，是一種人工合成的化學元素，其化學符號為，原子序數為 116。鉝是一種放射性極強的超重元素，所有同位素的半衰期都極短，極為不穩定，其最長壽的已知同位素為鉝 293，半衰期僅約 60 毫秒。鉝不出現在自然界中，只能在實驗室內以粒子加速器人工合成，於 2000 年用鈣 48Ca 離子撞擊鋦而發現。至今約有 30 個鉝原子被探測到，其中一些為直接合成的，其餘則是鿫的衰變產物。 鉝元素是以美國的勞倫斯利佛摩國家實驗室（英語：Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）命名，該實驗室與俄羅斯杜布納的杜布納聯合原子核研究所合作，在西元 2000 至 2006 年之間的實驗中發現了此元素。該實驗室的名稱中包含了它所在的城市之名，即加利福尼亞州的利佛摩；而該城市是以農場主兼地主（英語：Robert Livermore）所命名。此元素的名稱在西元 2012 年 5 月 30 日被 IUPAC 採用。 在元素週期表中，鉝是位於 p 區的錒系後元素，屬於第 7 週期、第 16 族（氧族），是已知最重的氧族成員。由於沒有足夠穩定的同位素，因此目前未能透過化學實驗來驗證鉝的性質是否符合釙的較重同族元素。根據計算，鉝的一些特性與其同族的較輕元素（氧、硫、硒、碲、釙）相近，且屬於後過渡金屬，儘管計算也顯示鉝的某些性質可能和同族元素有較大差異。 概論 歷史 失敗的合成嘗試 對 116 號元素的第一次搜尋，是由 Ken Hulet 與他的團隊在西元 1977 年於勞倫斯利佛摩國家實驗室（LLNL）執行，他們利用了 248Cm 與 48Ca 的反應，但當時偵測不到任何鉝原子。1978 年，尤里奧加涅相與他的團隊也在杜布納聯合原子核研究所的 Flerov Laboratory of Nuclear Reactions FLNR 嘗試做該反應，但也沒有成功。1985 年，柏克萊與 Peter Armbruster 在 GSI 的團隊合作實驗，實驗結果也是否定的，該次實驗中計算出的截面極限是 10100 皮靶。然而，在杜布納，與 48Ca 有關的反應持續在進行（48Ca 已被證明在用 natPb48Ca 的反應合成鍩的實驗中很有用）。西元 1989 年，超重元素分離器被開發出來。西元 1990 年，開始了靶材料的尋找及與 LLNL 的合作。西元 1996 年，開始生產更高強度的 48Ca 粒子束。西元 1990 年代，完成了靈敏度高出 3 個數量級的長期實驗的準備。這些工作直接導致了有錒系元素靶與 48Ca 的反應中，元素 112 至 118 的新同位素的產生，也導致了元素週期表中最重的五個元素（鈇、鏌、鉝、鿬、鿫）的發現。 1995 年，領導的國際團隊在德國達姆施塔特的 Gesellschaft für Schwerionenforschung GSI 嘗試合成 116 號元素。他們執行鉛 208 的靶與硒 82 的入射粒子之間的輻射捕獲反應。在反應之中，複合核以純粹的伽馬發射（不發射中子）而去激發。此反應並無偵測到 116 號元素的原子。 1998 年尾，波蘭物理學家發表了合成包括 118 和 116 號元素在內的超重元素的計算。計算顯示在嚴格控制的環境下，鉛與氪的核聚變可以產生這兩個元素。1999 年，勞倫斯伯克利國家實驗室利用這些預測，宣佈合成了 118 和 116 號元素，並把論文釋出到《物理評論快報》，不久後結果登上《科學》。研究團隊宣稱成功完成以下核反應： α 翌年，由於其它實驗室及勞倫斯伯克利國家實驗室本身都未能重複這些結果，研究團隊因此撤稿。2002 年 6 月，實驗室主任宣佈原先兩個元素的發現結果建立在第一作者維克托尼諾夫所假造的資料上。