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鉝

一月 13, 2023

注意：本页面含有Unihan新版汉字：「鿔、鿬、𫓧、𫟷」。有关字符可能會错误显示，詳见Unicode扩展汉字。

鉝[5][6]（拼音：lì，注音：ㄌ丨ˋ，音同「立」；英語：Livermorium），是一種人工合成的化學元素，其化學符號为Lv，原子序數为116。鉝是一種放射性極強的超重元素，所有同位素的半衰期都極短，極為不穩定，其最長壽的已知同位素為鉝-293，半衰期僅約60毫秒。鉝不出現在自然界中，只能在實驗室內以粒子加速器人工合成。至今約有30個鉝原子被探測到，其中一些為直接合成的，其餘則是鿫的衰變產物。

鉝   116Lv
氫（非金屬） 氦（惰性氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體）
鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體）
釙
↑
鉝
↓
(Uhh)
镆 ← 鉝 → 鿬
概況
名稱·符號·序數鉝（Livermorium）·Lv·116
元素類別未知
可能為貧金屬
族·週期·區16 ·7·p
標準原子質量[293]
电子排布[Rn] 5f14 6d10 7s2 7p4
（預測[1]）
2, 8, 18, 32, 32, 18, 6
（預測）
歷史
發現聯合核研究所及勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（2000年）
命名劳伦斯利弗莫尔国家实验室[2]
物理性質
物態固體（預測）
密度（接近室温）
12.9（預測）[1] g·cm−3
汽化热42(预测)[3] kJ·mol−1
蒸氣壓
原子性質
氧化态2, 4（預測）[1]
电离能第一：723.6（預測）[1] kJ·mol−1

第二：1330（预测）[3] kJ·mol−1

第三：2850（预测）[3] kJ·mol−1
原子半径183(预测)[3] pm
共价半径175（預測）[4] pm
雜項
CAS号54100-71-9
最穩定同位素
主条目：鉝的同位素
同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰變
方式 能量（MeV） 產物
293Lv syn 61 ms α 10.54 289Fl
292Lv syn 18 ms α 10.66 288Fl
291Lv syn 18 ms α 10.74 287Fl
290Lv syn 7.1 ms α 10.84 286Fl

鉝元素是以美國的勞倫斯利佛摩國家實驗室（英語：Lawrence Livermore National Laboratory）命名，該實驗室與俄羅斯杜布納的杜布納聯合原子核研究所合作，在西元2000至2006年之間的實驗中發現了此元素。該實驗室的名稱中包含了它所在的城市之名，即加利福尼亞州的利佛摩；而該城市是以農場主兼地主羅伯特·利佛摩（英语：Robert Livermore）（英語：Robert Livermore）所命名。此元素的名稱在西元2012年5月30日被IUPAC採用。[2]

在元素週期表中，鉝是位於p區的錒系後元素，屬於第7週期、第16族（氧族），是已知最重的氧族成員。由於沒有足夠穩定的同位素，因此目前未能通過化學實驗來驗證鉝是否為同族的釙的化學同系物。根據計算，鉝的一些性質與其同族的較輕元素（氧、硫、硒、碲、釙）相近，且屬於後過渡金屬，儘管計算也顯示鉝的某些性質可能和同族元素有較大差異。

概述

此节转录于最重元素概论。 (编辑 | 历史)
参见：超重元素 § 概论
 
核聚变反应的图示。两个原子核融合成一个，并发射出一个中子。在这一刻，这个反应和用来创造新元素的反应是相似的，唯一可能的区别是它有时会释放几个中子，或者根本不释放中子。
外部视频链接
  基于澳大利亚国立大学的计算，核聚变未成功的可视化[7]

超重元素[a]的原子核是在两个不同大小的原子核[b]的聚变中产生的。粗略地说，两个原子核的质量之差越大，两者发生反应的可能性就越大。[13]由较重原子核组成的物质会作為靶子，被较轻原子核的粒子束轰击。两个原子核只能在距离足够近的时候，才能聚变成一个原子核。原子核（全部都有正电荷）会因为静电排斥而相互排斥，所以只有两个原子核的距离足够短时，强核力才能克服这个排斥力并发生聚变。粒子束因此被粒子加速器大大加速，以使这种排斥力与粒子束的速度相比变得微不足道。[14]不过，只是靠得足够近不足以使两个原子核聚变：当两个原子核逼近彼此时，它们通常会在一起约10−20秒后裂变（产物不需要和反应物相同），而非形成单独的原子核。[14][15]如果聚变发生了，两个原子核产生的一个原子核会处于激发态[16]，被称为复合原子核（英语：compound nucleus），非常不稳定。[14]为了达到更稳定的状态，这个暂时存在的原子核可能会直接核裂变，[17]或是放出一些带走激发能量的中子。如果这些激发能量不足以使中子被放出，复合原子核就会放出γ射线。这个过程会在原子核碰撞后的10−16秒发生，并创造出更稳定的原子核。[17]联合工作团队（英语：IUPAC/IUPAP Joint Working Party）（JWP）定义，化学元素的原子核只有10−14秒内不进行放射性衰变，才能被识别出来，这个值大约是原子核得到它的外层电子，显示其化学性质所需的时间。[18][c]

粒子束穿过目标后，会到达下一个腔室——分离室。如果反应产生了新的原子核，它就会被这个粒子束携带。[20]在分离室中，新产生的原子核会从其它核素（原本的粒子束和其它反应产物）中分离，[d]并转移到半导体探测器（英语：Semiconductor detector）中，在这里停止原子核。这时标记撞击探测器的确切位置、能量和到达时间。[20]这个转移需要10−6秒的时间，意即这个原子核需要存活这么长的时间才能被检测到。[23]衰变被记录后，这个原子核被再次记录，并测量位置、衰变能量和衰变时间。[20]

原子核的稳定性源自于强核力，但强核力的作用距离很短，随着原子核越来越大，强核力对最外层的核子（质子和中子）的影响减弱。同时，原子核会被质子之间，范围不受限制的静电排斥力撕裂。[24]超重元素[25]的主要衰变方式——α衰变和自发裂变都是这种排斥引起的。[e]α衰变由发射出去的α粒子记录，在实际衰变之前很容易确定衰变产物。如果这样的衰变或一系列连续衰变产生了一个已知的原子核，则可以很容易地确定反应的原始产物。[f]（衰变链中的所有衰变都必须在同一个地方发生。）[20] 已知的原子核可以通过它经历的衰变的特定特征来识别，例如衰变能量（或更具体地说，发射粒子的动能）。[g]然而，自发裂变会产生各种分裂产物，因此无法从其分裂产物确定原始核素。[h]

嘗試合成超重元素的物理学家可以获得的信息是探测器收集到的信息：粒子到达探测器的位置、能量和时间，以及粒子衰变的信息。物理学家分析这些数据并试图得出结论，確認它确实是由新元素引起的，而非由不同的核素引起的。如果提供的数据不足以得出创造出来的核素确实是新元素的结论，并且对观察到的影响没有其他解释，就可能在解释数据时出现错误。[i]

