117號元素

117號元素

117號元素,化學符號是Uus(Ununseptium,IUPAC臨時創造的名字),它的原子序數是117,屬于鹵素之一。 Uus 是第117號元素。 由于相對論性效應,Uus化學性質(如鍵長)會和根據周期表上鹵素的趨勢推算的不同,它會擁有類金屬屬性,與砹相似。該元素于2010年首次成功合成,2012年再次成功合成。

一個以俄羅斯杜布納聯合核研究所為首的一個國際團隊于2014年5月2日聲明,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周期表更近了一步。

  • 中文名稱
    117號元素
  • 共價半徑
    165pm
  • 鹵素
  • 原子質量
    293u
  • 別稱
    Uus
  • CAS登錄號
    54101-14-3
  • 原子數
    117
  • 沸點
    823k
  • 階段
    固體
  • 英文名
    Ununseptium
  • 熔點
    573k
  • 電子配置
    2/8/18/32/32/18/7
  • 電離能量
    742.9KJ/mol

已知的性質

名稱

符號

序數

周期

元素分區

Ununseptium

Uus

117

17族(鹵族)(第ⅦA族)

7

p

系列 鹵素

顏色和外表 未知;可能是金屬態;

銀白色或灰色

原子量 [291] 原子量單位

價電子排布可能為:[]5f6d7s7p

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

核內質子數:117

117號元素結構117號元素結構

核外電子數:117

核電荷數:117

所屬周期:7

顏色和狀態:金屬

發現過程

1989年左右,俄羅斯杜布納聯合核研究所的尤裏(Yuri Oganessian)和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的羅恩洛希德和肯穆迪就已經開始合作研究超重元素了。

2010年,總部位于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。新元素目前尚未被命名,放入元素周期表的116號元素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,尤裏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裏領導的研究小組報告稱用含有97個質子和152個中子的249轟擊鈣Ca48--一種有20個質子和28個中子組成的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個中子,而另一種核素有177個中子。

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周期表掃清了障礙。雖然2010年就首次成功合成了117號元素,然而國際理論與套用化學聯合會(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準將它加入元素周期表。杜布納聯合核研究所的一名高級負責人說,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,並歸入元素周期表。據悉,杜布納聯合核研究所使用粒子回旋加速器,用由20個質子和28個中子組成的鈣48原子,轟擊含有97個質子和152個中子的錇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個中子,另一個原子有177個中子。

2014年5月2日,一個國際科研小組說,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周期表更近了一步。

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套用化學聯合會審核,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。

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,隨著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。

而成功合成117號元素,按照德國亥姆霍茲重離子研究中心科學主管霍斯特·施托克爾的評價,是"通往生產與探測位于'穩定島'上的超重元素的重要一步"。

命名

原子序為117的元素在歷史上被稱為(eka-砹)。現用的ununseptium是IUPAC的臨時系統命名,在其發現被證實並且受IUPAC命名之前,作為該元素的代替名。通常,發現者建議的名稱會被使用。

根據IUPAC現時的指引,所有新發現元素最終的名稱必須以-ium結尾,因此Uus也不例外,盡管所有其他的鹵素名稱都以-ine結尾,如(Fluorine)和氯(Chlorine)等。

實驗

進行中的實驗

位于杜布納的科學家正在研究Bk +Ca核反應,以更了解Uut的化學性質。

未來的實驗

曾發現鎶元素,位于德國達姆施塔特重離子研究所(GSI)的團隊,已開始進行合成Uus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Pu(V,xn)反應,或Am(Ti,xn)。

同位素特徵

核合成

下表列出能達到原子序117復核的目標、發射體組合。

目標發射體CN結果
PbBrUus尚未嘗試
ThCoUus尚未嘗試
UMnUus尚未嘗試
NpCrUus尚未嘗試
PuVUus尚未嘗試
AmTiUus尚未嘗試
CmScUus尚未嘗試
BkCaUus反應成功
CfKUus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,使用了以上的反應嘗試合成Uus。截面的數量級預測為2pb。蒸發殘留物Uus及Uus估計會有較長的衰變鏈,一直衰變到觀或

該團隊于2010年4月發布了一篇科學文章,(最初的結果于2010年1月公布)表示一共探測到6個原子,其中有一個Uus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Db,再進行自發裂變。後者衰變時隻發放3顆α粒子,變為Rg,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)。最初的衰變數據在聯合核研究所的網站上以演示形式發布。

同位素發現年份所用反應
Uus2009年Bk(Ca,3n)
Uus2009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CN通道(產物)最大截面模型參考資料
BiSeUus1n (Uus)15 fb雙核系統
BiSeUus1n (Uus)0.2 pb雙核系統
ThCoUus2n (Uus)0.1 pb雙核系統
UMnUus2-3n (Uus)70 fb雙核系統
PuVUus3n (Uus)0.6 pb雙核系統
CmScUus4n (Uus)2.9 pb雙核系統
CmScUus4n (Uus)1 pb雙核系統
BkCaUus3n (Uus)2.1 pb; 3 pb雙核系統
BkCaUus3n (Uus)0.8, 0.9 pb雙核系統

使用量子穿隧模型及巨觀微觀模型的質量估值所進行的理論計算預測,Uus同位素(117)的α衰變半衰期約為0.1–40 ms。

化學性質

推算的化學性質

由于相對論性效應,某些估計的Uus化學性質(如鍵長)不會遵循周期表中鹵素的趨勢。Uus可能會擁有類金屬屬性,與砹相似。

原子數 117 ;原子質量293u; 組鹵素; 電負性 0 ; 電子配置 2/8/18/32/32/18/7 ; 階段 固體 ; 熔點 573k ; 沸點 823k ;電離能量 742.9KJ/mol;共價半徑 165pm;CAS 54101-14-3

相關詞條

其它詞條