Element 118 disappears two years after it was discovered Physicsworldcom August 2 2001 Retrieved on 20120402 發現 2000 年 7 月 19 日，位於俄羅斯杜布納聯合核研究所（JINR）的科學家使用 48Ca 離子撞擊 248Cm 目標，探測到鉝原子的一次 α 衰變，能量為 1054 MeV。結果於 2000 年 12 月釋出。由於 292Lv 的衰變產物和已知的 288Fl 關聯，因此這次衰變起初被認為源自 292Lv。然而其後科學家把 288Fl 更正為 289Fl，所以衰變來源 292Lv 也順應更改到 293Lv。他們於 2001 年 4 至 5 月進行了第二次實驗，再發現兩個鉝原子。Confirmed results of the 248Cm 48Ca4n 292116 experiment Patin et al LLNL report 2003 Retrieved 20080303 48_20mathrm Ca 248_96mathrm Cm to 296_116mathrm Lv to 293_116mathrm Lv 31_0mathrm n 在同樣的實驗裡，研究人員探測到鈇的衰變，並將此次衰變活動指定到 289Fl。在重複進行相同的實驗後，他們並沒有觀測到該衰變反應。這可能是來自鉝的同核異能素 293bLv 的衰變，或是 293aLv 的一條較罕見的衰變支鏈。這須進行進一步研究才能確認。 研究團隊在 2005 年 4 月至 5 月重複進行實驗，並探測到 8 個鉝原子。衰變資料證實所發現的同位素是 293Lv。同時他們也透過 4n 通道第一次觀測到 292Lv。 2009 年 5 月，聯合工作組在報告中指明，發現了的鎶同位素包括 283Cn。283Cn 是 291Lv 的衰變產物，因此該報告意味著 291Lv 也被正式發現（見下）。 2011 年 6 月 11 日，IUPAC 證實了鉝的存在。 命名 鉝的原文名稱 Livermorium（Lv），是 IUPAC 在 2012 年 5 月 30 日正式命名的。之前 IUPAC 根據系統命名法將之命名為 Ununhexium（Uuh）。科學家通常稱之為 元素 116（或 E116）。 此前鉝被提議以俄羅斯莫斯科州（Moscow Oblast）名為 Moscovium，但由於元素 114 和 116 是俄羅斯和美國勞倫斯利福摩爾國家實驗室研究人員合作的產物，而元素 114 已經根據俄羅斯的要求命名，因此元素 116 最後以實驗室所在地美國利弗莫爾市（Livermore）命名為 Livermorium（Lv）。 2012 年 6 月 2 日，中華民國國家教育研究院的化學名詞審譯委員會將此元素暫譯為 zhhant 鉝。 2013 年 7 月，中華人民共和國全國科學技術名詞審定委員會透過以 zhhans 鉝（讀音同「立」）為中文定名。 同位素與核特性 目前已知的鉝的同位素共有 5 個，質量數為 288 及 290293，全部都具有極高的放射性，半衰期極短，極為不穩定。愈重的同位素穩定性愈高，因為它們更接近穩定島的中心，其中最長壽的同位素為鉝 293，半衰期為 53 毫秒，也是目前發現最重的鉝同位素。此外，未經證實的更重同位素鉝 294 可能也具有較長的半衰期，約為 54 毫秒。 預測性質 由於鉝的生產極為昂貴且每次的產量皆極少，產出的鉝又會在極短時間內發生衰變，因此目前除了核特性外，尚未利用實驗測量過任何鉝或其化合物的化學屬性，只能透過理論來預測。 物理與原子性質 鉝是氧族元素，在元素週期表中位於氧、硫、硒、碲、釙之下。所有氧族元素都有六粒價電子，電子構型 ns2np4。鉝預測也和其它氧族元素一樣有六粒價電子，電子構型 7s27p4，因此性質與較輕的同族元素相似。