歷史

失敗的合成嘗試

對116號元素的第一次搜尋，是由Ken Hulet與他的團隊在西元1977年於勞倫斯利佛摩國家實驗室（LLNL）執行，他們利用了248Cm與48Ca的反應，但當時偵測不到任何鉝原子。[37] 西元1978年，尤里·奧加涅相與他的團隊也在杜布納聯合原子核研究所的Flerov Laboratory of Nuclear Reactions (FLNR)嘗試做該反應，但也沒有成功。西元1985年，柏克萊與Peter Armbruster在GSI的團隊合作實驗，實驗結果也是否定的，該次實驗中計算出的截面極限是10–100皮靶。然而，在杜布納，與48Ca有關的反應持續在進行（48Ca已被證明在用natPb+48Ca的反應合成鍩的實驗中很有用）。西元1989年，超重元素分離器被開發出來。西元1990年，開始了靶材料的尋找及與LLNL的合作。西元1996年，開始生產更高強度的48Ca粒子束。西元1990年代，完成了靈敏度高出3個數量級的長期實驗的準備。這些工作直接導致了有錒系元素靶與48Ca的反應中，元素112至118的新同位素的產生，也導致了元素週期表中最重的五個元素（鈇、鏌、鉝、鿬、鿫）的發現。[38]

西元1995年，Sigurd Hofmann（英语：Sigurd Hofmann）領導的國際團隊在德國達姆施塔特的Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) 嘗試合成116號元素。他們執行鉛-208的靶與硒-82的入射粒子之間的輻射捕獲反應。在反應之中，複合核以純粹的伽馬發射（不發射中子）而去激發。此反應並無偵測到116號元素的原子。[39]

發現

2000年7月19日，位於俄羅斯杜布納聯合核研究所（JINR）的科學家使用48Ca離子撞擊248Cm目標，探測到鉝原子的一次α衰變，能量為10.54 MeV。結果於2000年12月發佈。[40]由於292Lv的衰變產物和已知的288Fl關聯，因此這次衰變起初被認為源自292Lv。然而其後科學家把288Fl更正為289Fl，所以衰變來源292Lv也順應更改到293Lv。他們於2001年4至5月進行了第二次實驗，再發現兩個鉝原子。[41]

 

在同樣的實驗裏，研究人員探測到鈇的衰變，並將此次衰變活動指定到289Fl。[41]在重複進行相同的實驗後，他們並沒有觀測到該衰變反應。這可能是來自鉝的同核異能素293bLv的衰變，或是293aLv的一條較罕見的衰變支鏈。這須進行進一步研究才能確認。

研究團隊在2005年4月至5月重複進行實驗，並探測到8個鉝原子。衰變數據證實所發現的同位素是293Lv。同時他們也通過4n通道第一次觀測到292Lv。[42]

2009年5月，聯合工作組在報告中指明，發現了的鎶同位素包括283Cn。[43]283Cn是291Lv的衰變產物，因此該報告意味著291Lv也被正式發現（見下）。

2011年6月11日，IUPAC證實了鉝的存在。[44]

命名

原文名稱

鉝的原文名稱Livermorium（Lv），是IUPAC在2012年5月30日正式命名的[45]。之前IUPAC根据系統命名法将之命名为Ununhexium（Uuh）[46]。科學家通常稱之為“元素116”（或E116）。

此前鉝被提議以俄羅斯莫斯科州（Moscow Oblast）名为Moscovium，但由于元素114和116是俄罗斯和美国劳伦斯利福摩尔国家实验室研究人员合作的产物，而元素114已经根据俄罗斯的要求命名，因此元素116最后以实验室所在地美国利弗莫尔市（Livermore）命名为Livermorium（Lv）[47][48]。

中文名稱

2012年6月2日，中华民国國家教育研究院的化學名詞審譯委員會將此元素暫譯為鉝。[5][6] 2013年7月，中華人民共和國全國科學技術名詞審定委員會通過以𫟷（读音同「立」）為中文定名。[6]

目前及未來的實驗

位於杜布納的團隊表示有意利用244Pu和50Ti的核反應合成鉝。通過這項實驗，他們可以研究是否可能以原子序大於20的發射體來合成原子序大於118的超重元素。雖然原定計劃在2008年進行，但這項實驗至今仍未開始。[49]

研究團隊也有計劃使用不同發射體能量來重複248Cm反應，以進一步了解2n通道，從而發現新的同位素294Lv。另外，他們計劃在未來完成4n通道產物292Lv的激發函數，並估量N=184核殼層對產生蒸發殘留物的穩定效應。

同位素與核特性

主条目：鉝的同位素

目前已知的鉝同位素共有4個，質量數介於290-293之間，全部都具有極高的放射性，半衰期極短，極為不穩定，且愈重的同位素穩定性愈高，因為它們更接近穩定島的中心，其中最長壽的同位素為鉝-293，半衰期為53毫秒，也是目前發現最重的鉝同位素。此外，未經證實的更重同位素鉝-294可能也具有較長的半衰期，約為54毫秒。[50]

核合成

能產生Z=116复核的目標、發射體組合

下表列出各種可用以產生116號元素的目標、發射體組合。

目標 發射體 CN 結果
208Pb 82Se 290Lv 至今失敗
232Th 58Fe 290Lv 尚未嘗試
238U 54Cr 292Lv 至今失敗
244Pu 50Ti 294Lv 尚未嘗試
250Cm 48Ca 298Lv 尚未嘗試
248Cm 48Ca 296Lv 反應成功
246Cm 48Ca 294Lv 尚未嘗試
245Cm 48Ca 293Lv 反應成功
249Cf 40Ar 289Lv 尚未嘗試

冷聚變

208Pb(82Se,xn)290−xLv

1998年，重離子研究所嘗試了輻射俘獲產物（x=0）以合成290Lv。他們限制截面為4.8 pb，並未發現任何原子。

熱聚變

238U(54Cr,xn)292−xLv

有粗略的證據顯示重離子研究所在2006年曾經嘗試過這個反應。他們沒有發布實驗結果，表示很可能並沒有發現任何原子。[51]

248Cm(48Ca,xn)296−xLv (x=3,4)

1977年Ken Hulet和他的團隊在勞倫斯利福摩爾國家實驗室首次進行合成鉝的實驗。他們並未發現任何鉝原子。[52]尤里·奥加涅相和他的團隊在Flerov核反應實驗室之後在1978年嘗試了這個反應，但最終失敗。1985年，伯克利實驗室和在重離子研究所的Peter Armbruster（英语：Peter Armbruster）團隊進行了實驗，結果依然是失敗的，計算出來的截面限度為10至100 pb。[53]

