume=93|pages=293–300|date=1983|doi=10.1016/0022-5088(83)90175-3|issue=2}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Huray|first1=Paul G.|last2=Nave|first2=S. E.|last3=Haire|first3=R. G.|last4=Moore|first4=J. R.|title=Magnetic Properties of Es<sub>2</sub>O<sub>3</sub> and EsF<sub>3</sub>|journal=Inorganica Chimica Acta|volume=94|issue=1–3|pages=120–122|date=1984|doi=10.1016/S0020-1693(00)94587-0}}</ref>。
===化学的性質===
すべてのアクチノイド同様、アインスタイニウムは高い反応性を持つ。3価の[[酸化数|酸化状態]]は固体や水溶液中で最も安定であり、その状態で淡いピンク色となる<ref name="HOWI_1956">[[#Holleman|Holleman]], p. 1956</ref>。2価のアインスタイニウムの存在が特に固相ではしっかりと確立されており、このような+2状態は[[プロトアクチニウム]]、[[ウラン]]、[[ネプツニウム]]、プルトニウム、キュリウム、バークリウムなどの他の多くのアクチノイドでは観察されていない。アインスタイニウム(II)化合物は例えばアインスタイニウム(III)を{{仮リンク|塩化サマリウム(II)|en|samarium(II) chloride}}で還元することにより得られる<ref name=s53>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 53</ref>。酸化状態+4は蒸気の研究から推定されているが、未だ不明である<ref name=h1578>[[#Haire|Haire]], p. 1578</ref>。
===同位体===
{{main|アインスタイニウムの同位体}}
アインスタイニウムには19個の同位体と3個の[[核異性体]]があり、[[質量数]]は240から257の範囲である。すべて放射性であり、最も安定した核種である<sup>252</sup>Esは半減期が471.7日である<ref>{{cite journal|last1=Ahmad|first1=I.|title=Half-life of the longest-lived einsteinium isotope-252Es|journal=Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry|volume=39|pages=1509–1511|date=1977|doi=10.1016/0022-1902(77)80089-4|issue=9|last2=Wagner|first2=Frank}}</ref>。次に安定の同位体は<sup>254</sup>Es（半減期275.5日）<ref>{{cite journal|last1=McHarris|first1=William|last2=Stephens|first2=F.|last3=Asaro|first3=F.|last4=Perlman|first4=I.|title=Decay Scheme of Einsteinium-254|journal=Physical Review|volume=144|pages=1031–1045|date=1966|doi=10.1103/PhysRev.144.1031|issue=3|bibcode = 1966PhRv..144.1031M }}</ref>、<sup>255</sup>Es（39.8日）、<sup>253</sup>Es（20.47日）である。残りの同位体はすべて半減期が40時間未満であり、ほとんどの同位体が30分以内に崩壊する。3つの核異性体のうち、最も安定なのは<sup>254m</sup>Esであり半減期は39.3時間である<ref>{{cite journal
|title=The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties
|doi=10.1088/1674-1137/41/3/030001
|last1=Audi |first1=G.
|last2=Kondev|first2=F. G.
|last3=Wang |first3=M.
|last4=Huang |first4=W. J.
|last5=Naimi |first5=S.
|journal=Chinese Physics C
|volume=41 |issue=3
|page={{{page|030001}}}
|year=2017
|url=https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2016/NUBASE2016.pdf
|bibcode=2017ChPhC..41c0001A
|accessdate={{{accessdate|}}}
|ref={{{ref|}}}
}}</ref>。
===核分裂===
アインスタイニウムは[[核分裂]]率が高く、結果として持続的な[[核連鎖反応]]の[[臨界質量]]が低くなる。この質量は<sup>254</sup>Es同位体の裸球(bare sphere)の場合は9.89kgであり、厚さ30cmの鋼製[[中性子反射体]]を加えることで2.9kgに、水から作った厚さ20cmの反射体を使用することで2.26kgに下げることができる。しかし、この小さい臨界質量でさえこれまでに分離されたアインスタイニウムの総量、特に希少な<sup>254</sup>Es同位体の総量を大幅に超えている<ref name="irsn">Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, [https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/20131018_trm_evaluation.pdf "Evaluation of nuclear criticality safety data and limits for actinides in transport"], p. 16.</ref>。
==
アインスタイニウムのすべての同位体の半減期は短いため、原始アインスタイニウム、つまり地球が形成されている間に地球上に存在していた可能性のあるアインスタイニウムは崩壊してから長い時間が経っている。地殻で自然に天然に存在するアクチノイドのウランとトリウムからアインスタイニウムを合成するには、複数の中性子捕獲が必要であるがこれは極めて起こることのなさそうな事象である。したがってすべての地球上のアインスタイニウムは、科学実験室、高出力原子炉または[[核実験]]で生成され、合成したときから数年以内にのみ存在する<ref name=em/>。
アインスタイニウム含む[[アメリシウム]]から[[フェルミウム]]までの超ウラン元素は[[オクロの天然原子炉]]で自然に発生したが、現在は発生していない<ref name="emsley">{{cite book|last=Emsley|first=John|title=Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements|edition=New|date=2011|publisher=Oxford University Press|location=New York, NY|isbn=978-0-19-960563-7}}</ref>。
