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鿬
(117號元素)
鎖定
- 中文名
- 鿬
- 外文名
- Tennessine
- 化學式
- Ts
- 分子量
- 294
- CAS登錄號
- 54101-14-3
- 熔 點
- 573K-773K(預測)
- 沸 點
- 823K(預測)
- 水溶性
- 不強
- 外 觀
- 銀白色或灰色
鿬理化性質
系列: 鹵素
顏色及外表 :銀白色或灰色
原子量:[291]
價電子排布可能為:[Rn]5f146d107s27p5
電子在每能級的排布: 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7
原子序數:117
核內中子數:174
[5]
核內質子數:117
核外電子數:117
核電荷數:117
所屬週期:7
鿬發現歷程
化學元素是具有相同核電荷數(即質子數)的同一類原子的總稱。序號在92以後的重元素在自然界中難以穩定存在,104號及以後的元素被稱為超重元素,壽命更加短暫,迄今所有的超重元素均為人工合成。不過按照已提出幾十年的“穩定島”理論,隨着新合成的元素越來越重,它們會變得更加穩定,存在壽命也隨之延長。
[6]
2010年,總部位於俄羅斯首都莫斯科郊外的杜布納聯合核研究所成功合成了117號新元素——在實驗室人工創造的最新的超重元素。一篇描述了這一新發現論文已經被《物理評論快報》接受發表。新元素尚未被命名,放入元素週期表的116號元素和118號元素之間的位置,這兩者都已經被發現。這種超重元素通常是具有非常強的放射性,並且幾乎立即會發生衰變。但是,許多研究人員認為甚至更重的元素也可能佔據一個可以讓超重原子堅持了一段時間“穩定島”。新的工作進一步支撐了一觀點。對新元素的進行放射性衰變分析後,尤里的研究小組在新的論文中寫道:“為預測超重元素‘穩定島’的存在提供了試驗驗證”。由俄羅斯杜布納的聯合核研究所的尤里領導的研究小組報告稱用含有97個質子和152個中子的錇249轟擊鈣Ca48——一種有20個質子和28箇中子組成的Ca40的同位素。撞擊會生成兩種擁有117個質子的同位素,其中一種核素有176箇中子,而另一種核素有177箇中子。
[5]
2012年,俄羅斯科研小組再次成功合成117號元素,從而為117號元素正式加入元素週期表掃清了障礙。雖然2010年就首次成功合成了117號元素,然而國際理論與應用化學聯合會(IUPAC)要求杜布納聯合核研究所再次合成該元素,之後他們才能正式批准將它加入元素週期表。杜布納聯合核研究所的一名高級負責人説,研究小組已經成功完成了驗證工作,並向IUPAC正式提交117號元素的登記申請;如果順利,117號元素將會在一年內被命名,並歸入元素週期表。據悉,杜布納聯合核研究所使用粒子迴旋加速器,用由20個質子和28箇中子組成的鈣48原子,轟擊含有97個質子和152箇中子的錇249原子,生成了6個擁有117個質子的新原子,其中的5個原子有176箇中子,另一個原子有177箇中子。
[7]
2014年5月2日,一個國際科研小組説,他們利用新實驗成功證實了117號元素的存在,這一成果使得該超重元素向正式加入元素週期表更近了一步。
最新實驗在德國亥姆霍茲重離子研究中心進行,歐洲、美國、印度、澳大利亞和日本等多國研究人員參與。他們在粒子加速器中,用鈣離子轟擊放射性元素錇,成功生成117號元素。117號元素很快又衰變成115號元素和113號元素。
這一成果發表在新一期《物理學評論通訊》上。研究人員接下來將把成果提交給國際純粹與應用化學聯合會審核,該聯合會將會決定是否還需進一步驗證。如果審核通過,該聯合會還將決定哪個機構擁有117號元素的命名建議權。
官方同意用“Tennessine”為117號元素命名還有一個原因,該元素在週期表中屬於鹵族元素,鹵族元素在週期表中的英文名稱都是以-ine結尾,比如氟為“Fluorine”、氯為“Chlorine”,這樣可保持鹵族元素名稱的一致性。
田納西州州長比爾·哈斯拉姆和ORNL主任託姆·梅森分別發表聲明。梅森表示,田納西出現在元素週期表中證明了田納西州在國際科學界的地位。哈斯拉姆代表所有田納西州人民對獲得這一榮耀表示感謝。
鿬名稱由來
原子序數為117的元素命名為以“田納西州”英文地名拼寫為開頭的Tennessine(縮寫Ts),中文漢字為“鿬”。IUPAC給予的暫時名稱為Ununseptium。
國際化學協會(IUPAC) 最終確定117號元素由美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室和俄羅斯布納(Dubha)聯合核研究所的科學家共同合成
[1-3]
。117號元素命名為以“田納西州”英文地名拼寫為開頭Tennessine的(縮寫Ts)。
2017年1月15日,全國科學技術名詞審定委員會聯合國家語言文字工作委員會組織化學、物理學、語言學界專家召開了113號、115 號、117號、118號元素中文定名會,確認了117號元素中文名稱。
[4]
2017年5月9日,中國科學院、國家語言文字工作委員會、全國科學技術名詞審定委員會在北京聯合舉行新聞發佈會,正式發佈113號、115號、117號、118號元素的中文名稱,其中,117號元素定名為“鿬”,定音為“tián”。
[9]
鿬反應實驗
