鿬

zh:--;鿬=&gt;zh-tw:--;鿬=&gt;zh-hk:--;鿬=&gt;zh-mo:----，是一種人工合成的化學元素，其化學符號為，原子序數為117，在當前所有已發現的元素中原子序第二高，僅次於118號元素鿫。鿬是一種放射性極強、極為不穩定的超重元素，不存在於自然界中，只能在實驗室內以粒子加速器人工合成，其所有同位素的半衰期都極短，最長壽的已知同位素為294Ts，半衰期僅約51毫秒。2010年，一個美俄聯合科學團隊在俄羅斯杜布納聯合原子核研究所首次宣佈發現鿬。2011年的另一項實驗直接生成了鿬的其中一種子同位素，這證實了2010年實驗的一部份結果；原先的實驗在2012年成功得到重現。2014年，德國亥姆霍茲重離子研究中心也宣佈成功重現該實驗。2015年，負責檢驗超重元素合成實驗的IUPAC/IUPAP聯合工作小組確認117號元素已被發現，命名該元素的提議權由美俄聯合科學團隊取得。鿬的發現晚於118號元素鿫，是截至目前為止最新發現的化學元素。其名稱得自美國田納西州。在元素週期表中，--是位於p區的錒系後元素，為第7週期的倒數第二個元素，位於第17族、所有鹵素之下。由於相對論效應，鿬的性質很可能和鹵素有顯著地差異。科學家預計鿬會是一種揮發性金屬，既不形成陰離子，也不會產生高氧化態，但其熔點、沸點和第一電離能則預計遵從週期表的規律。歷史.發現前.2004年，位於俄羅斯莫斯科州杜布納的聯合核研究所粒子束轟擊鉳目標體，從而產生核聚變反應。但是，美國橡樹嶺國家實驗室是世界上唯一能夠製成鉳的實驗室，其團隊以產量不足為由未能提供這一元素。俄羅斯團隊決定轉而用鈣轟擊鉲目標體，嘗試合成鿫。實驗需要難以取得的鉳元素，有以下的原因。要產生高能離子束，需較輕的同位素。鈣-48由20個質子和28個中子組成，是具有多個過剩中子的最輕的穩定同位素。下一個具有大量過剩中子的同位素為鋅-70，其質量比鈣高出許多。要與含有20個質子的鈣結合成Ts同位素，就需要含有97個質子的鉳。俄羅斯研究人員從地球上自然的鈣中提取少量的鈣-48，以化學方式製成了所需的鈣離子束。合成的原子核將具有更高的質量，更加靠近所謂的穩定島，即理論預測中穩定性特別高的一組超重原子。然而到了2013年，質量足夠高的原子核還沒有被合成，而已經合成的同位素也比穩定島同位素具有較低的中子數。發現.美國團隊在2008年重啟了製造鉳的計劃，並與俄羅斯團隊建立了合作關係。計劃產生了22微克的鉳，足以進行合成實驗。鉳樣本經90天冷卻後，再經90天的化學純化過程。這一鉳目標體必須及時送往俄羅斯，因為鉳-249的半衰期只有330天，即鉳的量每330天因衰變而減半。實驗必須在目標體運輸算起的六個月之內進行，否則會因樣本量過小而無法進行。2009年夏，目標體裝載在五個鉛製容器中，搭乘紐約至莫斯科的航班送達俄羅斯。俄羅斯海關兩次以檔案不全為由拒絕了樣本的通關，因此樣本共五次飛越大西洋，一共花費了幾天時間。到達以後，它被送往烏裡揚諾夫斯克州季米特洛夫格勒，固定在鈦薄片上，然後運往杜布納，安裝在JINR粒子加速器上。這是世界上用於合成超重元素的最強大的粒子加速器。實驗在2009年6月展開，直到2010年1月，弗廖洛夫核反應實驗室的科學家在內部宣佈成功探測到原子序為117的新元素的放射性衰變：一個奇數－奇數同位素和一個奇數－偶數同位素的共兩條衰變鏈，前者經6次α衰變後自發裂變，後者經3次α衰變後自發裂變。2010年4月9日，團隊在《物理評論快報》上刊登了該項發現的正式報告。以上的兩條衰變鏈分別屬於294Ts和293Ts同位素，其合成反應分別為：+ → * → + 3 n+ → * → + 4 n在Ts被合成之前，其所有子同位素都尚未被發現，所以這項結果不能用於向IUPAC/IUPAP聯合工作小組申請證實元素的發現。Ts的其中一個衰變產物鏌-289在2011年被直接合成，其衰變性質與合成Ts時所測得的資料相符。不過當JWP在2007至2011年審閱各種鎶後元素的發現時，參與發現Ts的團隊並沒有向JWP提出申請。杜布納團隊在2012又成功重現了實驗，其結果與先前的實驗吻合。團隊其後提交了新元素發現的申請書，JWP正在審閱這一申請。2014年5月2日，德國達姆施塔特亥姆霍茲重離子研究中心的科學家宣佈成功證實了Ts的發現。他們亦因此發現了新的鐒-266同位素。該同位素是𨧀-270的α衰變產物，半衰期為11小時，是所有超重元素的已知同位素中壽命最長的。鐒-266可能就位於穩定島的「岸邊」。命名.根據德米特里·門捷列夫對未發現元素的命名方法，117號元素可稱為「eka-砈」或「dvi-碘」。1979年，國際純粹與應用化學聯合會，源於橡樹嶺國家實驗室、範德堡大學和田納西大學所在的田納西州，此名稱於2016年11月28日正式獲得認可。中文名稱.2017年1月15日，中華人民共和國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，將此元素命名為鿬。