2008年には[[HD 101065|プシビルスキ星]]でアインスタイニウムが観測された<ref>{{cite journal | doi=10.3103/S0884591308020049 | volume=24 |issue = 2| title=Identification of absorption lines of short half-life actinides in the spectrum of Przybylski's star (HD 101065) | journal=Kinematics and Physics of Celestial Bodies | pages=89–98| bibcode=2008KPCB...24...89G |year = 2008|last1 = Gopka|first1 = V. F.|last2 = Yushchenko|first2 = A. V.|last3 = Yushchenko|first3 = V. A.|last4 = Panov|first4 = I. V.|last5 = Kim|first5 = Ch.}}</ref>。
==合成・抽出==
[[File:EsProduction.png|thumb|upright=1.4|米国におけるアインスタイニウム生産の初期の進展<ref name=s51>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 51</ref>]]
アインスタイニウムは専用の高束[[原子炉]]で軽いアクチノイドに対して中性子を照射することで微量生成される。世界の主要な照射源は米国テネシー州の[[オークリッジ国立研究所]]にある85メガワットの[[高中性子束同位体生産炉]](HFIR)<ref>{{cite web|title = High Flux Isotope Reactor|url = http://neutrons.ornl.gov/facilities/HFIR/|publisher = Oak Ridge National Laboratory|accessdate = 2010-09-23}}</ref>とロシア、[[ディミトロフグラード]]の原子炉科学技術研究所([[:en:Research Institute of Atomic Reactors|Research Institute of Atomic Reactors]], NIIAR)にあるSM-2ループ型原子炉<ref>{{cite web|title=ru:Радионуклидные источники и препараты|url = http://www.niiar.ru/?q=radioisotope_application|publisher = Research Institute of Atomic Reactors|accessdate = 2010-09-26|language=Russian}}</ref>であり、どちらもキュリウム以上(''Z'' > 96)の元素の生産に特化したものである。これらの施設はパワーと束レベルが似ており、NIIARで生産される量は広く報告されていないがキュリウム以上の元素の生産能力は同等であると期待されている<ref name=h1582>[[#Haire|Haire]], p. 1582</ref>。オークリッジでの"typical processing campaign"では数十グラムの[[キュリウム]]が照射され、デシグラム量の[[カリホルニウム]]、ミリグラム量の[[バークリウム]](<sup>249</sup>Bk)とアインスタイニウム、ピコグラム量の[[フェルミウム]]が生成される<ref>[[#Greenwood|Greenwood]], p. 1262</ref><ref>{{cite journal|first1 = C. E.|last1 = Porter|first2 = F. D., Jr.|last2 = Riley|first3 = R. D.|last3 = Vandergrift|first4 = L. K.|last4 = Felker|title = Fermium Purification Using Teva Resin Extraction Chromatography|journal = Sep. Sci. Technol.|volume = 32|issue = 1–4|date = 1997|pages = 83–92|doi = 10.1080/01496399708003188|url = https://zenodo.org/record/1234415}}</ref>。
<sup>253</sup>Esの最初の微視的試料は約10[[ナノグラム]]で、1961年にHFIRで調製された。重量を推定するために特別な磁気天秤が設計された<ref name=CRC/><ref>Hoffman, Darleane C.; Ghiorso, Albert and Seaborg, Glenn Theodore (2000) ''The Transuranium People: The Inside Story'', Imperial College Press, pp. 190–191, {{ISBN|978-1-86094-087-3}}.</ref>。その後、数キログラムのプルトニウムから始まり1967年から1970年には0.48ミリグラム（ほとんどが<sup>253</sup>Es）、1971年から1973年には3.2ミリグラムの大量のバッチが生産され、その後1974年から1978年まで安定して年間約3ミリグラムが生産された<ref name=s36>[[#Seaborg|Seaborg]], pp. 36–37</ref>。ただしこれらの量は照射直後のターゲットの積分量を指す。その後の分離手順により同位体的に純粋なアインスタイニウムは約10分の1に減少した<ref name=h1582/>。
===実験室での合成===
プルトニウムの重中性子照射によりアインスタイニウムの4つの主要な同位体が得られる。4つとは<sup>253</sup>Es（半減期が20.47日で自発核分裂半減期が7×10<sup>5</sup>年のα放射体）、<sup>254''m''</sup>Es（半減期が39.3時間のβ放射体）、<sup>254</sup>Es（半減期が約276日のα放射体）、<sup>255</sup>Es（半減期が39.8日のβ放射体）である<ref>{{cite journal|last1=Jones|first1=M.|last2=Schuman|first2=R.|last3=Butler|first3=J.|last4=Cowper|first4=G.|last5=Eastwood|first5=T.|last6=Jackson|first6=H.|title=Isotopes of Einsteinium and Fermium Produced by Neutron Irradiation of Plutonium|journal=Physical Review|volume=102|issue=1|pages=203–207|date=1956|doi=10.1103/PhysRev.102.203|bibcode = 1956PhRv..102..203J }}</ref><ref>{{cite journal
|title=The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties
|doi=10.1088/1674-1137/41/3/030001
|last1=Audi |first1=G.
|last2=Kondev|first2=F. G.
|last3=Wang |first3=M.
|last4=Huang |first4=W. J.
|last5=Naimi |first5=S.