2000年，杜布納的俄羅斯科學家終於成功探測到一個鉝原子，指向到同位素292Lv。[40]2001年，他們重複了這一個反應，再次合成了2個原子，驗證了此前的實驗結果。另外也不確定地探測到一個293Lv原子，因為其首次α衰變違背探測到。[41]2004年4月，團隊又再使用較高能量重複實驗，並發現了一條新的衰變鏈，指向到292Lv。根據這個發現，原先的數據就被重新指向到293Lv。不確定的衰變鏈因此可能是這個同位素的稀有的一條分支。這個反應另外有產生了2個293Lv原子。[42]

245Cm(48Ca,xn)293−x116 (x=2,3)

為了找出合成出的鉝同位素的原子量，在2003年3月至5月期間杜布納的團隊用48Ca離子撞擊245Cm目標。他們觀察到了兩個新的同位素：291Lv和290Lv。[54]這個實驗在2005年2月至3月成功重複進行，其中合成了10個原子，其衰變數據與2003年實驗報告中的相符。[55]

作為衰變產物

鉝也在鿫的衰變中被探測到。2006年10月，在一個用48Ca離子撞擊249Cf的實驗中，3個鿫原子被發現，並迅速衰變成鉝。[55]

觀察到290Lv，意味著成功合成了294鿫，也證明了成功合成元素鿫。

原子量為116的复核的裂變

位於杜布納的Flerov核反應實驗室在2000至2006年進行了一系列的實驗，研究296,294,290Lv复核的裂變特性。實驗使用了4條核反應：248Cm+48Ca、246Cm+48Ca、244Pu+50Ti和232Th+58Fe。結果反映了這種原子核裂變的方式主要為放出閉殼原子核，如132Sn (Z=50, N=82)。另一發現為，使用48Ca和58Fe發射體的聚變裂變路徑產量相似，說明在未來合成超重元素時，可以使用58Fe發射體。另外，比較使用48Ca和50Ti發射體合成294Lv的實驗，如果用50Ti，聚變裂變產量約少3倍，表示未來能用於合成超重元素。[56]

撤回的同位素

289Lv

1999年，勞倫斯伯克利國家實驗室在《物理評論快報》中宣布成功合成293Og（見Og）。[57]所指的同位素289Lv經過了11.63 MeV能量的α衰變，半衰期為0.64 ms。翌年，他們宣布撤回此前的發現，因為其他研究人員未能複製實驗結果。[58]2002年6月，實驗室主任公佈，原先這兩個元素的發現結果是建立在维克托･尼诺夫（英语：Victor Ninov）編造的實驗數據上的。

同位素發現時序

同位素 發現年份 核反應
290Lv 2002年 249Cf(48Ca,3n)[59]
291Lv 2003年 245Cm(48Ca,2n)[54]
292Lv 2004年 248Cm(48Ca,4n)[42]
293Lv 2000年 248Cm(48Ca,3n)[40]

同位素產量

熱聚變

下表列出直接合成鉝的熱聚變核反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。

發射體 目標 CN 2n 3n 4n 5n
48Ca 248Cm 296Lv 1.1 pb, 38.9 MeV[42] 3.3 pb, 38.9 MeV [42]
48Ca 245Cm 293Lv 0.9 pb, 33.0 MeV[54] 3.7 pb, 37.9 MeV [54]

理論計算

衰變特性

利用量子穿隧模型的理論計算支持合成293,292Lv的實驗數據。[60][61]

蒸發殘留物截面

下表列出各種目標-發射體組合，並給出最高的預計產量。

DNS = 雙核系統； σ = 截面

目標 發射體 CN 通道（產物） σmax 模型 參考資料
208Pb 82Se 290Lv 1n (289Lv) 0.1 pb DNS [62]
208Pb 79Se 287Lv 1n (286Lv) 0.5 pb DNS [62]
238U 54Cr 292Lv 2n (290Lv) 0.1 pb DNS [63]
250Cm 48Ca 298Lv 4n (294Lv) 5 pb DNS [63]
248Cm 48Ca 296Lv 4n (292Lv) 2 pb DNS [63]
247Cm 48Ca 295Lv 3n (292Lv) 3 pb DNS [63]
245Cm 48Ca 293Lv 3n (290Lv) 1.5 pb DNS [63]

化學屬性

由於鉝的生產極為昂貴且每次的產量皆極少，產出的鉝又會在極短時間內發生衰變，因此目前除了核特性外，尚未利用實驗測量過任何鉝或其化合物的化學屬性，只能通過理論來預測。

推算的化學屬性

氧化態

鉝預計為7p系非金屬的第4個元素，並是元素週期表中16族（VIA）最重的成員，位於釙之下。尽管它是7p系元素中理论研究最少的，它的化学性质预测类似钋。[3]這一族的氧化態為+VI，缺少d軌域，无法超越八隅体的氧除外。氧的最高氧化态只到 +2 ，存在于OF2（理论上存在的三氟𨦡的氧化态为 +4）硫、硒、碲及釙的氧化態都是+IV，穩定性由S(IV)和Se(IV)的還原性到Po(IV)的氧化性。Te(IV)是碲最穩定的氧化態。这表明了相对论效应，尤其是惰性电子对效应对元素性质的影响越来越大。因此，随着元素周期表中氧族元素的下降，较高氧化态的稳定性也跟着下降。 [64]因此，鉝應有不稳定，有氧化性的+IV態，以及最穩定的+II態。同族其他元素亦能產生−II態，如氧化物、硫化物、硒化物、碲化物和釙化物。鉝的+2氧化态应该与铍和镁一样容易形成， 而+4氧化态只有在和电负性极高的基团反应才能得到，例如四氟化鉝 (LvF4)。[1]鉝的 +6 氧化态应该不存在，因为7s轨道非常稳定，使得鉝可能只有四颗价电子。[3] 较轻的氧族元素可以形成−2氧化态，存在于氧化物、硫化物、硒化物、碲化物和钋化物中。由于鉝的 7p3/2 壳层变得不稳定，它的−2氧化态会非常不稳定。这使得鉝应该只能形成阳离子，[1]尽管与钋相比，鉝更大的壳层和能量分裂会使得Lv2-的不稳定程度略低于预期。 [64]

化學特性

鉝的化學特性能從釙的特性推算出來。因此，它應在氧化後產生二氧化鉝（LvO2）。三氧化鉝（LvO3）也有可能產生，但可能性較低。在氧化鉝（LvO）中，鉝會展現出+II氧化態的穩定性。氟化後它可能會產生四氟化鉝（LvF4）和/或二氟化鉝（LvF2）。氯化和溴化後會產生二氯化鉝（LvCl2）和二溴化鉝（LvBr2）。碘對其氧化後一定不會產生比二碘化鉝（LvI2）更重的化合物，甚至可能完全不發生反應。[來源請求]

