【鿔】
鿔（同音字=哥；Copernicium），是一种人工合成的化学元素，其化学符号为鿔，原子序数为112。鿔是一种放射性极强的超重元素及锕系后元素，所有同位素的半衰期都很短，非常不稳定，其最长寿的已知同位素为285Cn，半衰期为28秒。鿔不出现在自然界中，只能在实验室内以粒子加速器人工合成。截至目前，科学家用不同的核反应共合成出了75个鿔原子。除了基础科学研究之外，鿔没有任何实际应用。
在元素周期表中，鿔位于d区，是第7周期、第12族的成员。鿔和金的化学反应显示，它是一种极易挥发的金属，在标准状况下可能是挥发性液体甚至气体，并似乎具有惰性气体的属性，和同族的汞相似，完全具有12族中的最重元素的应有属性。
计算显示，鿔的某些性质和第12族中较轻的同系物锌、镉和汞有较大的差异。最显著的不同就是鿔会在失去7s电子层前先失去两个6d层的电子。因此，根据相对论效应，鿔会是一种过渡金属。通过计算，科学家还发现鿔能呈稳定的+4氧化态，而汞则仅能在极端条件下呈+4态，锌和镉则不能呈+4态。科学家也精确地预测了鿔从游离态到化合态所需的能量。
位于德国达姆施塔特重离子研究所（GSI），由Sigurd Hofmann和Victor Ninov领导的研究团队在1996年首次合成出鿔。其名称得自提出日心说的波兰天文学家尼古拉·哥白尼。
==概述==
== 历史 ==
=== 发现 ===
位于德国达姆施塔特重离子研究所（GSI），由西格·霍夫曼和维克托·尼诺夫领导的研究团队在1996年首次合成出鿔元素。他们在重离子加速器中用高速运行的70锌原子束轰击208铅目标体，获得一颗半衰期仅为0.24毫秒的277Cn原子（另一颗被击散）。制取该元素的核反应方程式为：
2002年重离子研究所重复相同的实验，再次得到一个鿔原子。2004年，日本一家研究机构也合成出了两个鿔原子。
=== 名称 ===
国际纯化学与应用化学联盟（IUPAC）在经过长期验证后，于2009年6月正式承认第112号元素的合成，并随后邀请霍夫曼领导的团队为112号元素提出一个永久名称。2009年7月17日，该团队提议将112号元素命名为Copernicium，缩写Cp，以纪念著名天文学家哥白尼（Copernicus）。他们称，将其命名为Cp的原因，是由哥白尼所提出的日心说与化学中的原子结构（卢瑟福模型）有很多相似之处。
Cp这个名称当时未获得IUPAC的正式承认。IUPAC在此后6个月的时间内进行审议，听取科学界的意见，并于2010年1月公布审议的结果。2009年9月，《自然》杂志上的一篇文章指出符号Cp曾用于镥元素（Lutetium）的旧称（Cassiopeium），现在在配位化学中亦用于指环戊二烯（茂，Cyclopentadiene）配位体。根据目前IUPAC对元素的命名规则，新元素的提议名称是不得与其他元素名称或符号重复的。考虑到上述情况，为了避免歧义，IUPAC已把提议中的符号Cp改为Cn（Copernicium）。
2010年2月19日，德国重离子研究所正式宣布，经国际纯粹与应用化学联合会确认，由该所人工合成的第112号化学元素从即日起获正式名称“Copernicium”，相应的元素符号为“Cn”。
在台湾，此元素之中文名称由国立编译馆化学名词审议委员会和中国化学会名词委员会开会讨论后决定命名为鿔。
中华人民共和国全国科学技术名词审定委员会于2012年1月确定了鿔（读音同“哥”）的简体中文名称，获国家语言文字工作委员会批准后进入国家规范用字。
== 同位素与核特性 ==
目前已知的鿔同位素共有7个，质量数分别为277和281-286，此外鿔-285还有已知但未确认的亚稳态。鿔的同位素全部都具有极高的放射性，半衰期极短，非常不稳定，且较重的同位素大多比较轻的同位素来的稳定，其中最长寿的同位素为鿔-285，半衰期为28秒。除了鿔-285外，其他寿命较长的同位素有鿔-283（半衰期4秒）和未经证实的鿔-285m（15秒）及鿔-286（8.45秒），剩下的同位素半衰期皆短于1秒。大多数鿔同位素主要发生α衰变，有些则会发生自发裂变，此外鿔-283也有机率发生电子捕获。
