鉨
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| 外觀 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 未知 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 概況 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 名 / 符號 / 序數 | 鉨, Nh, 113 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 族 / 週期 / 區 | 13, 7, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子品質 | [287] g•mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電子排布 | [Rn] 5f14 6d10 7s2 7p1 （根據鉈預測） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 每層電子排布 | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3（圖） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物理性質 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子性質 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 雜項 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS號 | 54084-70-7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 最穩定同位素 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 主文：鉨嘅同位素 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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佢係13 (IIIA)族最重嘅元素，但至今都重未有足夠穩定嘅同位素可以用喺實驗當中，以證明佢嘅特性同嗰族嘅相符。Nh喺2003年第一次被發現喺Uup嘅衰變產物中，並喺2004年直接被合成。至今只有14個原子被成功製造。其中壽命最長嘅同位素係287Nh，半衰期大概20秒[2]，因此有可能對佢進行化學實驗。
歷史
[編輯]發現
[編輯]2003年8月，Uut首次喺Uup嘅衰變產物中被探測到。2004年2月1號，一個由俄羅斯杜布納聯合核研究所同美國勞倫斯利福摩爾國家實驗室科學家組成嘅小組發表咗呢一項發現[3][4]。
- 4820Ca + 24395Am → 288,287Uup → 284,283Uut
2004年7月23號，日本理化學研究所用209Bi同70Zn之間嘅冷聚變反應後，探測到一個278Uut原子。佢哋喺2004年9月28號發表呢次發現[5]。
- 7030Zn + 20983Bi → 279113Uut → 278113Uut + 10n
佢哋嘅實驗結果喺2004年得到證實，中國近代物理研究所探測到266Bh嘅衰變特性同日本理研所探測嘅衰變活動特性相同（睇𨨏）。
理研小組喺2005年4月2號又合成咗一個Uut原子，衰變數據同第一次嘅唔同，但咁可能係因為產生咗穩定核異構體。
美俄合作小組通過喺衰變產物268Db上進行化學實驗進一步證實咗Uut嘅發現。Uut嘅α衰變鏈半衰期同實驗數據相符[6]。
命名
[編輯]Ununtrium（Uut）係國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）嘅臨時系統命名。研究科學家通常稱之為「元素113」（或E113）。
命名提議
[編輯]杜布納小組嘅Dmitriev同理研小組嘅Morita分別對命名Uut進行咗提議。國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）同國際純粹與應用物理聯合會（IUPAP）嘅聯合工作小組會決定邊一方有權進行命名。2011年，IUPAC審核咗兩方進行過嘅實驗，並認為實驗並未符合「發現元素」嘅標準[7]。
以下係被提議使用嘅名：
| 小組 | 提議名稱 | 根據 |
|---|---|---|
| 理研 | Japonium[8] | 日本（Japan），小組所處嘅國家 |
| 理研 | Rikenium[8] | 理研（RIKEN），小組所處嘅研究所 |
| 杜布納 | Becquerelium | 亨利貝克勒，法國物理學家 |
2015年除夕，日本理研小組被IUPAC認定發現到呢個元素，攞到新元素嘅命名權。外界一般預測呢個元素會被命名為Japonium，符號係Jp，同日本（Japan）嘅英文簡寫一樣。呢個發現係日本第一次，亦係全亞洲第一次嘅新元素發現[9]。
2016年11月個名正式被確認為Nihonium（Nh）。
同位素同核特性
[編輯]核合成
[編輯]可以產生Z=113複核嘅目標、發射體組合
[編輯]下表列出各種可以用嚟產生原子序為113嘅目標、發射體組合。
| 目標 | 發射體 | CN | 結果 |
|---|---|---|---|
| 208Pb | 71Ga | 279Nh | 未試過 |
| 209Bi | 70Zn | 279Nh | 反應成功 |
| 232Th | 51V | 283Nh | 未試過 |
| 238U | 45Sc | 283Nh | 未試過 |
| 237Np | 48Ca | 285Nh | 反應成功 |
| 244Pu | 41K | 285Nh | 未試過 |
| 243Am | 40Ar | 283Nh | 未試過 |
| 248Cm | 37Cl | 285Nh | 未試過 |
| 249Bk | 36S | 285Nh | 未試過 |
| 249Cf | 31P | 280Nh | 未試過 |
冷聚變
[編輯]209Bi(70Zn,xn)279-xUut (x=1)
[編輯]德國重離子研究所小組喺1998年首次嘗試合成Uut，用咗以上嘅冷聚變反應。喺兩次實驗中，佢哋都冇發現任何原子，計算出嘅截面為900 fb。[10]佢哋喺2003年重複進行實驗，並將截面下降至400 fb。[10]2003年尾，日本理研小組利用充氣反沖核分離器進行咗以上反應，截面達到140 fb。2003年12月至2004年8月，佢哋進行咗長達8個月嘅輻照，並將敏感度提高到51 fb。呢個時候佢哋探測到一個278Uut原子。[5]喺2005年，佢哋重複幾次進行實驗，並再發現一個原子。經過計算，兩個原子嘅截面為係記錄以來最低嘅31 fb。2006年重複嘅實驗中並未發現更多嘅原子。咁令目前嘅產量值只有23 fb。
熱聚變
[編輯]237Np(48Ca,xn)285-xUut (x=3)
[編輯]2006年6月，美俄合作小組通過237Np同48Ca間嘅「暖」聚變反應直接合成Uut。實驗中發現咗兩個282Uut原子，截面為900 fb[11]。
作為衰變產物
[編輯]同位素發現時序
[編輯]| 同位素 | 發現年份 | 核反應 |
|---|---|---|
| 278Nh | 2004年 | 209Bi(70Zn,n) [5] |
| 279Nh | 未知 | |
| 280Nh | 未知 | |
| 281Nh | 未知 | |
| 282Nh | 2006年 | 237Np(48Ca,3n)[11] |
| 283Nh | 2003年 | 243Am(48Ca,4n)[3] |
| 284Nh | 2003年 | 243Am(48Ca,3n)[3] |
| 285Nh | 2009年 | 249Bk(48Ca,4n)[2] |
| 286Nh | 2009年 | 249Bk(48Ca,3n)[2] |
同位素產量
[編輯]以下列出直接合成Nh嘅聚變核反應嘅截面同激發能量。粗體數據代表從激發函數算出嘅最大值。+代表觀測到嘅出口通道。
冷聚變
[編輯]| 發射體 | 目標 | CN | 1n | 2n | 3n |