|journal=Chinese Physics C
|volume=41 |issue=3
|page={{{page|030001}}}
|year=2017
|url=https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2016/NUBASE2016.pdf
|bibcode=2017ChPhC..41c0001A
|accessdate={{{accessdate|}}}
|ref={{{ref|}}}
}}</ref>。別のルートは高強度の窒素または酸素イオンビームによるウラン238の衝突を含む<ref>{{cite journal|last1=Guseva|first1=L.|last2=Filippova|first2=K.|last3=Gerlit|first3=Y.|last4=Druin|first4=V.|last5=Myasoedov|first5=B.|last6=Tarantin|first6=N.|title=Experiments on the production of einsteinium and fermium with a cyclotron|journal=Journal of Nuclear Energy (1954)|volume=3|pages=341–346|date=1956|doi=10.1016/0891-3919(56)90064-X|issue=4}}</ref>。
アインスタイニウム247（半減期4.55分）はアメリシウム241に炭素イオンをもしくはウラン238に窒素イオンを照射することにより生成された<ref name="Binder">Harry H. Binder: ''Lexikon der chemischen Elemente'', S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, {{ISBN|3-7776-0736-3}}, pp. 18–23.</ref>。後者の反応は1967年にロシアのドゥブナで最初に実現し、関係した科学者には[[:en:Lenin Komsomol Prize|Lenin Komsomol Prize]]が授与された<ref>[http://n-t.ru/ri/ps/pb099.htm Эйнштейний] (in Russian, a popular article by one of the involved scientists)</ref>。
同位体<sup>248</sup>Esは[[重水素]]イオンを<sup>249</sup>Cfに照射することで生成された。<sup>248</sup>Esは主に電子の放出により<sup>248</sup>Cfに半減期{{val|25|5}}分で崩壊するが、6.87 MeVのエネルギーのα粒子を放出する（電子とα粒子の比は約400である）<ref>{{cite journal|last1=Chetham-Strode|first1=A.|last2=Holm|first2=L.|title=New Isotope Einsteinium-248|journal=Physical Review|volume=104|pages=1314|date=1956|doi=10.1103/PhysRev.104.1314|issue=5|bibcode = 1956PhRv..104.1314C }}</ref>。
:<math chem>\ce{^{249}_{98}Cf + ^{2}_{1}D -> ^{248}_{99}Es + 3^{1}_{0}n} \quad \left( \ce{^{248}_{99}Es ->[\epsilon][27 \ce{min}] ^{248}_{98}Cf} \right)</math>
重い同位体<sup>249</sup>Es、<sup>250</sup>Es、<sup>251</sup>Es、<sup>252</sup>Esは<sup>249</sup>Bkにα粒子を衝突させることで得られた。この過程で1つから4つの中性子が解放され、1回の反応で4つの異なる同位体を形成できる<ref>{{cite journal|last1=Harvey|first1=Bernard|last2=Chetham-Strode|first2=Alfred|last3=Ghiorso|first3=Albert|last4=Choppin|first4=Gregory|last5=Thompson|first5=Stanley|title=New Isotopes of Einsteinium|journal=Physical Review|volume=104|pages=1315–1319|date=1956|doi=10.1103/PhysRev.104.1315|issue=5|bibcode = 1956PhRv..104.1315H |url=http://www.escholarship.org/uc/item/462945g3}}</ref>。
:<chem>^{249}_{97}Bk ->[+\alpha] ^{249,250,251,252}_{99}Es</chem>
アインスタイニウム253は0.1–0.2ミリグラムの<sup>252</sup>Cfターゲットに(2–5)×10<sup>14</sup> 中性子·cm<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>の[[熱中性子]]束を500–900時間照射することで生成された<ref>{{cite journal|last1=Kulyukhin|first1=S.|title=Production of microgram quantities of einsteinium-253 by the reactor irradiation of californium|journal=Inorganica Chimica Acta|volume=110|pages=25–26|date=1985|doi=10.1016/S0020-1693(00)81347-X|last2=Auerman|first2=L. N.|last3=Novichenko|first3=V. L.|last4=Mikheev|first4=N. B.|last5=Rumer|first5=I. A.|last6=Kamenskaya|first6=A. N.|last7=Goncharov|first7=L. A.|last8=Smirnov|first8=A. I.}}</ref>。
:<chem>^{252}_{98}Cf ->[\ce{(n,\gamma)}] ^{253}_{98}Cf ->[\beta^-][17.81 \ce{d}] ^{253}_{99}Es</chem>
===核爆発における合成===
[[File:ActinideExplosionSynthesis.png|thumb|upright=1.4|left|米国の核実験HutchとCyclamenにおける超ウラン元素の推定収量<ref name=s40/>]]
10[[TNT換算|メガトン]]のアイビー・マイク核実験のデブリの分析は、長期プロジェクトの一環であった。この目的の1つは高出力核爆発における超ウラン元素の生産効率の研究であった。これらの実験の動機はウランから超ウラン元素を合成するためには中性子を何度も捕獲する必要があるということであった。このような事象が発生する確率は[[中性子束]]とともに高くなるが、核爆発は最も強力な人工中性子源であり、マイクロ秒以内に10<sup>23</sup>中性子/cm<sup>2</sup>オーダーの密度、すなわち約10<sup>29</sup>中性子/(cm<sup>2</sup>·s)を供給する。これに比べ、HFIR原子炉の中性子束は5{{e|15}} 中性子/(cm<sup>2</sup>·s)である。デブリの試料が米国本土に届くまでにいくつかの同位体が崩壊する可能性があるため、予備分析のための専用の実験室が[[エニウェトク環礁]]に設置された。実験室は、実験後に環礁の上空を飛行する紙フィルターを備えた飛行機から分析用の試料をできるだけ早く受け取っていた。フェルミウムより重い新たな化学元素を発見することが望まれていたが、1954年から1956年の間に環礁で一連のメガトン爆発が行われた後にもこれらが発見されることはなかった<ref name=s39/>。