氢化鉝 (LvH2) 将会是最重的氧族元素氢化物，也是H2O、H2S、H2Se、H2Te和PoH2)的同系物。钋化氢比大部分金属氢化物共价，因为钋介于金属和类金属之间，还有一些非金属的性质。它的性质介于卤化氢，像是氯化氢（HCl）和金属氢化物，像是甲锡烷 (SnH4)之间。 氢化鉝将会继续这个趋势 。比起是一种鉝化物，它更可能是一种氢化物，不过它还是一种分子型化合物。[65] 自旋-轨道作用会使Lv–H键比单纯靠元素周期律推测的长，也会使H–Lv–H的键角比预测的更大。从理论上讲，这是因为未被占用的8s轨道能量较低，并且可以与鉝的7p轨道发生轨道杂化。 [65] 这种现象被称为“超价轨道杂化”， [65] 在周期表里并不少见。例如，分子型二氟化钙中的钙原子有4s和3d参与的轨道杂化。 [66] 鉝的二卤化物将会是直线形的，不过更轻的氧族元素的二卤化物是角形的。[67]

參見

注释

  1. ^ 在核物理学中，如果一个元素有高原子序，就可以被称为重元素。82号元素铅就是重元素的例子。“超重元素”这一词通常指原子序大于103的元素（尽管也有其它的定义，例如原子序大于100[8]或112。[9]有时这一词和锕系后元素是同义词，将超重元素的上限定在还未发现的超锕系元素的开始。）[10]（那个元素的）“超重同位素”和“超重核素”顾名思义——分别是（那个元素的）高质量同位素和高质量的核素。
  2. ^ 2009年，由尤里·奥加涅相引领的团队在JINR发表了他们通过对称的136Xe + 136Xe反应，尝试合成钅黑的结果。他们未能在这个反应中观察到单个原子，因此对截面设置了上限，即核反应概率的度量为2.5 pb。[11]作为比较，发现钅黑的反应208Pb + 58Fe的截面约为20 pb（进一步来说，为19+19
    -11     pb），符合发现者的预测。[12]
  3. ^ 这个值也标志着普遍接受的复合原子核寿命上限。[19]
  4. ^ 这种分离是基于产生的原子核会比未反应的粒子束更慢地通过目标。分离器中包含电场和磁场，它们对运动粒子的影响会因粒子的特定速度而被抵消。[21]飞行时间质谱法（英语：Time-of-flight mass spectrometry）和反冲能量的测量也有助于这种分离，两者结合可以估计原子核的质量。[22]
  5. ^ 不是所有放射性衰变都是因为静电排斥力导致的。举个例子，β衰变是弱核力导致的。[26]
  6. ^ 由于原子核的质量不是直接测量的，而是根据另一个原子核的质量计算得出的，因此这种测量称为间接测量。直接测量也是有可能的，但在大多数情况下，它们仍然无法用于超重原子核。[27]2018年，LBNL首次直接测量了超重原子核的质量，[28]它的质量是根据转移后原子核的位置确定的（位置有助于确定其轨迹，这与原子核的质荷比有关，因为转移是在有磁铁的情况下完成的）。[29]
  7. ^ 如果在真空中发生衰变，那么由于孤立系统在衰变前后的总动量必须保持守恒，衰变产物也将获得很小的速度。这两个速度的比值以及相应的动能比值与两个质量的比值成反比。衰变能量等于α粒子和衰变产物的已知动能之和。[30]这些计算也适用于实验，但不同之处在于原子核在衰变后不会移动，因为它与探测器相连。
  8. ^ 自发裂变是由苏联科学家格奥尔基·弗廖罗夫发现的。[31]LBL的科学家们认为自发裂变的信息不足以声称合成元素，他们认为对自发裂变的研究还不够充分，无法将其用于识别新元素，因为很难确定复合原子核是不是仅喷射中子，而不是质子或α粒子等带电粒子。[19]因此他们更喜欢通过连续的α衰变将新的同位素与已知的同位素联系起来。[31]
  9. ^ 举个例子，1957年，元素102在瑞典斯德哥尔摩省斯德哥尔摩的诺贝尔物理研究所被错误地鉴定。[32]早先没有关于该元素发现的明确声明，所以由它的瑞典、美国和英国发现者命名为nobelium。后来证明这个元素的鉴定是错误的。[33]第二年，RL无法重现瑞典的结果，而是宣布他们合成了该元素，这一说法后来也被驳回。[33] JINR坚持认为他们是第一个发现该元素的人，并为新元素建议命名为joliotium，[34]而这个名称也没有被接受（JINR后来认为元素102的命名是仓促的）。[35]这个名称是在IUPAC对元素发现优先权的裁决的书面答复中提出的，该裁决于1992年9月29日签署。[35]但由于其广泛使用，“nobelium”这个名称仍然保持不变。[36]