|---|---|---|---|---|---|
| 70Zn | 209Bi | 279Nh | 23 fb |
熱聚變
[編輯]| 發射體 | 目標 | CN | 3n | 4n | 5n |
|---|---|---|---|---|---|
| 48Ca | 237Np | 285Nh | 0.9 pb, 39.1 MeV [11] |
理論計算
[編輯]蒸發殘留物截面
[編輯]下表列出各種目標-發射體組合，並畀出最高嘅預計產量。
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 209Bi | 70Zn | 279Nh | 1n (278113) | 30 fb | DNS | [12] |
| 237Np | 48Ca | 285Nh | 3n (282113) | 0.4 pb | DNS | [13] |
化學屬性
[編輯]推算嘅化學屬性
[編輯]氧化態
[編輯]Nh預計會係7p系第1個元素，並係元素週期表中13 (IIIA)族最重嘅成員，位於鉈之下。呢一族嘅氧化態為+III，但由於7s軌域嘅相對論性穩定性造成嘅惰性電子對效應，鉈只可以形成穩定嘅+I態，電離電勢更高，亦更難形成化學鍵。
化學特性
[編輯]Nh嘅化學特性可以從鉈嘅特性推算出來。因此，佢應該會形成Nh2O、NhF、NhCl、NhBr同NhI。但如果可以達到+III態，佢應該只可以形成Nh2O3同NhF3。7p軌域嘅自旋—軌道分離可能會令−1態較穩定，類似Au(−1)（金化物）。
參考
[編輯]- ↑ J. Chatt (1979). "Recommendations for the Naming of Elements of Atomic Numbers Greater than 100". Pure Appl. Chem. 51 (2): 381–384. doi:10.1351/pac197951020381.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 Oganessian, Yu. Ts.; Abdullin, F. Sh.; Bailey, P. D.; Benker, D. E.; Bennett, M. E.; Dmitriev, S. N.; Ezold, J. G.; Hamilton, J. H.; Henderson, R. A. (2010). "Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117". Physical Review Letters. 104 (14). doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 "Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction 243Am(48Ca,xn)291-x115", Oganessian et al., JINR Preprints, 2003. Retrieved on 3 March 2008
- ↑ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkoy, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; Gulbekian, G.; Bogomolov, S. (2004). "Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction 243Am(48Ca,xn)291-x115". Physical Review C. 69 (2): 021601. doi:10.1103/PhysRevC.69.021601.
- ↑ 5.0 5.1 5.2 Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; Kaji, Daiya; Akiyama, Takahiro; Goto, Sin-Ichi; Haba, Hiromitsu; Ideguchi, Eiji; Kanungo, Rituparna; Katori, Kenji (2004). "Experiment on the Synthesis of Element 113 in the Reaction 209Bi(70Zn, n)278113". Journal of the Physical Society of Japan. 73 (10): 2593. doi:10.1143/JPSJ.73.2593.
- ↑ P. Roy Chowdhury, D. N. Basu and C. Samanta (2007). "α decay chains from element 113". Phys. Rev. C. 75 (4): 047306. doi:10.1103/PhysRevC.75.047306.
- ↑ Barber, Robert C.; Karol, Paul J.; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich W. (2011). "Discovery of the elements with atomic numbers greater than or equal to 113 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry: 1. doi:10.1351/PAC-REP-10-05-01.
- ↑ 8.0 8.1 "RIKEN NEWS November 2004". 原著喺2011年8月26號歸檔. 喺9 February 2008搵到.
{{cite web}}: More than one of|archivedate=、|archive-date=specified (help); More than one of|archiveurl=、|archive-url=specified (help) - ↑ 理研、アジア初の新元素発見認定 113番、周期表に記載
- ↑ 10.0 10.1 "Search for element 113" 互聯網檔案館嘅歸檔，歸檔日期2012年2月19號，., Hofmann et al., GSI report 2003. Retrieved on 3 March 2008
- ↑ 11.0 11.1 11.2 Oganessian; Utyonkov, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Sagaidak, R.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; Voinov, A.; 等 (2007). "Synthesis of the isotope 282113 in the 237Np+48Ca fusion reaction" (PDF). Phys. Rev. C. 76: 011601(R). doi:10.1103/PhysRevC.76.011601.
{{cite journal}}: Explicit use of et al. in:|author=(help) - ↑ Feng, Zhao-Qing; Jin, Gen-Ming; Li, Jun-Qing; Scheid, Werner (2007). "Formation of superheavy nuclei in cold fusion reactions". Physical Review C. 76 (4): 044606. arXiv:0707.2588. doi:10.1103/PhysRevC.76.044606.
- ↑ Feng, Z; Jin, G; Li, J; Scheid, W (2009). "Production of heavy and superheavy nuclei in massive fusion reactions". Nuclear Physics A. 816: 33. arXiv:0803.1117. doi:10.1016/j.nuclphysa.2008.11.003.