117號元素作為一種超重元素在自然界中並不存在,是科學家們通過鈣-48原子轟擊同位素錇-249人工合成的,而合成所需的錇-249,全世界只有ORNL的高通量同位素反應堆能夠生成。ORNL為俄羅斯杜布納聯合核研究所提供了22毫克錇-249,經過6個月實驗最後生成了6個鿬原子並獲得了證實。
進行
位於杜布納的科學家正在研究²⁴⁹Bk +⁴⁸Ca核反應,以更多瞭解Nh的化學性質。
最新實驗在德國亥姆霍茲重離子研究中心進行,歐洲、美國、印度、澳大利亞和日本等多國研究人員參與。他們在粒子加速器中,用鈣離子轟擊放射性元素錇,成功生成117號元素。117號元素很快又衰變成115號元素和113號元素。
[8]
未來實驗
曾發現鎶元素,位於德國達姆施塔特重離子研究所(GSI)的團隊,已開始進行合成Ts的實驗。GSI表示如果他們無法從美國取得Bk的話,會轉而研究²⁴⁴Pu(⁵¹V,xn)反應,或²⁴³Am(⁵⁰Ti,xn)。
核合成
下表列出能達到原子序117複核的目標、發射體組合。
目標 | 發射體 | CN | 結果 |
---|---|---|---|
²⁰⁸Pb | ⁸¹Br | ²⁸⁹Ts | 尚未嘗試 |
²³²Th | ⁵⁹Co | ²⁹¹Ts | 尚未嘗試 |
²³⁸U | ⁵⁵Mn | ²⁹³Ts | 尚未嘗試 |
²³⁷Np | ⁵⁴Cr | ²⁹¹Ts | 尚未嘗試 |
²⁴⁴Pu | ⁵¹V | ²⁹⁵Ts | 尚未嘗試 |
²⁴³Am | ⁵⁰Ti | ²⁹³Ts | 尚未嘗試 |
²⁴⁸Cm | ⁴⁵Sc | ²⁹³Ts | 尚未嘗試 |
²⁴⁹Bk | ⁴⁸Ca | ²⁹⁷Ts | 反應成功 |
²⁵²Cf | ⁴¹K | ²⁹³Ts | 尚未嘗試 |
2009年7月至2010年2月,聯合核研究所(JINR)進行了歷時7個月的實驗,使用了以上的反應試圖合成Ts。截面的數量級預測為2pb。蒸發殘留物²⁹³Ts及²⁹⁴Ts估計會有較長的衰變鏈,一直衰變到𨧀或鐒。
該團隊於2010年4月發佈了一篇科學文章,(最初的結果於2010年1月公佈)表示一共探測到6個原子,其中有一個Uut和五個Uus原子。前者衰變時連續發放6顆α粒子,最終變為同位素²⁷⁰Db,再進行自發裂變。後者衰變時只發放3顆α粒子,變為²⁸¹Rg,再進行自發裂變。這個反應在兩個激發能下進行:35 MeV(2×10顆粒子)及39 MeV(2.4×10顆粒子)。最初的衰變量據在聯合核研究所的網站上以演示形式發佈。
同位素 | 發現年份 | 所用反應 |
---|---|---|
²⁹⁴Ts | 2009年 | Bk(Ca,3n) |
²⁹³Ts | 2009年 | Bk(Ca,4n) |
理論計算
下表列出能產生Uus原子核的各種目標、發射體組合。
目標 | 發射體 | 通道(產物) | 最大截面 | 模型 |
---|---|---|---|---|
²⁰⁹Bi | ⁸²Se | 1n (²⁹⁰Ts) | 15 fb | 雙核系統 |
²⁰⁹Bi | ⁷⁹Se | 1n (²⁸⁷Ts) | 0.2 pb | 雙核系統 |
²³²Th | ⁵⁹Co | 2n (²⁸⁹Ts) | 0.1 pb | 雙核系統 |
²³⁸U | ⁵⁵Mn | 2-3n (²⁹⁰-²⁹¹Ts) | 70 fb | 雙核系統 |
²⁴⁴Pu | ⁵¹V | 3n (²⁹²Ts) | 0.6 pb | 雙核系統 |
²⁴⁸Cm | ⁴⁵Sc | 4n (²⁸⁹Ts) | 2.9 pb | 雙核系統 |
²⁵⁰Cm | ⁴⁵Sc | 4n (²⁹¹Ts) | 1 pb | 雙核系統 |
²⁴⁹Bk | ⁴⁸Ca | 3n (²⁹⁴Ts) | 2.1 pb; 3 pb | 雙核系統 |
²⁴⁷Bk | ⁴⁸Ca | 3n (²⁹²Ts) | 0.8, 0.9 pb | 雙核系統 |
- 參考資料
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- 1. 117號元素 .皇家化學協會官網[引用日期2016-12-09]
- 2. It’s Elementary: Berkeley Can Bask in the Glow as More Elements Hit Periodic Table By Glen Martin .美國加州大學伯克利分校官網[引用日期2016-12-09]
- 3. Lawrence Livermore credited with discovery of elements 115, 117 and 118 .LLNL官網[引用日期2016-12-09]
- 4. 全國科技名詞委聯合國家語言文字工作委員會召開113號、115號、117號、118號元素中文定名會 .全國科學技術名詞審定委員會.2017-02-15[引用日期2017-02-16]
- 5. 俄科學家成功合成117號新元素 具有極強放射性 .網易新聞.2010-04-07[引用日期2012-06-26]
- 6. 科學家確認117號元素 .新華網.2014-5-03[引用日期2014-06-21]
- 7. 俄科學家成功驗證第117號元素 將列入週期表 .新浪科技.2012年06月26日 15:28[引用日期2012-06-26]
- 8. 粒子加速器中“轟”出117號元素 .新浪網[引用日期2016-06-12]
- 9. 【中國青年報】4個元素中文名正式發佈 .中國科學院.2017-05-10[引用日期2022-07-27]