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一月 13, 2023
注意, 本页面含有unihan新版汉字, 𫓧, 𫟷, 有关字符可能會错误显示, 詳见unicode扩展汉字, 拼音, 注音, ㄌ丨ˋ, 音同, 英語, livermorium, 是一種人工合成的化學元素, 其化學符號为lv, 原子序數为116, 是一種放射性極強的超重元素, 所有同位素的半衰期都極短, 極為不穩定, 其最長壽的已知同位素為, 半衰期僅約60毫秒, 不出現在自然界中, 只能在實驗室內以粒子加速器人工合成, 至今約有30個原子被探測到, 其中一些為直接合成的, 其餘則是鿫的衰變產物, 116lv氫, 非. 注意 本页面含有Unihan新版汉字 鿔 鿬 𫓧 𫟷 有关字符可能會错误显示 詳见Unicode扩展汉字 鉝 5 6 拼音 li 注音 ㄌ丨ˋ 音同 立 英語 Livermorium 是一種人工合成的化學元素 其化學符號为Lv 原子序數为116 鉝是一種放射性極強的超重元素 所有同位素的半衰期都極短 極為不穩定 其最長壽的已知同位素為鉝 293 半衰期僅約60毫秒 鉝不出現在自然界中 只能在實驗室內以粒子加速器人工合成 至今約有30個鉝原子被探測到 其中一些為直接合成的 其餘則是鿫的衰變產物 鉝 116Lv氫 非金屬 氦 惰性氣體 鋰 鹼金屬 鈹 鹼土金屬 硼 類金屬 碳 非金屬 氮 非金屬 氧 非金屬 氟 鹵素 氖 惰性氣體 鈉 鹼金屬 鎂 鹼土金屬 鋁 貧金屬 矽 類金屬 磷 非金屬 硫 非金屬 氯 鹵素 氬 惰性氣體 鉀 鹼金屬 鈣 鹼土金屬 鈧 過渡金屬 鈦 過渡金屬 釩 過渡金屬 鉻 過渡金屬 錳 過渡金屬 鐵 過渡金屬 鈷 過渡金屬 鎳 過渡金屬 銅 過渡金屬 鋅 過渡金屬 鎵 貧金屬 鍺 類金屬 砷 類金屬 硒 非金屬 溴 鹵素 氪 惰性氣體 銣 鹼金屬 鍶 鹼土金屬 釔 過渡金屬 鋯 過渡金屬 鈮 過渡金屬 鉬 過渡金屬 鎝 過渡金屬 釕 過渡金屬 銠 過渡金屬 鈀 過渡金屬 銀 過渡金屬 鎘 過渡金屬 銦 貧金屬 錫 貧金屬 銻 類金屬 碲 類金屬 碘 鹵素 氙 惰性氣體 銫 鹼金屬 鋇 鹼土金屬 鑭 鑭系元素 鈰 鑭系元素 鐠 鑭系元素 釹 鑭系元素 鉕 鑭系元素 釤 鑭系元素 銪 鑭系元素 釓 鑭系元素 鋱 鑭系元素 鏑 鑭系元素 鈥 鑭系元素 鉺 鑭系元素 銩 鑭系元素 鐿 鑭系元素 鎦 鑭系元素 鉿 過渡金屬 鉭 過渡金屬 鎢 過渡金屬 錸 過渡金屬 鋨 過渡金屬 銥 過渡金屬 鉑 過渡金屬 金 過渡金屬 汞 過渡金屬 鉈 貧金屬 鉛 貧金屬 鉍 貧金屬 釙 貧金屬 砈 類金屬 氡 惰性氣體 鍅 鹼金屬 鐳 鹼土金屬 錒 錒系元素 釷 錒系元素 鏷 錒系元素 鈾 錒系元素 錼 錒系元素 鈽 錒系元素 鋂 錒系元素 鋦 錒系元素 鉳 錒系元素 鉲 錒系元素 鑀 錒系元素 鐨 錒系元素 鍆 錒系元素 鍩 錒系元素 鐒 錒系元素 鑪 過渡金屬 𨧀 過渡金屬 𨭎 過渡金屬 𨨏 過渡金屬 𨭆 過渡金屬 䥑 預測為過渡金屬 鐽 預測為過渡金屬 錀 預測為過渡金屬 鎶 過渡金屬 鉨 預測為貧金屬 鈇 貧金屬 鏌 預測為貧金屬 鉝 預測為貧金屬 鿬 預測為鹵素 鿫 預測為惰性氣體 釙 鉝 Uhh 镆 鉝 鿬概況名稱 符號 序數鉝 Livermorium Lv 116元素類別未知可能為貧金屬族 週期 區16 7 p標準原子質量 293 电子排布 Rn 5f14 6d10 7s2 7p4 預測 1 2 8 18 32 32 18 6 預測 歷史發現聯合核研究所及勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 2000年 命名劳伦斯利弗莫尔国家实验室 2 物理性質物態固體 預測 密度 接近室温 12 9 預測 1 g cm 3汽化热42 预测 3 kJ mol 1蒸氣壓原子性質氧化态2 4 預測 1 电离能第一 723 6 預測 1 kJ mol 1第二 1330 预测 3 kJ mol 1 第三 2850 预测 3 kJ mol 1原子半径183 预测 3 pm共价半径175 預測 4 pm雜項CAS号54100 71 9最穩定同位素主条目 鉝的同位素同位素 丰度 半衰期 t1 2 衰變方式 能量 MeV 產物293Lv syn 61 ms a 10 54 289Fl292Lv syn 18 ms a 10 66 288Fl291Lv syn 18 ms a 10 74 287Fl290Lv syn 7 1 ms a 10 84 286Fl鉝元素是以美國的勞倫斯利佛摩國家實驗室 英語 Lawrence Livermore National Laboratory 命名 該實驗室與俄羅斯杜布納的杜布納聯合原子核研究所合作 在西元2000至2006年之間的實驗中發現了此元素 該實驗室的名稱中包含了它所在的城市之名 即加利福尼亞州的利佛摩 而該城市是以農場主兼地主羅伯特 利佛摩 英语 Robert Livermore 英語 Robert Livermore 所命名 此元素的名稱在西元2012年5月30日被IUPAC採用 2 在元素週期表中 鉝是位於p區的錒系後元素 屬於第7週期 第16族 氧族 是已知最重的氧族成員 由於沒有足夠穩定的同位素 因此目前未能通過化學實驗來驗證鉝是否為同族的釙的化學同系物 根據計算 鉝的一些性質與其同族的較輕元素 氧 硫 硒 碲 釙 相近 且屬於後過渡金屬 儘管計算也顯示鉝的某些性質可能和同族元素有較大差異 目录 1 概述 2 歷史 2 1 失敗的合成嘗試 2 2 發現 2 3 命名 2 3 1 原文名稱 2 3 2 中文名稱 2 4 目前及未來的實驗 3 同位素與核特性 3 1 核合成 3 1 1 能產生Z 116复核的目標 發射體組合 3 1 2 冷聚變 3 1 2 1 208Pb 82Se xn 290 xLv 3 1 3 熱聚變 3 1 3 1 238U 54Cr xn 292 xLv 3 1 3 2 248Cm 48Ca xn 296 xLv x 3 4 3 1 3 3 245Cm 48Ca xn 293 x116 x 2 3 3 1 4 作為衰變產物 3 1 5 原子量為116的复核的裂變 3 1 6 撤回的同位素 3 1 6 1 289Lv 3 1 7 同位素發現時序 3 2 同位素產量 3 2 1 熱聚變 3 3 理論計算 3 3 1 衰變特性 3 3 2 蒸發殘留物截面 4 化學屬性 4 1 推算的化學屬性 4 1 1 氧化態 4 1 2 化學特性 5 參見 6 注释 7 參考資料 8 外部連結概述 编辑此节转录于最重元素概论 编辑 历史 参见 超重元素 概论 核聚变反应的图示 两个原子核融合成一个 并发射出一个中子 在这一刻 这个反应和用来创造新元素的反应是相似的 唯一可能的区别是它有时会释放几个中子 或者根本不释放中子 外部视频链接 基于澳大利亚国立大学的计算 核聚变未成功的可视化 7 超重元素 a 的原子核是在两个不同大小的原子核 b 的聚变中产生的 粗略地说 两个原子核的质量之差越大 两者发生反应的可能性就越大 