𨭎

原子序数为106的化学元素

𨭎拼音注音ㄒㄧˇ粤拼hei2【或拼音注音ㄋㄧˇ】;英語:Seaborgium),是一種人工合成化學元素,其化學符號Sg原子序數为106,屬於錒系後元素

𨭎   106Sg
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)


𨭎

(Ups)
𬭊𨭎𬭛
概況
名稱·符號·序數𨭎(Seaborgium)·Sg·106
元素類別過渡金屬
·週期·6 ·7·d
標準原子質量[269]
电子排布[Rn] 5f14 6d4 7s2
(預測)[1]
2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
(預測)
𨭎的电子層(2, 8, 18, 32, 32, 12, 2 (預測))
歷史
發現劳伦斯伯克利国家实验室(1974年)
物理性質
物態固體(預測)
密度(接近室温
35 (預測)[1] g·cm−3
蒸氣壓
原子性質
氧化态6, 5, 4, 3
(實驗證實的氧化態以粗體顯示)
电离能第一:757.4(估值)[1] kJ·mol−1

第二:1732.9(估值)[1] kJ·mol−1
第三:2483.5(估值)[1] kJ·mol−1

更多
原子半径132(預測)[1] pm
共价半径143(預測)[2] pm
雜項
CAS号54038-81-2
最穩定同位素
主条目:𨭎的同位素
同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰變
方式 能量MeV 產物
271Sg syn 1.9 min 67% α 8.54 267Rf
33% SF -
269Sg syn 14 min α 8.56 265Rf
267Sg syn 1.4 min 17% α 8.20 263Rf
83% SF -
265mSg syn 16.2 s α 8.70 261mRf
265Sg syn 8.9 s α 8.90, 8.84, 8.76 261Rf
此處只列出半衰期超過5秒的同位素

𨭎是一種放射性極高的超重元素,所有同位素半衰期都很短,非常不穩定,其中壽命最長的是269Sg,半衰期約14分鐘。[3]在元素週期表中其位於d區。它是第7週期第6族的成員,過渡金屬6d電子軌域的第4個元素,作為之下的同系物

西元1974年,前蘇聯美國的實驗室分別合成出了數顆106號元素的原子。而蘇聯科學家和美國科學家之間為了發現的優先權以及元素的命名爭執數年,最終國際純化學暨應用化學聯合會(IUPAC)才將𨭎作為該元素的正式名稱,以紀念對多個超鈾元素的發現有著重要貢獻的美國化學家格倫·西奧多·西博格。此外,它也是唯二用當時仍在世的人命名的元素,另一個是,原子序118。

概述编辑

 
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[4]

超重元素[a]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。[10]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。[11]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。[11][12]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[13],被称为复合原子核英语compound nucleus,非常不稳定。[11]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[14]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。[14]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。[15][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。[17]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。[17]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。[20]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。[17]

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。[21]超重元素[22]的主要衰变方式——α衰变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。)[17] 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

發現编辑

𨭎原稱106號元素,首次於1974年在阿伯特·吉奥索和E. Kenneth Hulet的帶領下,利用劳伦斯伯克利国家实验室的超重離子直線加速器合成出來。[34]他們用18O離子撞擊249Cf目標,並產生出新的核素263Sg。該核素進行放射衰變,半衰期為0.9 ± 0.2秒。

命名编辑

發現106號元素的美國團隊提出將新元素命名為seaborgium(Sg),以紀念美國化學家格倫·西奧多·西博格。他是該團隊的成員之一,並在多個錒系元素的發現中都作出了重要的貢獻。這個名稱引起了爭議。IUPAC所用的臨時名稱為unnilhexium(Unh),根據IUPAC元素系統命名法。1994年,一個IUPAC委員會提出將元素命名為rutherfordium(104號元素的現稱),並規定元素不能以在世的人物命名。[35]美國化學學會強烈抗議這項規定。他們指出,在阿爾伯特·愛因斯坦在世時命名的einsteinium()已經設下了先例,而且調查顯示化學家們對西博格仍然在世並沒有意見。鑒於國際上对104至107號元素名均存在較大分歧,1997年8月27日IUPAC在協商后正式對101至109號元素的重新英文定名,𨭎的英文現稱seaborgium得到了IUPAC的採用及國際上的承認。[36]