閉ざされた空間で起こる強力な爆発により収量が向上し同位体が重くなることが期待されていたため、大気での結果は1960年代に[[ネバダ核実験場]]で蓄積された地下での実験データにより補われた。従来のウランチャージとは別に、ウランとアメリシウムおよび[[トリウム]]の組み合わせ、およびプルトニウムとネプツニウムの混合チャージが試みられたが収量の点ではあまりうまくいかず、これは重元素チャージの核分裂率が上がったことで重同位体の損失が大きくなったのが原因であった。爆発が周囲の岩を300-600メートルの深さで溶かして蒸発させてデブリを撒き広げているため、生成物の分離には問題があった。生成物を抽出するためにそのような深さまで掘削することは収集する量という点で遅く非効率な方法であった<ref name=s39/><ref name=s40>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 40</ref>。
1962年から1969年まで行われた9回の地下実験のうち<ref>These were codenamed: "Anacostia" (5.2 [[TNT equivalent|kilotons]], 1962), "Kennebec" (<5 kilotons, 1963), "Par" (38 kilotons, 1964), "Barbel" (<20 kilotons, 1964), "Tweed" (<20 kilotons, 1965), "Cyclamen" (13 kilotons, 1966), "Kankakee" (20-200 kilotons, 1966), "Vulcan" (25 kilotons, 1966) and "Hutch" (20-200 kilotons, 1969)</ref><ref>[http://www.nv.doe.gov/library/publications/historical/DOENV_209_REV15.pdf United States Nuclear Tests July 1945 through September 1992] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20100615000000/http://www.nv.doe.gov/library/publications/historical/DOENV_209_REV15.pdf |date=June 15, 2010 }}, DOE/NV--209-REV 15, December 2000.</ref>、最後の実験は最も強力であり、超ウラン元素の収量が最も高かった。高出力の原子炉で通常1年間照射して作られるミリグラムのアインスタイニウムが、マイクロ秒以内に生成された<ref name=s40/>。しかし、全体の提案の主な現実的問題は強力な爆風により分散した放射性のデブリを集めることであった。航空機のフィルターは全量の約4{{e|-14}}しか吸着せず、エニウェトク環礁のサンゴ数トン集めることでこの割合を2桁のみ上げることができた。Hutch爆発から60日後に約500kgの地下岩を抽出しても総チャージの約1{{e|-7}}しか取り戻せなかった。この500kgのバッチ中の超ウラン元素の量は実験の7日後に採取した0.4kgの岩に含まれていたもののたった30倍であり、回収した放射性岩石の量に対する超ウラン元素の収量の非常に非線形な依存性が示された<ref name=s43>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 43</ref>。爆発後の試料回収を早くするために実験前にその場所でシャフトを掘削した。これにより爆発により震源からシャフトを介して放射性物質が放出され、表面近くで多くの物質が回収された。この方法は2つの実験で試され、すぐに数百キログラムの材料が提供されたが、アクチノイド濃度は掘削後に得られた試料の3分の1であった。このような方法は短命の同位体の科学的研究では効率的であったかもしれないが、生成されたアクチノイドの全体的な収集効率を改善することはできなかった<ref name=s44>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 44</ref>。
核実験のデブリからは新たな元素（アインスタイニウムとフェルミウムを除く）を検出できず、超ウラン元素の総収量は残念なほど低かったが、これらの実験ではそれより前に実験室で得ることができたものよりもはるかに大量の希少な重同位体が得られた<ref name=s47>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 47</ref>。
===分離===
[[File:Elutionskurven Fm Es Cf Bk Cm Am.png|thumb|[[溶離]]曲線:Fm(100)、Es(99)、Cf、Bk、CmおよびAmのクロマトグラフィー分離]]
アインスタイニウムの分離手順は合成方法により異なる。サイクロトロン内の軽イオン衝突の場合、重イオンターゲットは薄い箔に取り付けられ、生成されたアインスタイニウムは照射後に箔から簡単に洗い流せる。しかし、そのような実験での生成量は比較的少ない<ref name=h1583>[[#Haire|Haire]], p. 1583</ref>。原子炉での照射の場合は収量がずっと高くなるが、生成物はさまざまなアクチノイド同位体の混合物であるだけでなく核分裂崩壊で生成されるランタノイドも含まれる。この場合、アインスタイニウムを単離するには高温高圧での陽イオン交換とクロマトグラフィーの何度かの反復手順を含む面倒な手順をしなくてはならない。原子炉で最も一般的に生成されるアインスタイニウムの同位体である<sup>253</sup>Esは半減期わずか20日（ほとんどの実験のタイムスケールでは早い）で<sup>249</sup>Bkに崩壊するためバークリウムからの分離が重要である。このような分離はバークリウムが固体の+4状態に容易に参加して沈殿するのに対し、アインスタイニウム含む他のアクチノイドは溶液中で+3状態のままであるという事実に依存して行われる<ref name=h1584>[[#Haire|Haire]], pp. 1584–1585</ref>。
ランタノイド核分裂生成物からの3価アクチノイドの分離は、溶離液として[[塩酸]](HCl)で飽和した90%水/10%エタノール溶液を使用する陽イオン交換樹脂カラムで行うことができる。その後、溶離液として6[[モル濃度]]のHClを使用する[[陰イオン交換クロマトグラフィー]]を行う。次にアンモニウム塩で処理された陽イオン交換樹脂カラム（Dowex-50交換カラム）を使用して、元素99、元素100、元素101を含む断片を分離する。これらの元素は例えば溶離液としてα-ヒドロキシイソ酪酸溶液(α-HIB)を使用して、溶離位置/時間に基づいて簡単に識別できる<ref name=book2>{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=U4rnzH9QbT4C&pg=PA11|pages=9–11|title=The new chemistry|author=Hall, Nina|publisher=Cambridge University Press|date=2000|isbn=978-0-521-45224-3}}</ref>。
3+アクチノイドの分離は、ビス-(2-エチルヘキシル)リン酸（HDEHPと略される）を固定有機相として、硝酸を移動水相として使用する溶媒抽出クロマトグラフィーによっても実現できる。アクチノイド溶離のシーケンスは陽イオン交換樹脂カラムの溶離のシーケンスと逆になる。この方法で分離されたアインスタイニウムは、樹脂カラムを使用した分離と比較して有機錯化剤を含まないという利点がある<ref name=book2/>。
===金属の調製===
アインスタイニウムは反応性が高いため、その化合物から純粋な金属を得るには強力な還元剤が必要である<ref name=h1588>[[#Haire|Haire]], p. 1588</ref>。これは金属[[リチウム]]によるフッ化アインスタイニウム(III)の還元により達成できる。
:EsF<sub>3</sub> + 3 Li → Es + 3 LiF