2017年4月5日，中華民國國家教育研究院的化學名詞審譯委員會審譯修正透過之「化學元素一覽表」將此元素命名為「鿬」，音同「田」。“鿬”字已於2018年6月5日被正式加入統一碼11.0中，碼位為U+9FEC。預測的性質.原子核穩定性及同位素.鈽-244是地殼中質量最高的原始元素。對於鈽以後的元素，隨著原子序的增加，原子核的穩定性迅速下降。所有原子序超過101的元素卻具有比預測值更高的穩定性。科學家尚未明白這一現象的原因。這一超重元素穩定性增加的現象被稱為「穩定島」，最早是由格倫·西奧多·西博格所提出的。Ts是所有已合成元素中質量第二高的，其放射性半衰期小於1秒，但這仍然比發現報告中的預測值高。杜布納團隊相信，這一元素的成功合成直接證明瞭穩定島的存在。根據計算，295Ts同位素的半衰期為18 ± 7毫秒，而且曾用於合成293Ts和294Ts的鉳-鈣反應也可以用來合成295Ts。但是這一反應產生295Ts的機率最多隻有產生294Ts的七分之一。利用量子穿隧模型來進行的計算預測，有多個Ts的同位素都能進行半衰期長達40毫秒的α衰變，其中以296Ts最為顯著。另一項利用液滴模型的研究得出了相似的結果，而且還發現，質量比301Ts高的同位素有穩定性增加的趨勢。到了335Ts，在不考慮β衰變的情況下，其半衰期甚至超過了宇宙的年齡。原子及物理性質.鿬屬於元素週期表中的17族，位於五個鹵素以下"l"從1變為1/2和3/2，分別對應於7p支殼層的較穩定和較不穩定部份。鿬的價電子排布寫法可以表現出這種分裂效應：7s7p7p。鿬的6d電子層也有分裂的現象，形成6d3/2支殼層。這兩個支殼層的能量都有所提升，更為接近7s電子層，但科學家並沒有預測任何涉及6s電子的化學反應。7p1/2和7p3/2層之間的距離異常高，有9.8 eV。砈的6p支殼層分裂只有3.8 eV，而且其6p1/2化學反應已經非常有限。這些原因都導致鿬的化學性質與位於其上的同族元素不同。鿬的第一電離能，即從原子移除一顆電子所需的能量，預測為7.7 eV。這比上面的鹵素低，延續了週期表的趨勢。它的電子親和能將會是17族中最低的，預測值為2.6或1.8 eV，這同樣符合規律。當鿬處於類氫原子狀態時，其電子的運動速度極快，相對論效應使它的質量增加至靜止電子的1.9倍。砈的這一數值為1.27，而碘則是1.08。根據相對論定律簡單地推算，可間接得出原子半徑的收縮。不過，更詳細的計算卻顯示，形成了一個共價鍵的鿬原子的半徑為165 pm，而砈則是147 pm。當移除了7顆外層電子後，鿬才比砈更小：鿬半徑變為57 pm，砈則是61 pm。鿬的熔點和沸點尚未有確切的預測值。早期論文估計，熔點為350至500 °C，沸點在550 °C；另有估計熔點為350至550 °C，沸點為610 °C。這些數值都比砈高，這與週期表趨勢相符。之後的一篇論文則預計鿬的沸點為345 °C。密度預計在7.1和7.3 g·cm−3之間，這將延續鹵素密度上升的趨勢。化學性質.17族中位於鿬以上的元素通常會接受一顆電子，以達致穩定的惰性氣體電子排布。這種排布中，價電子殼層含有8個電子，形成具有最低能量的八隅體構造。該族元素形成八隅體的能力隨著原子序的增加而降低，因此鿬將會是17族中最不易接受一個電子的元素。在Ts預測能夠形成的氧化態中，−1態是最不常見的。兩個鿬原子預計會形成Ts–Ts鍵，與鹵素一樣形成雙原子分子。根據計算，At2分子中的σ鍵具有很強的反鍵性質；而Ts預計會持續這一趨勢，Ts2分子會有較強的π鍵性質。TsCl分子會以單個π鍵鍵合。除了不穩定的−1態之外，預測鿬還能夠形成+5、+3和+1態。其中+1態應該是最為穩定的，因為最外層7p3/2電子的去穩定作用使它形成穩定的半滿支殼層排布；砈有著類似的特性。+3態同樣因7p3/2電子的去穩定作用而十分重要。根據預測，+5態將非常罕見，因為7p1/2電子具有穩定作用。計算並沒有得出+7態的存在。而且由於7s電子的穩定性很強，所以有科學家認為Ts的價電子核心可能只有5個電子。最簡單的鿬化合物是它的氫化物TsH。這一化合鍵是由鿬的7p3/2電子和氫的1s電子所形成的。TsH會延續鹵素氫化物的趨勢，與砈化氫相比，其鍵長更長，離解能也更高。然而在自旋-軌道作用下，TsF分子的離解能也有所提高。這是因為這一鍵合降低了Ts的電負性，使它與電負性極高的氟所形成的鍵更似一個離子鍵。TsF很可能是17族元素的一氟化物中鍵合最強的一個。價層電子對互斥理論預測，17族的三氟化物都會具有T形分子結構。所有已知的鹵素的三氟化物都有這種分子結構：AX3E2，即三個配位體。價層電子對互斥理論有可能無法準確預測超重元素的化合物分子結構。另外，自旋-軌道作用大大加強了TsF3分子的穩定性。這可能是因為，鿬和氟之間電負性的巨大差異造成分子呈現一些離子的性質。備註.參考書目.**