全國科學技術名詞化學名詞審定委員會據此於1998年7月8日重新审定、公佈101至109號元素的中文命名,其中首次給出106號元素中文名:「𨭎」(xǐ,音同「喜」)[37],名稱源自IUPAC決定的英文名seaborgium(Sg),以紀念美國化學家格倫·西奧多·西博格。[38][39]

化學特性编辑

推算的特性编辑

氧化態

經過推算,𨭎是6d系過渡金屬的第3個元素,也是元素週期表中6族的最重元素,位於以下。該族的所有元素都呈現出+6氧化態,其穩定性隨著元素的重量而增加。因此𨭎估計會有穩定的+6態。這個族的穩定+5和+4態也在較重的元素中呈現出來;除鉻(III)以外,該族的+3態是還原性的。

化學

𨭎的許多化學特性都是通過同族較輕元素的反應中推算出來的,如從鉬和鎢。鉬和鎢很容易形成三氧化物MO3,所以𨭎也應該會形成SgO3。已知的MO3氧化物能溶於鹼當中,並形成氧離子,因此𨭎也應形成𨭎酸鹽離子SgO42−。另外,WO3能與酸反應,意味著SgO3也會是兩性的。鉬的氧化物MoO3會與水氣反應,產生氫氧化物MoO2(OH)2,所以SgO2(OH)2也是可能形成的。同族較重的元素容易形成具揮發性和不穩定的六鹵化物MX6(X=Cl,F)。只有鎢形成不穩定的六溴化鎢WBr6。因此,SgF6和SgCl6都是可能形成的化合物,其繼承鎢的特性有可能表現在六溴化物SgBr6的更高穩定性上。這些鹵化物在氧和水氣中都是不穩定的,並會立即形成具揮發性的氧鹵化物MOX4和MO2X2。故此SgOX4(X=F,Cl)和SgO2X2(X=F,Cl)應該會形成。在水溶狀態下,它們和氟離子形成各種氧氟絡負離子,例如MOF5和MO3F33−。𨭎也預計會形成類似的絡合物。

實驗化學编辑

氣態编辑

最初研究𨭎化學的實驗主要是通過對揮發性氧氯化物進行氣態熱力色譜法。𨭎原子首先在這條反應中產生: 248Cm(22Ne,4n)266Sg,加熱後與O2/HCl混合物反應。產生出的氧氯化物的吸附屬性在測量之後與鉬和鎢作對比。結果顯示,𨭎形成了揮發性氧氯化物,與其他6族元素相似:

Sg + O
2
+ 2 HCl → SgO
2
Cl
2
+ H
2

2001年,一組人員繼續研究𨭎的氣態化學。他們把𨭎與O2在H2O環境下反應。情況與形成氧氯化物時相近,實驗結果顯示形成了氫氧化氧𨭎,該反應在較輕的6族元素中是常見的。[40]

2 Sg + 3 O
2
→ 2 SgO
3
SgO
3
+ H
2
O
SgO
2
(OH)
2

水溶態编辑

在水溶狀態下,𨭎的化學與鉬和鎢的相近,會形成穩定的+6氧化態。𨭎首先在HNO3/HF溶液中被稀釋成正離子交換樹脂,可能形成中性的SgO2F2或絡負離子[SgO2F3]。0.1 M的HNO3溶液無法稀釋𨭎,而相比之下鉬和鎢則可以。這意味著[Sg(H2O)6]6+的水解最多進行到絡正離子[Sg(OH)5(H2O)]+為止。

0价化合物编辑

𨭎除了+6价外,目前唯一已知的氧化态为0。在2014年,𨭎被发现了羰基配合物Sg(CO)6,和同族形成的Cr(CO)6、Mo(CO)6、W(CO)6类似。Sg(CO)6是挥发性的化合物,和二氧化硅接触迅速反应。[41]

化合物及絡離子编辑

公式 名稱
SgO2Cl2 氧氯化𨭎
SgO2F2 氧氟化𨭎
SgO3 三氧化𨭎
SgO2(OH)2 氫氧化氧𨭎
[SgO2F3] trifluorodioxoseaborgate(VI)
[Sg(OH)5(H2O)]+ aquapentahydroxyseaborgium(VI)
Sg(CO)6 六羰基𨭎