しかし、融点が低く自己放射線による損傷が高いため、蒸気圧が高くフッ化リチウムよりも蒸気圧が高い。これによりこの還元反応はかなり非効率になる。これは初期に試されたが、[[ランタン]]金属による酸化アインスタイニウム(III)の還元が支持されるとすぐに放棄された<ref name=ev>{{cite journal|last1=Haire|first1=R.|title=Preparation, properties, and some recent studies of the actinide metals|url=http://www.osti.gov/bridge/product.biblio.jsp?osti_id=5235830|doi=10.1016/0022-5088(86)90554-0|date=1986|pages=379–398|volume=121|journal=Journal of the Less Common Metals}}</ref><ref name="ES_METALL"/><ref name=h1590>[[#Haire|Haire]], p. 1590</ref>。
:Es<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 2 La → 2 Es + La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
==化合物==
{|class = "wikitable collapsible collapsed"
|+いくつかのEs化合物の結晶構造と格子定数
!化合物!!色!!対称性!![[空間群]]!!No!![[ピアソン記号]]||''a'' ([[ピコメートル|pm]])!!''b'' (pm)!!''c'' (pm)
|-
|Es<sub>2</sub>O<sub>3</sub>|| 無色||立方<ref name="ES2O3"/>||Ia{{overline|3}}|| 206||cI80||1076.6|| ||
|-
|Es<sub>2</sub>O<sub>3</sub>|| 無色||[[単斜晶系|単斜]]<ref name=ox1/>||C2/m||12|| mS30||1411||359 || 880
|-
|Es<sub>2</sub>O<sub>3</sub>|| 無色||六方<ref name=ox1/>|| P{{overline|3}}m1||164 ||hP5||370|| ||600
|-
|EsF<sub>3</sub>|| ||六方<ref name="ES_F3"/>|| || || || || ||
|-
|EsF<sub>4</sub>|| ||単斜<ref>{{cite journal|last1=Kleinschmidt|first1=P.|title=Thermochemistry of the actinides|journal=Journal of Alloys and Compounds|volume=213–214|pages=169–172|date=1994|doi=10.1016/0925-8388(94)90898-2|url=https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1401691/}}</ref> || C2/c||15 ||mS60 || || ||
|-
|EsCl<sub>3</sub>||橙色||六方<ref>{{cite journal|last1=Fujita|first1=D.|title=Crystal structures and lattice parameters of einsteinium trichloride and einsteinium oxychloride|journal=Inorganic and Nuclear Chemistry Letters|volume=5|pages=307–313|date=1969|doi=10.1016/0020-1650(69)80203-5|issue=4|last2=Cunningham|first2=B. B.|last3=Parsons|first3=T. C.|url=http://www.escholarship.org/uc/item/7hz778j2}}</ref><ref name=m99/>|| C6<sub>3</sub>/m|| ||hP8 ||727 || ||410
|-
|EsBr<sub>3</sub>||黄色||単斜<ref>{{cite journal|last1=Fellows|first1=R.|title=X-ray diffraction and spectroscopic studies of crystalline einsteinium(III) bromide, <sup>253</sup>EsBr<sub>3</sub>|journal=Inorganic and Nuclear Chemistry Letters|volume=11|pages=737–742|date=1975|doi=10.1016/0020-1650(75)80090-0|issue=11|last2=Peterson|first2=J. R.|last3=Noé|first3=M.|last4=Young|first4=J. P.|last5=Haire|first5=R. G.}}</ref>||C2/m || 12|| mS16||727 ||1259 || 681
|-
|EsI<sub>3</sub>||琥珀色||六方<ref name=h1595/><ref name=s62>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 62</ref>||R{{overline|3}} ||148 ||hR24 || 753|| ||2084
|-
|EsOCl|| ||正方<ref name=h1595>[[#Haire|Haire]], pp. 1595–1596</ref><ref name="YOUNG_1981"/>|| P4/nmm|| || ||394.8 || || 670.2
|}
===酸化物===
酸化アインスタイニウム(III)(Es<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)は硝酸アインスタイニウム(III)を燃焼させることにより得られた。これは無色の立方晶を形成し、最初に大きさが約30ナノメートルのマイクログラムの試料から特徴づけられた<ref name=g1268>[[#Greenwood|Greenwood]], p. 1268</ref><ref name="ES2O3">{{cite journal|last1=Haire|first1=R. G.|last2=Baybarz|first2=R. D.|title=Identification and analysis of einsteinium sesquioxide by electron diffraction|journal=Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry|volume=35|pages=489–496|date=1973|doi=10.1016/0022-1902(73)80561-5|issue=2}}</ref>。この酸化物には他に[[単斜晶系]]や六方晶系の2つの相が知られている。特定のEs<sub>2</sub>O<sub>3</sub>相の形成は調製技術と試料の来歴に依存し、明確な相図はない。自己照射または自己発熱の結果として3つの相の間で相互変換が自然発生する可能性がある<ref name=h1598>[[#Haire|Haire]], p. 1598</ref>。六方相は[[酸化ランタン(III)]]とアイソタイプであり、Es<sup>3+</sup>イオンがO<sup>2−</sup>イオンの6配位群で囲まれている<ref name=ox1>{{cite book|title=Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths|volume=18|chapter=Lanthanides and Actinides Chemistry|editor=K.A. Gscheidner, Jr. |display-editors=etal|location=North-Holland, New York|date=1994|pages=414–505|isbn=978-0-444-81724-2|author=Haire, R. G.|author2=Eyring, L.|last-author-amp=yes}}</ref><ref name=h1595/>。