根据预测，更重的未发现同位素鿔-291和鿔-293可能具有相对极长的半衰期，长达数十年以上，因为理论上它们预计位于稳定岛的中心附近，并且有机会在超新星的R-过程中生成，并在宇宙射线中检测到，尽管它们的含量大约仅为铅的10-12倍。pp=1–15
=== 核合成 ===
诸如鿔等超重元素都是在粒子加速器中用离子轰击轻元素，诱导核聚变反应而产生的。大部分鿔的同位素可用这种方式直接合成，但一些较重的则只发现于更重元素的衰变产物中。
核聚变反应根据所涉及的能量被分为“热聚变”和“冷聚变”。在热核聚变反应中，高能量的轻离子加速撞向质量高的目标体（多数用锕系元素），从而产生高激发能（约40至50 MeV）的复核，并可能释放3至5个中子。在冷聚变反应中，产生的原子核激发能（约10至20 MeV）相对较低，这降低了发生裂变反应的概率。原子核冷却到基态时，只释放一个或两个中子，因此产物的中子数可较高。此处所说的冷聚变反应有别于在室温条件下发生的核聚变反应（见冷聚变）。
==== 冷聚变 ====
1996年重离子研究所首次进行合成鿔的冷核聚变反应，并报告检测到两个277Cn的衰变链。
2000年，他们撤回了这项发现。在2000年重复进行的反应中，他们又合成了一个鿔原子。他们在2002年试图测量1n激发能时，因70Zn束失败而未能取得结果。日本理化学研究所于2004年证实了277Cn的发现。他们进一步发现了两个277Cn原子，并确认了整个衰变链的衰变数据。
277Cn合成成功后，重离子研究所在1997年使用68Zn进行了反应，以研究同位旋（富含中子）对化学产量的影响。
科学家发现，用62Ni和64Ni离子合成𫟼同位素时能提高产量，因此开启了这项实验。由于没有检测到275Cn的衰变链，所以截面限制在1.2 pb。
1990年，一些初步迹象显示，用能量为几个GeV的质子照射钨目标体后，形成了鿔的同位素。重离子研究所和耶路撒冷大学因此合作研究了下列反应。
他们探测到一些自发裂变活动和12.5 MeV能量的α衰变，并将两者的源头指向辐射俘获产物272Cn或1n蒸发残留物271Cn。要证实这些结论，需要进行更多的研究。
==== 热聚变 ====
1998年，俄罗斯杜布纳Flerov核研究实验室（FLNR）开始了一个研究项目：使用钙-48核的热聚变反应来合成超重元素。1998年3月，他们声称已经达到以下反应：
(x=3,4)
新合成的283Cn自发裂变成较轻的核素，半衰期约为5分钟。
该产物的半衰期足够长，所以科学家首次开始针对鿔进行化学气态实验。2000年，杜布纳的Yuri Yukashev重复实验，但未能证实任何半衰期为5分钟的自发裂变。2001年重复的实验中，自发裂变产生的八块碎片积累于低温部分，这表明鿔具有类似氡的属性。不过，现在有些科学家高度怀疑这些结果的由来。为了确认鿔的合成，同一个团队在2003年1月成功地重复了反应，证实了衰变模式和半衰期。他们还能够计算出自发裂变活动质量的估值，约为285。这有助证实该同位素的发现。
美国劳伦斯伯克利国家实验室团队在2002年进行反应时无法检测到任何自发裂变，计算的截面限制在1.6 pb。
2003至2004年，杜布纳的团队使用了「杜布纳天然气填充反冲分离器」（DGFRS）重复进行了反应。这一次，283Cn以9.53 MeV进行α衰变，半衰期约为4分钟。研究人员也在4n通道中观察到282Cn（释放出4个中子）。
2003年，德国重离子研究所也参与寻找长度为5分钟的自发裂变活动。和杜布纳团队的结果相似，他们也能够在低温部分探测到七块自发裂变碎片。然而，这些自发裂变事件之间并无关联，因此不是鿔原子核直接自发裂变产生的。这使科学家质疑鿔的化学特性是否真的和氡相似。在杜布纳团队公布283Cn的不同衰变属性后，重离子研究所团队在2004年9月重复进行实验。他们无法检测到任何自发裂变事件，并计算出检测一个事件的截面限制，约为1.6 pb。