核合成编辑

冷核聚變编辑

本節有關以冷核聚變反應合成𨭎原子核。這些過程在低激發能(約10至20 MeV,因而稱為「冷」核聚變)生成複核,裂變之後存活機率較高。處於激發狀態的原子核再衰變至基態,期間只發出一顆或兩顆中子。

208Pb(54Cr,xn)262-xSg (x=1,2,3)

位於前蘇聯杜布納聯合核研究所格奥尔基·弗廖罗夫領導的團隊在1974年首次利用冷核聚變反應嘗試合成𨭎。他們宣布製造出一次0.48秒長的自發裂變,並指向259Sg。根據後期證據,他們很可能當時探測到260Sg及其衰變產物256Rf兩者的衰變反應。The TWG的結論為,根據當時的證據不足以作出任何結論。[42]

該團隊在1983至1984年再次研究這條反應,並探測到5秒長的自發裂變,並直接指向260Sg。[42]

位於德國重離子研究所的團隊首次在1985年研究了這條反應。他們使用的是改進了的母子體衰變關係法,並探測到261Sg (x=1)和260Sg,以及測量到不完整的1n中子蒸發激發函數。 [43]

2000年12月,位於法國國家大型重離子加速器的團隊研究了該反應,並探測到10顆261Sg原子及2顆260Sg原子。

在優化設施之後,重離子研究所人員在2003年使用金屬鉛目標測量了1n激發函數。同年5月,他們成功把鉛-208目標替換成更耐損耗的硫化鉛(PbS)目標,從而能夠在日後使用更強的離子束。他們探測了1n、2n和3n激發函數,並首次在261Sg同位素上運用α-γ光譜法。他們探測到這個同位素的大約1600個原子,還辨認到新的α光譜線,量度了更準確的半衰期以及辨認出新的電子捕獲和自發裂變支鏈。另外,他們首次探測到了來自衰變產物的K殼層X光,並改進了有關260Sg的數據,包括一個不確定的同核異構體。這項研究在2005年9月和2006年3月也有繼續進行。對261Sg的累積數據於2007年發佈。[44]2005年9月的工作也包括開始對260Sg進行光譜分析。

位於劳伦斯伯克利国家实验室的團隊最近研究了這條反應,從而對同位素261Sg進行分析。他們探測到一個新的同核異構體261mSg,其通過內部轉換衰變到基態。在同一項實驗中,他們也證實了衰變產物257Rf的K殼層同核異構體257m2Rf。[45]

207Pb(54Cr,xn)261-xSg (x=1,2)

位於杜布納的團隊在1974年研究了這條反應,結果與先前使用鉛-208目標時相同。自發裂變活動最先指向259Sg,但之後改為指向260Sg或256Rf,或兩者皆是。在1983至1984年的進一步工作中探測到5秒長的自發裂變,指向衰變源260Sg。[42]

重離子研究所的團隊首次在1985年利用母子體衰變關係法研究了該反應。他們確定探測到259Sg,其為2n中子蒸發通道產物。[43]

這條反應在2005年3月再一次被使用。研究用硫化鉛目標對偶-偶同位素260Sg進行光譜分析。

206Pb(54Cr,xn)260-xSg

杜布納團隊在1974年研究了該反應。他們用它來判斷使用Pb-207和Pb-208目標時所觀察到的自發裂變行為的源頭。他們並沒有探測到任何自發裂變,意味著產生的同位素主要進行α衰變。[42]

208Pb(52Cr,xn)260-xSg (x=1,2)

在1974年一系列冷核聚變反應中,杜布納的團隊也研究了該反應,但同樣沒有探測到自發裂變。[42]劳伦斯伯克利国家实验室在2006年研究發射物同位旋的效應以及複核原子量對蒸發殘餘量的影響,當中再次研究了這條反應。他們在測量1n激發函數時,辨認出259Sg和258Sg。[46]

209Bi(51V,xn)260-xSg (x=2)

在1974年一系列冷核聚變反應中,杜布納的團隊也研究了該反應,但同樣沒有探測到自發裂變。[42]1994年,重離子研究所的團隊利用這條反應合成𨭎,從而研究新發現的偶-偶同位素258Sg。他們探測到10顆258Sg原子,其進行了自發裂變。