===ハロゲン化物===
[[File:Einsteinium triiodide by transmitted light.jpg|thumb|暗闇で光る{{仮リンク|ヨウ化アインスタイニウム(III)|en|Einsteinium(III) iodide}}]]
アインスタイニウムの[[ハロゲン化物]]は、酸化状態+2および+3で知られている<ref Name="YOUNG_1981">{{cite journal|last1=Young|first1=J. P.|last2=Haire|first2=R. G.|last3=Peterson|first3=J. R.|last4=Ensor|first4=D. D.|last5=Fellow|first5=R. L.|title=Chemical consequences of radioactive decay. 2. Spectrophotometric study of the ingrowth of berkelium-249 and californium-249 into halides of einsteinium-253|journal=Inorganic Chemistry|volume=20|pages=3979–3983|date=1981|doi=10.1021/ic50225a076|issue=11}}</ref><ref name = "HOWI_1969">[[#Holleman|Holleman]], p. 1969</ref>。最も安定した状態はフッ化物からヨウ化物までのすべてのハロゲン化物で+3である。
フッ化アインスタイニウム(III)(EsF<sub>3</sub>)は[[フッ化物]イオンとの反応により塩化アインスタイニウム(III)溶液から沈殿する。代わりの調製手段は酸化アインスタイニウム(III)を1-2気圧、300-400℃の温度で[[三フッ化塩素]](ClF<sub>3</sub>)もしくはF<sub>2</sub>ガスにさらすことである。EsF<sub>3</sub>結晶構造は六方晶系であり、フッ化カリホルニウム(III)(CfF<sub>3</sub>)のようにEs<sup>3+</sup>イオンが二面冠(bicapped)三角柱配置でフッ素イオンが8個配位されている<ref name="ES_F3">{{cite journal|last1=Ensor|first1=D. D.|last2=Peterson|first2=J. R.|last3=Haire|first3=R. G.|last4=Young|first4=J. P.|title=Absorption spectrophotometric study of <sup>253</sup>EsF<sub>3</sub> and its decay products in the bulk-phase solid state|journal=Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry|volume=43|pages=2425–2427|date=1981|doi=10.1016/0022-1902(81)80274-6|issue=10}}</ref><ref name=g1270>[[#Greenwood|Greenwood]], p. 1270</ref><ref>{{cite journal|last1=Young|first1=J. P.|last2=Haire|first2=R. G.|last3=Fellows|first3=R. L.|last4=Peterson|first4=J. R.|title=Spectrophotometric studies of transcurium element halides and oxyhalides in the solid state|journal=Journal of Radioanalytical Chemistry|volume=43|pages=479–488|date=1978|doi=10.1007/BF02519508|issue=2}}</ref>。
塩化アインスタイニウム(III)(EsCl<sub>3</sub>)は、約500℃で約20分間、乾燥塩化水素蒸気の雰囲気中で酸化アインスタイニウム(III)をアニーリングすることで調製できる。約425℃に冷却すると結晶化し、[[塩化ウラン(III)|UCl<sub>3</sub>タイプ]]の六方構造を持つ橙色の固体になる。ここではアインスタイニウム原子は三面冠(tricapped)三角柱形状で塩素原子が9個配位している<ref name=m99>Miasoedov, B. F. Analytical chemistry of transplutonium elements, Wiley, 1974 (Original from the University of California), {{ISBN|0-470-62715-8}}, p. 99</ref><ref name=g1270/><ref>{{cite journal|last1=Fujita|first1=D.|title=The solution absorption spectrum of Es<sup>3+</sup>|journal=Inorganic and Nuclear Chemistry Letters|volume=5|pages=245–250|date=1969|doi=10.1016/0020-1650(69)80192-3|issue=4|last2=Cunningham|first2=B. B.|last3=Parsons|first3=T. C.|last4=Peterson|first4=J. R.|url=http://www.escholarship.org/uc/item/3s43w87r}}</ref>。臭化アインスタイニウム(III)(EsBr<sub>3</sub>)は、[[塩化アルミニウム|AlCl<sub>3</sub>タイプ]]の[[単斜晶系|単斜]]構造を持つ淡黄色の固体であり、アインスタイニウム原子は臭素が[[八面体形分子構造|八面体的]]に配位している（配位数6）<ref name=s62/><ref name=g1270/>。
アインスタイニウムの2価化合物は、3価ハロゲン化物を[[水素]]で還元することにより得られる<ref Name="ES_II">{{cite journal|url=http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/21/88/31/PDF/ajp-jphyscol197940C435.pdf|title=Preparation, characterization, and decay of einsteinium(II) in the solid state|journal=Le Journal de Physique|author=Peterson, J.R.|display-authors=etal|volume=40|issue=4|page=C4–111|date=1979|doi=10.1051/jphyscol:1979435|citeseerx=10.1.1.729.8671}} [http://www.osti.gov/energycitations/product.biblio.jsp?osti_id=6593662 manuscript draft]</ref>。
:2 EsX<sub>3</sub> + H<sub>2</sub> → 2 EsX<sub>2</sub> + 2 HX, X = F, Cl, Br, I