13 由较重原子核组成的物质会作為靶子 被较轻原子核的粒子束轰击 两个原子核只能在距离足够近的时候 才能聚变成一个原子核 原子核 全部都有正电荷 会因为静电排斥而相互排斥 所以只有两个原子核的距离足够短时 强核力才能克服这个排斥力并发生聚变 粒子束因此被粒子加速器大大加速 以使这种排斥力与粒子束的速度相比变得微不足道 14 不过 只是靠得足够近不足以使两个原子核聚变 当两个原子核逼近彼此时 它们通常会在一起约10 20秒后裂变 产物不需要和反应物相同 而非形成单独的原子核 14 15 如果聚变发生了 两个原子核产生的一个原子核会处于激发态 16 被称为复合原子核 英语 compound nucleus 非常不稳定 14 为了达到更稳定的状态 这个暂时存在的原子核可能会直接核裂变 17 或是放出一些带走激发能量的中子 如果这些激发能量不足以使中子被放出 复合原子核就会放出g射线 这个过程会在原子核碰撞后的10 16秒发生 并创造出更稳定的原子核 17 联合工作团队 英语 IUPAC IUPAP Joint Working Party JWP 定义 化学元素的原子核只有10 14秒内不进行放射性衰变 才能被识别出来 这个值大约是原子核得到它的外层电子 显示其化学性质所需的时间 18 c 粒子束穿过目标后 会到达下一个腔室 分离室 如果反应产生了新的原子核 它就会被这个粒子束携带 20 在分离室中 新产生的原子核会从其它核素 原本的粒子束和其它反应产物 中分离 d 并转移到半导体探测器 英语 Semiconductor detector 中 在这里停止原子核 这时标记撞击探测器的确切位置 能量和到达时间 20 这个转移需要10 6秒的时间 意即这个原子核需要存活这么长的时间才能被检测到 23 衰变被记录后 这个原子核被再次记录 并测量位置 衰变能量和衰变时间 20 原子核的稳定性源自于强核力 但强核力的作用距离很短 随着原子核越来越大 强核力对最外层的核子 质子和中子 的影响减弱 同时 原子核会被质子之间 范围不受限制的静电排斥力撕裂 24 超重元素 25 的主要衰变方式 a衰变和自发裂变都是这种排斥引起的 e a衰变由发射出去的a粒子记录 在实际衰变之前很容易确定衰变产物 如果这样的衰变或一系列连续衰变产生了一个已知的原子核 则可以很容易地确定反应的原始产物 f 衰变链中的所有衰变都必须在同一个地方发生 20 已知的原子核可以通过它经历的衰变的特定特征来识别 例如衰变能量 或更具体地说 发射粒子的动能 g 然而 自发裂变会产生各种分裂产物 因此无法从其分裂产物确定原始核素 h 嘗試合成超重元素的物理学家可以获得的信息是探测器收集到的信息 粒子到达探测器的位置 能量和时间 以及粒子衰变的信息 物理学家分析这些数据并试图得出结论 確認它确实是由新元素引起的 而非由不同的核素引起的 如果提供的数据不足以得出创造出来的核素确实是新元素的结论 并且对观察到的影响没有其他解释 就可能在解释数据时出现错误 i 歷史 编辑失敗的合成嘗試 编辑 對116號元素的第一次搜尋 是由Ken Hulet與他的團隊在西元1977年於勞倫斯利佛摩國家實驗室 LLNL 執行 他們利用了248Cm與48Ca的反應 但當時偵測不到任何鉝原子 37 西元1978年 尤里 奧加涅相與他的團隊也在杜布納聯合原子核研究所的Flerov Laboratory of Nuclear Reactions FLNR 嘗試做該反應 但也沒有成功 西元1985年 柏克萊與Peter Armbruster在GSI的團隊合作實驗 實驗結果也是否定的 該次實驗中計算出的截面極限是10 100皮靶 然而 在杜布納 與48Ca有關的反應持續在進行 48Ca已被證明在用natPb 48Ca的反應合成鍩的實驗中很有用 西元1989年 超重元素分離器被開發出來 西元1990年 開始了靶材料的尋找及與LLNL的合作 西元1996年 開始生產更高強度的48Ca粒子束 西元1990年代 完成了靈敏度高出3個數量級的長期實驗的準備 這些工作直接導致了有錒系元素靶與48Ca的反應中 元素112至118的新同位素的產生 也導致了元素週期表中最重的五個元素 鈇 鏌 鉝 鿬 鿫 的發現 38 西元1995年 Sigurd Hofmann 英语 Sigurd Hofmann 領導的國際團隊在德國達姆施塔特的Gesellschaft fur Schwerionenforschung GSI 嘗試合成116號元素 他們執行鉛 208的靶與硒 82的入射粒子之間的輻射捕獲反應 在反應之中 複合核以純粹的伽馬發射 不發射中子 而去激發 此反應並無偵測到116號元素的原子 39 發現 编辑 2000年7月19日 位於俄羅斯杜布納聯合核研究所 JINR 的科學家使用48Ca離子撞擊248Cm目標 探測到鉝原子的一次a衰變 能量為10 54 MeV 結果於2000年12月發佈 40 由於292Lv的衰變產物和已知的288Fl關聯 因此這次衰變起初被認為源自292Lv 然而其後科學家把288Fl更正為289Fl 所以衰變來源292Lv也順應更改到293Lv 他們於2001年4至5月進行了第二次實驗 再發現兩個鉝原子 41 20 48 C a 96 248 C m 116 296 L v 116 293 L v 3 0 1 n displaystyle 20 48 mathrm Ca 96 248 mathrm Cm to 116 296 mathrm Lv to 116 293 mathrm Lv 3 0 1 mathrm n 在同樣的實驗裏 研究人員探測到鈇的衰變 並將此次衰變活動指定到289Fl 41 在重複進行相同的實驗後 他們並沒有觀測到該衰變反應 這可能是來自鉝的同核異能素293bLv的衰變 或是293aLv的一條較罕見的衰變支鏈 這須進行進一步研究才能確認 研究團隊在2005年4月至5月重複進行實驗 並探測到8個鉝原子 衰變數據證實所發現的同位素是293Lv 同時他們也通過4n通道第一次觀測到292Lv 42 2009年5月 聯合工作組在報告中指明 發現了的鎶同位素包括283Cn 43 283Cn是291Lv的衰變產物 因此該報告意味著291Lv也被正式發現 見下 2011年6月11日 IUPAC證實了鉝的存在 44 命名 编辑 原文名稱 编辑 鉝的原文名稱Livermorium Lv 是IUPAC在2012年5月30日正式命名的 45 之前IUPAC根据系統命名法将之命名为Ununhexium Uuh 46 科學家通常稱之為 元素116 或E116 此前鉝被提議以俄羅斯莫斯科州 Moscow Oblast 名为Moscovium 但由于元素114和116是俄罗斯和美国劳伦斯利福摩尔国家实验室研究人员合作的产物 而元素114已经根据俄罗斯的要求命名 因此元素116最后以实验室所在地美国利弗莫尔市 Livermore 命名为Livermorium Lv 47 48 中文名稱 编辑 2012年6月2日 中华民国國家教育研究院的化學名詞審譯委員會將此元素暫譯為鉝 5 6 2013年7月 中華人民共和國全國科學技術名詞審定委員會通過以𫟷 读音同 立 為中文定名 6 