熱核聚變编辑

本節有關以熱核聚變反應合成𨭎原子核。這些過程在高激發能(約40至50 MeV,因而稱為「熱」核聚變)生成複核,裂變及擬裂變之後存活機率較低。處於激發狀態的原子核再衰變至基態,期間發出3至5顆中子。

238U(30Si,xn)268-xSg (x=3,4,5,6)

對該反應的首次研究是由日本原子能研究所的科學家於1998年進行的。他們探測到一次自發裂變,當時不確定地指向新同位素264Sg或由263Sg經過電子捕獲後形成的263Db。[47]2006年,重離子研究所和劳伦斯伯克利国家实验室同時研究了該反應,並使用了母子體衰變關係法。劳伦斯伯克利的團隊測量了4n、5n和6n通道的激發函數,而重離子研究所的團隊則觀察到額外的3n通道活動。[48][49][50]兩組人員都辨認出新同位素264Sg,其在短半衰期內進行了自發裂變。

248Cm(22Ne,xn)270-xSg (x=4?,5)

1993年,位於杜布納由Yuri Lazarev帶領的團隊宣布發現了半衰期較長的266Sg和265Sg,都是經過這條反應在4n和5n通道中產生的。這是在尋找可進行化學研究的𨭎同位素之後得到的成果。報告中指出,266Sg以8.57 MeV的能量放射α粒子,半衰期約為20秒。這為Z=108,N=162閉核的穩定性理論提供了證據。[51]1997年,重離子研究所進一步研究了該反應。儘管他們確認了266Sg的產量、衰變模式及半衰期,但是一些矛盾之處仍然存在。在最近進行的對270Hs的合成實驗中(見𨭆)發現,266Sg只進行短半衰期的自發裂變(TSF = 360 ms)。有可能這是其基態(266gSg),而另一個直接產生的活動則指向高旋的K同核異構體266mSg。要證實這一點需要進一步的實驗。

最近在重新評估265Sg和266Sg的衰變特性後,得出的結論為,至今所有衰變都源自具有兩種同核異構體的265Sg。其一是265aSg,其主要的α線位於8.85 MeV,計算出的半衰期為8.9秒;而265bSg的衰變能量為8.70 MeV,半衰期為16.2秒。直接產生時,兩個同核異構能級同時存在。從269Hs的衰變數據中能看出,265bSg是在269Hs衰變時產生的,並會衰變至短半衰期的261gRf同位素。這意味著266Sg其實並非放射α粒子的長半衰期同位素,它實際上在短時間內就會進行裂變。

無論源頭是哪一個同位素,研究人員最近成功使用這條反應來研究𨭎的化學屬性(見下)。

249Cf(18O,xn)267-xSg (x=4)

劳伦斯伯克利和勞倫斯利福摩爾國家實驗室的合作團隊在1974年首次成功合成了𨭎。[34]在成功時所用的實驗中,他們利用了新的母子體關係法辨認出新同位素263Sg。1975年,橡樹嶺國家實驗室的團隊證實了這些衰變數據,但未能辨認出一致的X光,因此未能證明𨭎確實被合成了。1979年,位於杜布納的團隊通過探測自發裂變來研究了這條反應。相比從伯克利得出的數據,他們計算出263Sg的自發裂變支鏈為70%。原先成功的合成反應在1994年終於被劳伦斯伯克利的另一個團隊證實。[52]

作為衰變產物编辑

𨭎的同位素也是某些更高元素衰變中的產物。下表列出至今為止的觀測:

蒸發殘餘 𨭎同位素
291Lv, 287Fl, 283Cn 271Sg
285Fl 269Sg
271Hs 267Sg
270Hs 266Sg
277Cn, 273Ds, 269Hs 265Sg
271Ds, 267Ds 263Sg
270Ds 262Sg
269Ds, 265Hs 261Sg
264Hs 260Sg