塩化アインスタイニウム(II)(EsCl<sub>2</sub>)<ref>Fellows, R.L.; Young, J.P.; Haire, R.G. and Peterson J.R. (1977) in: GJ McCarthy and JJ Rhyne (eds) ''The Rare Earths in Modern Science and Technology'', Plenum Press, New York, pp. 493–499.</ref>、臭化アインスタイニウム(II)(EsBr<sub>2</sub>)<ref>Young, J.P.; Haire R.G., Fellows, R.L.; Noe, M. and Peterson, J.R. (1976) "Spectroscopic and X-Ray Diffraction Studies of the Bromides of Californium-249 and Einsteinium-253", in: W. Müller and R. Lindner (eds.) ''Plutonium 1975'', North Holland, Amsterdam, pp. 227–234.</ref>、ヨウ化アインスタイニウム(II)(EsI<sub>2</sub>)<ref name = "YOUNG_1981" />は光吸収により生成され特徴づけられているが、構造に関する情報はまだ知られていない<ref name=s62/>。
既知のアインスタイニウムのオキシハロゲン化物にはEsOCl<ref name="YOUNG_1981"/>、EsOBr<ref name="ES_II"/>、EsOIがある<ref name="YOUNG_1981"/>。これらは水と対応するハロゲン化水素の蒸気混合物で三ハロゲン化物を処理することで合成される。例えばEsOClを得るためのEsCl<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O/HCl<ref name=s60>[[#Seaborg|Seaborg]], p. 60</ref>
===有機アインスタイニウム化合物===
アインスタイニウムの高い放射能は[[放射線療法]]での潜在的な用途があり、有機金属錯体はアインスタイニウム原子を体内の適切な臓器に届けるために合成されている。[[クエン酸]]アインスタイニウム（およびフェルミウム化合物）を犬に注射する実験が行われている<ref name=h1579/>。アインスタイニウム(III)もベータジケトン[[キレート]]錯体に組み込まれたが、これはランタノイドと類似の錯体が以前有機金属化合物の中で最も強いUV励起発光を示したためである。アインスタイニウム錯体を調製するとき、Es<sup>3+</sup>イオンはGd<sup>3+</sup>イオンで1000倍に希釈され、これにより測定に必要な20分間に化合物が崩壊しないように放射線による損傷を減らすことができた。結果生じたEs<sup>3+</sup>からの発光は非常に弱く、検出することができなかった。このことはキレートマトリックスからEs<sup>3+</sup>イオンへの効率的なエネルギー移動を妨げる化合物の個々の構成要素の好ましくない相対エネルギーにより説明された。他のアクチノイドのアメリシウム、バークリウム、およびフェルミウムについても同様の結論が出された<ref>{{cite journal|last1=Nugent|first1=Leonard J.|last2=Burnett|first2=J. L.|last3=Baybarz|first3=R. D.|last4=Werner|first4=George Knoll|last5=Tanner|first5=S. P.|last6=Tarrant|first6=J. R.|last7=Keller|first7=O. L.|title=Intramolecular energy transfer and sensitized luminescence in actinide(III) .beta.-diketone chelates|journal=The Journal of Physical Chemistry|volume=73|pages=1540–1549|date=1969|doi=10.1021/j100725a060|issue=5}}</ref>。
しかし、Es<sup>3+</sup>イオンの発光は無機塩酸溶液やジ(2-エチルヘキシル)オルトリン酸を含む有機溶液で観察された。これは約1064nm（約100nmの半値幅）に広いピークを示し、緑色光（波長約495nm）により共鳴的に励起される。発光の寿命は数マイクロ秒で量子収率は0.1%未満である。ランタノイドと比較してEs<sup>3+</sup>の非放射減衰率は比較的高く、f電子と内部Es<sup>3+</sup>電子の相互作用が強いことに関連していた<ref>{{cite journal|last1=Beitz|first1=J.|last2=Wester|first2=D.|last3=Williams|first3=C.|title=5f state interaction with inner coordination sphere ligands: Es<sup>3+</sup> ion fluorescence in aqueous and organic phases|journal=Journal of the Less Common Metals|volume=93|pages=331–338|date=1983|doi=10.1016/0022-5088(83)90178-9|issue=2}}</ref>。
==用途==
アインスタイニウムより上の[[超ウラン元素]]や[[超アクチノイド元素]]の生成を目的とした基礎科学研究以外では、アインスタイニウムの同位体はほとんど使用されていない<ref>[http://education.jlab.org/itselemental/ele099.html It's Elemental – The Element Einsteinium]. Retrieved 2 December 2007.</ref>。
1955年、[[メンデレビウム]]はバークレー研究所の60インチサイクロトロンで<sup>253</sup>Esの約10<sup>9</sup>個の原子からなるターゲットを照射することで合成された。結果生じる<sup>253</sup>Es(α,n)<sup>256</sup>Md反応により原子番号101の新たな元素の原子が17個生成された<ref name=discovery>{{cite journal|doi=10.1103/PhysRev.98.1518|url=https://books.google.com/books?id=e53sNAOXrdMC&pg=PA101|isbn=978-981-02-1440-1|title=New Element Mendelevium, Atomic Number 101|date=1955|last1=Ghiorso|first1=A.|last2=Harvey|first2=B.|last3=Choppin|first3=G.|last4=Thompson|first4=S.|last5=Seaborg|first5=G.|journal=Physical Review|volume=98|pages=1518–1519|issue=5|bibcode = 1955PhRv...98.1518G }}</ref>。
希少な同位体[[アインスタイニウム254]]は質量が大きく、半減期が270日と比較的長く、数マイクログラムと多くの量を手に入れられることから[[超重元素]]を生成するのに好まれている<ref>{{cite journal|last1=Schadel|first1=M.|last2=Bruchle|first2=W.|last3=Brugger|first3=M.|last4=Gaggeler |first4=H.|last5=Moody|first5=K.|last6=Schardt|first6=D.|last7=Summerer|first7=K.|last8=Hulet|first8=E.|last9=Dougan|first9=A.|first10=R. |last10=Dougan|first11=J. |last11=Landrum|first12=R. |last12=Lougheed|first13=J. |last13=Wild|first14=G. |last14=O'Kelley|first15=R. |last15=Hahn