目前及未來的實驗 编辑 位於杜布納的團隊表示有意利用244Pu和50Ti的核反應合成鉝 通過這項實驗 他們可以研究是否可能以原子序大於20的發射體來合成原子序大於118的超重元素 雖然原定計劃在2008年進行 但這項實驗至今仍未開始 49 研究團隊也有計劃使用不同發射體能量來重複248Cm反應 以進一步了解2n通道 從而發現新的同位素294Lv 另外 他們計劃在未來完成4n通道產物292Lv的激發函數 並估量N 184核殼層對產生蒸發殘留物的穩定效應 同位素與核特性 编辑主条目 鉝的同位素 目前已知的鉝同位素共有4個 質量數介於290 293之間 全部都具有極高的放射性 半衰期極短 極為不穩定 且愈重的同位素穩定性愈高 因為它們更接近穩定島的中心 其中最長壽的同位素為鉝 293 半衰期為53毫秒 也是目前發現最重的鉝同位素 此外 未經證實的更重同位素鉝 294可能也具有較長的半衰期 約為54毫秒 50 核合成 编辑 能產生Z 116复核的目標 發射體組合 编辑 下表列出各種可用以產生116號元素的目標 發射體組合 目標 發射體 CN 結果208Pb 82Se 290Lv 至今失敗232Th 58Fe 290Lv 尚未嘗試238U 54Cr 292Lv 至今失敗244Pu 50Ti 294Lv 尚未嘗試250Cm 48Ca 298Lv 尚未嘗試248Cm 48Ca 296Lv 反應成功246Cm 48Ca 294Lv 尚未嘗試245Cm 48Ca 293Lv 反應成功249Cf 40Ar 289Lv 尚未嘗試冷聚變 编辑 208Pb 82Se xn 290 xLv 编辑 1998年 重離子研究所嘗試了輻射俘獲產物 x 0 以合成290Lv 他們限制截面為4 8 pb 並未發現任何原子 熱聚變 编辑 238U 54Cr xn 292 xLv 编辑 有粗略的證據顯示重離子研究所在2006年曾經嘗試過這個反應 他們沒有發布實驗結果 表示很可能並沒有發現任何原子 51 248Cm 48Ca xn 296 xLv x 3 4 编辑 1977年Ken Hulet和他的團隊在勞倫斯利福摩爾國家實驗室首次進行合成鉝的實驗 他們並未發現任何鉝原子 52 尤里 奥加涅相和他的團隊在Flerov核反應實驗室之後在1978年嘗試了這個反應 但最終失敗 1985年 伯克利實驗室和在重離子研究所的Peter Armbruster 英语 Peter Armbruster 團隊進行了實驗 結果依然是失敗的 計算出來的截面限度為10至100 pb 53 2000年 杜布納的俄羅斯科學家終於成功探測到一個鉝原子 指向到同位素292Lv 40 2001年 他們重複了這一個反應 再次合成了2個原子 驗證了此前的實驗結果 另外也不確定地探測到一個293Lv原子 因為其首次a衰變違背探測到 41 2004年4月 團隊又再使用較高能量重複實驗 並發現了一條新的衰變鏈 指向到292Lv 根據這個發現 原先的數據就被重新指向到293Lv 不確定的衰變鏈因此可能是這個同位素的稀有的一條分支 這個反應另外有產生了2個293Lv原子 42 245Cm 48Ca xn 293 x116 x 2 3 编辑 為了找出合成出的鉝同位素的原子量 在2003年3月至5月期間杜布納的團隊用48Ca離子撞擊245Cm目標 他們觀察到了兩個新的同位素 291Lv和290Lv 54 這個實驗在2005年2月至3月成功重複進行 其中合成了10個原子 其衰變數據與2003年實驗報告中的相符 55 作為衰變產物 编辑 鉝也在鿫的衰變中被探測到 2006年10月 在一個用48Ca離子撞擊249Cf的實驗中 3個鿫原子被發現 並迅速衰變成鉝 55 觀察到290Lv 意味著成功合成了294鿫 也證明了成功合成元素鿫 原子量為116的复核的裂變 编辑 位於杜布納的Flerov核反應實驗室在2000至2006年進行了一系列的實驗 研究296 294 290Lv复核的裂變特性 實驗使用了4條核反應 248Cm 48Ca 246Cm 48Ca 244Pu 50Ti和232Th 58Fe 結果反映了這種原子核裂變的方式主要為放出閉殼原子核 如132Sn Z 50 N 82 另一發現為 使用48Ca和58Fe發射體的聚變裂變路徑產量相似 說明在未來合成超重元素時 可以使用58Fe發射體 另外 比較使用48Ca和50Ti發射體合成294Lv的實驗 如果用50Ti 聚變裂變產量約少3倍 表示未來能用於合成超重元素 56 撤回的同位素 编辑 289Lv 编辑 1999年 勞倫斯伯克利國家實驗室在 物理評論快報 中宣布成功合成293Og 見Og 57 所指的同位素289Lv經過了11 63 MeV能量的a衰變 半衰期為0 64 ms 翌年 他們宣布撤回此前的發現 因為其他研究人員未能複製實驗結果 58 2002年6月 實驗室主任公佈 原先這兩個元素的發現結果是建立在维克托 尼诺夫 英语 Victor Ninov 編造的實驗數據上的 同位素發現時序 编辑 同位素 發現年份 核反應290Lv 2002年 249Cf 48Ca 3n 59 291Lv 2003年 245Cm 48Ca 2n 54 292Lv 2004年 248Cm 48Ca 4n 42 293Lv 2000年 248Cm 48Ca 3n 40 同位素產量 编辑 熱聚變 编辑 下表列出直接合成鉝的熱聚變核反應的截面和激發能量 粗體數據代表從激發函數算出的最大值 代表觀測到的出口通道 發射體 目標 CN 2n 3n 4n 5n48Ca 248Cm 296Lv 1 1 pb 38 9 MeV 42 3 3 pb 38 9 MeV 42 48Ca 245Cm 293Lv 0 9 pb 33 0 MeV 54 3 7 pb 37 9 MeV 54 理論計算 编辑 衰變特性 编辑 利用量子穿隧模型的理論計算支持合成293 292Lv的實驗數據 60 61 蒸發殘留物截面 编辑 下表列出各種目標 發射體組合 並給出最高的預計產量 DNS 雙核系統 s 截面 目標 發射體 CN 通道 產物 smax 模型 參考資料208Pb 82Se 290Lv 1n 289Lv 0 1 pb DNS 62 208Pb 79Se 287Lv 1n 286Lv 0 5 pb DNS 62 238U 54Cr 292Lv 2n 290Lv 0 1 pb DNS 63 250Cm 48Ca 298Lv 4n 294Lv 5 pb DNS 63 248Cm 48Ca 296Lv 4n 292Lv 2 pb DNS 63 247Cm 48Ca 295Lv 3n 292Lv 3 pb DNS 63 245Cm 48Ca 293Lv 3n 290Lv 1 5 pb DNS 63 化學屬性 编辑由於鉝的生產極為昂貴且每次的產量皆極少 產出的鉝又會在極短時間內發生衰變 因此目前除了核特性外 尚未利用實驗測量過任何鉝或其化合物的化學屬性 只能通過理論來預測 推算的化學屬性 编辑 氧化態 编辑 鉝預計為7p系非金屬的第4個元素 並是元素週期表中16族 VIA 最重的成員 位於釙之下 尽管它是7p系元素中理论研究最少的 它的化学性质预测类似钋 3 這一族的氧化態為 VI 缺少d軌域 