2005年5月，重离子研究所进行了物理实验，探测到单个283Cn原子进行了短半衰期的自发裂变，这意味著存在未知的自发裂变分支。然而，杜布纳一开始已观察到数次直接的自发裂变事件，但他们假定没有探测到母核的α衰变。这些结果表明实际并不存在这个母核的α衰变事件。
2006年，保罗谢尔研究所和Flerov核研究实验室联合进行实验，以研究鿔的化学性质。实验证实了283Cn的新衰变数据。他们在287Fl的衰变产物中观测到两个283Cn原子。实验表明，鿔具有12族典型的属性，是化学性质不稳定的金属。
重离子研究所的小组在2007年1月成功地重现了他们的物理实验，并检测到三个283Cn原子，终于确认了283Cn的确是经α衰变和自发裂变的。
长度为5分钟的自发裂变活动至今尚待证实。它可能源自一种同核异构体：283bCn。其产量收到了具体生产方式的影响。
Flerov核研究实验室小组于2004年研究了这个反应。他们无法检测到任何鿔原子，计算的截面限制为0.6 pb。该小组认为，这表明中子质量数会影响复核的蒸发残渣的产量。
==== 衰变产物 ====
科学家也曾在𫓧的衰变产物中观察到鿔。𫓧目前有五种已知的同位素，全都会经α衰变成为鿔原子，质量数介乎281至285。其中质量数281、284和285的鿔同位素迄今只出现在𫓧的衰变产物中。𫓧本身也是𫟷或鿫的衰变产物。至今已知的其他元素都不会衰变成鿔。
例如，2006年5月，杜布纳小组（联合核研究所）确定282Cn是鿫的α衰变链的最终产物。该产物经过自发裂变成为较轻的核素。
于1999年科学家声称合成了293Og，报告指出281Cn以10.68MeV能量进行α衰变，半衰期为0.9毫秒。报告在2001年遭撤回。293Og终于在2010年被合成，其衰变特性不符合此前的数据。
== 化学属性 ==
=== 推算的化学属性 ===
==== 氧化态 ====
鿔是6d系的最后一个过渡金属，是元素周期表中12族最重的元素，位于锌、镉和汞下面。科学家预测，鿔与其他较轻的12族元素在属性上有显著差异。由于7s电子轨域的稳定加上相对论效应，6d轨域较不稳定性，因此Cn2+离子的电子排布很可能是Rn5f146d87s2，这和同族元素是不同的。在水溶液中，鿔很可能形成+2和+4氧化态，后者更稳定。在较轻的12族元素里，+2氧化态是最常见的，而只有汞能呈+4氧化态，但极少见。唯一一个已知的四价汞化合物（四氟化汞，HgF4）也只能在极端条件下存在。
类似的鿔化合物CnF4、CnO2预计将更加稳定。双原子离子2+中汞具有+1态，但是2+离子预计将不稳定，甚至不存在。
=== 实验化学 ===
==== 原子气态 ====
鿔有基态电子排布为Rn5f146d107s2，所以根据构造原理，鿔应该属于周期表的12族。因此，它的属性应表现为汞的较重同系物，可与金等贵金属形成二元化合物。鿔的化学实验主要研究鿔在不同温度下在金箔表面的吸附作用，从而计算出吸附焓值。由于7s轨域电子相对稳定，鿔表现出类似氡的属性。实验同时形成了汞和氡的放射性同位素，这使科学家能够比较这些元素的吸附特性。
最初的化学实验使用了238U(48Ca,3n)283Cn反应。实验检测到目标同位素的自发裂变，半衰期为5分钟。分析数据表明，鿔的挥发性比汞高，并似乎具有惰性气体的属性。然而，由于未能确定283Cn同位素的发现，因此科学家对这些化学实验结果是持著疑问的。2006年4月至5月，Flerov核研究实验室和保罗谢尔研究所的联合团队在联合核研究所进行了𫓧的合成实验：242Pu(48Ca,3n)287Fl，并在衰变产物中对283Cn进行研究。该实验明确探测到两个283Cn原子，并发现鿔和金会产生弱金属-金属键。这意味著鿔是具高挥发性的汞同系物，明确属于12族。
2007年4月，科学家重复进行了这条反应，又合成了三个283Cn原子。该实验证实了鿔的吸附特性，结果表示鿔完全具有12族中的最重元素的应有属性。