同位素编辑

同位素 發現年份 發現所用反應
258Sg 1994年 209Bi(51V,2n)
259Sg 1985年 207Pb(54Cr,2n)
260Sg 1985年 208Pb(54Cr,2n)
261gSg 1985年 208Pb(54Cr,n)
261mSg 2009年 208Pb(54Cr,n)
262Sg 2001年 207Pb(64Ni,n)[53]
263mSg 1974年 249Cf(18O,4n)[34]
263gSg 1994年 208Pb(64Ni,n)[53]
264Sg 2006年 238U(30Si,4n)
265Sg 1993年 248Cm(22Ne,5n)
266Sg 2004年 248Cm(26Mg,4n)
267Sg 2004年 248Cm(26Mg,3n)[54]
268Sg 未知
269Sg 2010年 242Pu(48Ca,5n)[55]
270Sg 未知
271Sg 2003年 242Pu(48Ca,3n)[55]

如同其他高原子序的超重元素,𨭎的所有同位素都具有極高的放射性,壽命短暫,非常不穩定。目前已知的𨭎同位素有12個(不包括亞穩態及K旋同核異構體)。半衰期最長的是269Sg,這個同位素會進行α衰變自發裂變,半衰期大約為14分鐘。半衰期最短的是261mSg,會進行內部轉變英语Internal conversion。其半衰期為92微秒

同核異構體编辑

266Sg

最初的研究辨認出一次8.63 MeV的α衰變,半衰期約為21秒,並指向266Sg的基態。之後的研究辨認出一個以8.52和8.77 MeV能量進行α放射的核素,其半衰期約為21秒。這對偶-偶核素來說是罕見的。近期有關合成270Hs的工作辨認出266Sg進行自發裂變,半衰期只有360毫秒。最近對277Cn和269Hs的研究為265Sg和261Rf的衰變帶來了新的信息。結果指出,原先的8.77 MeV活動應該指向265Sg。因此,自發裂變是源自基態的,而8.52 MeV的活動則是源自高旋的K同核異構體的。要證實這一切則仍需要更多的實驗。最近重新評估數據後的結論指出,8.52 MeV的活動應該指向265Sg,而266Sg只會進行裂變。

265Sg

直接合成265Sg的實驗產生了4條α線:8.94、8.84、8.76和8.69 MeV,半衰期為7.4秒。對產自277Cn和269Hs衰變的265Sg的觀測指出,8.69 MeV的α線可能與半衰期約為20秒的一個同核異構能級有關。這個能級很可能就是混淆指向266Sg或265Sg的原因,因為兩者均能夠衰變為進行裂變的鑪同位素。

對數據的重新評估指出,確實存在兩種同核異構體。一種的主要衰變能量為8.85 MeV,半衰期為8.9秒;第二種衰變能量為8.70 MeV,半衰期為16.2秒。

263Sg

成功合成263Sg的反應產生了一條能量為9.06 MeV的α線。[34]在觀察271gDs、271mDs和267Hs衰變產生的263Sg之後,研究人員證實了以9.25 MeV的α放射進行衰變的同核異構體。同時9.06 MeV的衰變也被證實了,並指向半衰期為0.3秒的基態。9.25 MeV的活動指向半衰期為0.9秒的同核異構能級。

最近合成271g,mDs的數據當中有關267Hs衰變的結果存在怪異之處。其中一次衰變中,267Hs衰變為263Sg,再進行α衰變,半衰期約為6秒。該活動仍沒有確切的同核異構體源頭,要得出結論就需要更多的研究。

261Sg的衰變光譜圖
 
目前被接受的261Sg衰變圖,根據Streicher等人於2003至2006年在重離子研究所的研究

撤回的同位素编辑

269Sg

1999年聲稱合成293Uuo時,同位素269Sg被辨認為其一衰變產物。它以α放射進行衰變,半衰期為22秒。這次發現在2001年被撤回。[56]該同位素最終於2010年成功被合成。

注释编辑

  1. ^ 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[5]或112。[6]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。)[7](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[8]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。[9]
  3. ^ 这个值也标志着普遍接受的复合原子核寿命上限。[16]
  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。[18]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。[19]
  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衰变弱核力导致的。[23]
  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。[24]2018年,LBNL首次直接测量了超重原子核的质量,[25]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)。[26]
  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。[27]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。[28]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。[16]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。[28]
  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。[29]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。[30]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。[30] 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[31]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)。[32]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。[32]但由于其广泛使用,“nobelium”这个名称仍然保持不变。[33]

參考資料编辑

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外部連結编辑