无法超越八隅体的氧除外 氧的最高氧化态只到 2 存在于OF2 理论上存在的三氟𨦡的氧化态为 4 硫 硒 碲及釙的氧化態都是 IV 穩定性由S IV 和Se IV 的還原性到Po IV 的氧化性 Te IV 是碲最穩定的氧化態 这表明了相对论效应 尤其是惰性电子对效应对元素性质的影响越来越大 因此 随着元素周期表中氧族元素的下降 较高氧化态的稳定性也跟着下降 64 因此 鉝應有不稳定 有氧化性的 IV態 以及最穩定的 II態 同族其他元素亦能產生 II態 如氧化物 硫化物 硒化物 碲化物和釙化物 鉝的 2氧化态应该与铍和镁一样容易形成 而 4氧化态只有在和电负性极高的基团反应才能得到 例如四氟化鉝 LvF4 1 鉝的 6 氧化态应该不存在 因为7s轨道非常稳定 使得鉝可能只有四颗价电子 3 较轻的氧族元素可以形成 2氧化态 存在于氧化物 硫化物 硒化物 碲化物和钋化物中 由于鉝的 7p3 2 壳层变得不稳定 它的 2氧化态会非常不稳定 这使得鉝应该只能形成阳离子 1 尽管与钋相比 鉝更大的壳层和能量分裂会使得Lv2 的不稳定程度略低于预期 64 化學特性 编辑 鉝的化學特性能從釙的特性推算出來 因此 它應在氧化後產生二氧化鉝 LvO2 三氧化鉝 LvO3 也有可能產生 但可能性較低 在氧化鉝 LvO 中 鉝會展現出 II氧化態的穩定性 氟化後它可能會產生四氟化鉝 LvF4 和 或二氟化鉝 LvF2 氯化和溴化後會產生二氯化鉝 LvCl2 和二溴化鉝 LvBr2 碘對其氧化後一定不會產生比二碘化鉝 LvI2 更重的化合物 甚至可能完全不發生反應 來源請求 氢化鉝 LvH2 将会是最重的氧族元素氢化物 也是H2O H2S H2Se H2Te和PoH2 的同系物 钋化氢比大部分金属氢化物共价 因为钋介于金属和类金属之间 还有一些非金属的性质 它的性质介于卤化氢 像是氯化氢 HCl 和金属氢化物 像是甲锡烷 SnH4 之间 氢化鉝将会继续这个趋势 比起是一种鉝化物 它更可能是一种氢化物 不过它还是一种分子型化合物 65 自旋 轨道作用会使Lv H键比单纯靠元素周期律推测的长 也会使H Lv H的键角比预测的更大 从理论上讲 这是因为未被占用的8s轨道能量较低 并且可以与鉝的7p轨道发生轨道杂化 65 这种现象被称为 超价轨道杂化 65 在周期表里并不少见 例如 分子型二氟化钙中的钙原子有4s和3d参与的轨道杂化 66 鉝的二卤化物将会是直线形的 不过更轻的氧族元素的二卤化物是角形的 67 參見 编辑穩定島注释 编辑 在核物理学中 如果一个元素有高原子序 就可以被称为重元素 82号元素铅就是重元素的例子 超重元素 这一词通常指原子序大于103的元素 尽管也有其它的定义 例如原子序大于100 8 或112 9 有时这一词和锕系后元素是同义词 将超重元素的上限定在还未发现的超锕系元素的开始 10 那个元素的 超重同位素 和 超重核素 顾名思义 分别是 那个元素的 高质量同位素和高质量的核素 2009年 由尤里 奥加涅相引领的团队在JINR发表了他们通过对称的136Xe 136Xe反应 尝试合成钅黑的结果 他们未能在这个反应中观察到单个原子 因此对截面设置了上限 即核反应概率的度量为2 5 pb 11 作为比较 发现钅黑的反应208Pb 58Fe的截面约为20 pb 进一步来说 为19 19 11 pb 符合发现者的预测 12 这个值也标志着普遍接受的复合原子核寿命上限 19 这种分离是基于产生的原子核会比未反应的粒子束更慢地通过目标 分离器中包含电场和磁场 它们对运动粒子的影响会因粒子的特定速度而被抵消 21 飞行时间质谱法 英语 Time of flight mass spectrometry 和反冲能量的测量也有助于这种分离 两者结合可以估计原子核的质量 22 不是所有放射性衰变都是因为静电排斥力导致的 举个例子 b衰变是弱核力导致的 26 由于原子核的质量不是直接测量的 而是根据另一个原子核的质量计算得出的 因此这种测量称为间接测量 直接测量也是有可能的 但在大多数情况下 它们仍然无法用于超重原子核 27 2018年 LBNL首次直接测量了超重原子核的质量 28 它的质量是根据转移后原子核的位置确定的 位置有助于确定其轨迹 这与原子核的质荷比有关 因为转移是在有磁铁的情况下完成的 29 如果在真空中发生衰变 那么由于孤立系统在衰变前后的总动量必须保持守恒 衰变产物也将获得很小的速度 这两个速度的比值以及相应的动能比值与两个质量的比值成反比 衰变能量等于a粒子和衰变产物的已知动能之和 30 这些计算也适用于实验 但不同之处在于原子核在衰变后不会移动 因为它与探测器相连 自发裂变是由苏联科学家格奥尔基 弗廖罗夫发现的 31 LBL的科学家们认为自发裂变的信息不足以声称合成元素 他们认为对自发裂变的研究还不够充分 无法将其用于识别新元素 因为很难确定复合原子核是不是仅喷射中子 而不是质子或a粒子等带电粒子 19 因此他们更喜欢通过连续的a衰变将新的同位素与已知的同位素联系起来 31 举个例子 1957年 元素102在瑞典斯德哥尔摩省斯德哥尔摩的诺贝尔物理研究所被错误地鉴定 32 早先没有关于该元素发现的明确声明 所以由它的瑞典 美国和英国发现者命名为nobelium 后来证明这个元素的鉴定是错误的 33 第二年 RL无法重现瑞典的结果 而是宣布他们合成了该元素 这一说法后来也被驳回 33 JINR坚持认为他们是第一个发现该元素的人 并为新元素建议命名为joliotium 34 而这个名称也没有被接受 JINR后来认为元素102的命名是仓促的 35 这个名称是在IUPAC对元素发现优先权的裁决的书面答复中提出的 该裁决于1992年9月29日签署 35 但由于其广泛使用 nobelium 这个名称仍然保持不变 36 參考資料 编辑 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Haire Richard G Transactinides and the future elements Morss Edelstein Norman M Fuger Jean 编 The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd Dordrecht The Netherlands Springer Science Business Media 2006 ISBN 1 4020 3555 1 2 0 2 1 Element 114 is Named Flerovium and Element 116 is Named Livermorium IUPAC 30 May 2012 2012 06 01 原始内容存档于2012 06 02 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 Fricke Burkhard Superheavy elements a prediction of their chemical and 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