|title=Heavy isotope production by multinucleon transfer reactions with <sup>254</sup>Es|journal=Journal of the Less Common Metals|volume=122|pages=411–417|date=1986|doi=10.1016/0022-5088(86)90435-2|url=https://zenodo.org/record/1253958}}</ref>。アインスタイニウム254は1985年にカリフォルニア州バークレーにあるsuperHILAC[[線形加速器]]で行われた[[カルシウム48]]イオンを衝突させることにより[[ウンウンエンニウム]]（元素119）の合成する試みのターゲットとして使用された。原子は確認されず、この反応の断面積の上限は300[[バーン (単位)|ナノバーン]]に設定された<ref>{{cite journal|title=Search for superheavy elements using <sup>48</sup>Ca + <sup>254</sup>Es<sup>g</sup> reaction|author=Lougheed, R. W.|author2=Landrum, J. H.|author3=Hulet, E. K.|author4=Wild, J. F.|author5=Dougan, R. J.|author6=Dougan, A. D.|author7=Gäggeler, H.|author8=Schädel, M.|author9=Moody, K. J.|author10=Gregorich, K. E.|author11=Seaborg, G. T.|last-author-amp=yes|journal=Physical Review C|date=1985|pages=1760–1763|doi=10.1103/PhysRevC.32.1760|pmid=9953034|volume=32|issue=5|bibcode = 1985PhRvC..32.1760L }}</ref>。
:<chem>{^{254}_{99}Es} + {^{48}_{20}Ca} -> {^{302}_{119}Uue^\ast} -> no\ atoms</chem>
アインスタイニウム254は月探査機[[サーベイヤー5号]]の化学分析分光計（「アルファ散乱表面分析器」）の較正マーカーとして使用された。この同位体の大きな質量により、マーカーからの信号と月面で調査された軽い元素の間のスペクトルの重なりが減少した<ref>{{cite journal|doi=10.1126/science.158.3801.635|title=Chemical Analysis of the Moon at the Surveyor V Landing Site|date=1967|last1=Turkevich|first1=A. L.|last2=Franzgrote|first2=E. J.|last3=Patterson|first3=J. H.|journal=Science|volume=158|issue=3801|pages=635–637|pmid=17732956|bibcode = 1967Sci...158..635T }}</ref>。
==安全性==
入手できるアインスタイニウムの毒性データのほとんどは動物の研究に基づいている。ラットが摂取すると血流にとどまるのは約0.01%だけである。血流から約65%は骨に行き、およそ50年間そこに残る。25%は肺に行き（生物学的半減期は約20年であるがこれはアインスタイニウムの同位体の短い半減期とは無関係である）、0.035%が睾丸にまたは0.01%が卵巣に行きアインスタイニウムがずっと留まる。摂取量の約10%は排泄される。骨表面におけるアインスタイニウムの分布は均一であり、プルトニウムの分布と同様である<ref>{{cite book|author=International Commission on Radiological Protection|title=Limits for intakes of radionuclides by workers, Part 4|issue=4|volume=19|url=https://books.google.com/books?id=WTxcCV4w0VEC&pg=PA18|isbn=978-0-08-036886-3|publisher=Elsevier Health Sciences|date=1988|pages=18–19}}</ref>。
== 出典 ==
{{Reflist|30em}}
==関連文献==
* {{cite book|ref=Greenwood|author=Greenwood, Norman N.|author2=Earnshaw, Alan |date=1997|title=Chemistry of the Elements |edition=2nd |publisher=Butterworth–Heinemann|isbn=978-0080379418}}
* {{cite book|first = Richard G.|last = Haire|ref = Haire|contribution = Einsteinium|title = The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements|editor1-first = Lester R.|editor1-last = Morss|editor2-first = Norman M.|editor2-last = Edelstein|editor3-first = Jean|editor3-last = Fuger|edition = 3rd|date = 2006|volume = 3|publisher = Springer|location = Dordrecht, the Netherlands|pages = 1577–1620|url = http://radchem.nevada.edu/classes/rdch710/files/einsteinium.pdf|doi = 10.1007/1-4020-3598-5_12|url-status = dead|archiveurl = https://web.archive.org/web/20100717154427/http://radchem.nevada.edu/classes/rdch710/files/einsteinium.pdf|archivedate = 2010-07-17|isbn = 978-1-4020-3555-5}}
* {{cite book|ref=Holleman|author=Holleman, Arnold F.|author2=Wiberg, Nils|last-author-amp=yes |title=Textbook of Inorganic Chemistry|edition=102nd |publisher=de Gruyter|place= Berlin |date=2007|isbn=978-3-11-017770-1}}
*{{cite book|ref=Seaborg|editor= Seaborg, G.T. |url=http://www.escholarship.org/uc/item/92g2p7cd.pdf |title=Proceedings of the Symposium Commemorating the 25th Anniversary of Elements 99 and 100|date=23 January 1978|publisher=Report LBL-7701}}
==外部リンク==
{{Commons|Einsteinium}}
{{wiktionary|einsteinium}}
* [http://www.periodicvideos.com/videos/099.htm Einsteinium] at ''[[The Periodic Table of Videos]]'' (University of Nottingham)
* [https://books.google.com/books?id=cgqNoNWLGBMC&pg=PA311 Age-related factors in radionuclide metabolism and dosimetry: Proceedings] – contains several health related studies of einsteinium
{{Commons|Einsteinium}}
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