不過，由於鉝的電子速度比同族元素快，接近光速，因此變得明顯的自旋 軌道作用會影響鉝的性質。它降低了鉝原子 7s、7p 電子能級的能量，使它們穩定，但有兩個 7p 電子能級比另外四個更穩定。使 7s 電子變得穩定的現象叫惰性電子對效應，使 7p 電子能級分裂成較穩定與較不穩定部分的現象則叫亞層分裂。計算化學家把較穩定與較不穩定部分分別稱為 7p12 和 7p32。7p12 電子能級會變成第二對惰性電子對，而 7p32 電子能級則可容易地參與化學反應。大部分理論預測都會把鉝的電子構型寫成 7s7p7p，以顯示 7p 電子能級的分裂。 鉝的惰性電子對效應應該比釙強，因此其 2 氧化態會比 4 氧化態穩定。鉝預測的電離能反映了這點，第三電離能（電離了惰性的 7p12 電子）會遠高於第二電離能，而第五電離能也會遠高於第四電離能。鉝的 7s 電子的穩定性將會使它無法達到 6 氧化態。鉝的熔點和沸點預測會延續氧族元素的趨勢，熔點比釙高，但沸點比釙低。它有與釙類似的 α 相和 β 相，密度預測比釙高（αLv 129 gcm3，αPo 92 gcm3）。鉝的類氫原子（只剩一粒電子的原子，即 Lv115）中的電子速度極快，會由於相對論效應而有靜止電子 186 倍的重量。作為比較，釙和碲的這個值分別是 126 和 1080。 化學屬性 氧化態 鉝預計為 7p 系非金屬的第 4 個元素，並是元素週期表中 16 族（VIA）最重的成員，位於釙之下。儘管它是 7p 系元素中理論研究最少的，它的化學性質預測類似釙。這一族的氧化態為 VI，缺少 d 軌域，無法形成超價分子的氧除外。氧的最高氧化態只到 2 ，存在於 OF2（理論上存在的三氟𨦡的氧化態為 4）硫、硒、碲及釙的氧化態都是 IV，穩定性由 S IV 和 Se IV 的還原性到 Po IV 的氧化性。Te IV 是碲最穩定的氧化態。這表明了相對論效應，尤其是惰性電子對效應對元素性質的影響越來越大。因此，隨著元素週期表中氧族元素的下降，較高氧化態的穩定性也跟著下降。 因此，鉝應有不穩定，有氧化性的 IV 態，以及最穩定的 II 態。同族其他元素亦能產生II 態，如氧化物、硫化物、硒化物、碲化物和釙化物。鉝的 2 氧化態應該與鈹和鎂一樣容易形成， 而 4 氧化態只有在和電負性極高的基團反應才能得到，例如四氟化鉝 LvF4。鉝的 6 氧化態應該不存在，因為 7s 軌道非常穩定，使得鉝可能只有四顆價電子。較輕的氧族元素可以形成2 氧化態，存在於氧化物、硫化物、硒化物、碲化物和釙化物中。由於鉝的 7p32 殼層變得不穩定，它的2 氧化態會非常不穩定。這使得鉝應該只能形成陽離子，儘管與釙相比，鉝更大的殼層和能量分裂會使得 Lv2 的不穩定程度略低於預期。 化學特性 鉝的化學特效能從釙的特性推算出來。因此，它應在氧化後產生二氧化鉝（LvO2）。三氧化鉝（LvO3）也有可能產生，但可能性較低。在氧化鉝（LvO）中，鉝會展現出 II 氧化態的穩定性。氟化後它可能會產生四氟化鉝（LvF4）和 或二氟化鉝（LvF2）。氯化和溴化後會產生二氯化鉝（LvCl2）和二溴化鉝（LvBr2）。碘對其氧化後一定不會產生比二碘化鉝（LvI2）更重的化合物，甚至可能完全不發生反應。 氫化鉝 LvH2 將會是最重的氧族元素氫化物，也是 H2O、H2S、H2Se、H2Te 和 PoH2 的同系物。釙化氫比大部分金屬氫化物共價，因為釙介於金屬和類金屬之間，還有一些非金屬的性質。它的性質介於鹵化氫，像是氯化氫（HCl）和金屬氫化物，像是甲錫烷 SnH4 之間。 氫化鉝將會繼續這個趨勢 。比起是一種鉝化物，它更可能是一種氫化物，不過它還是一種分子型化合物。 自旋 軌道作用會使 LvH 鍵比單純靠元素週期律推測的長，也會使 HLvH 的鍵角比預測的更大。從理論上講，這是因為未被佔用的 8s 軌道能量較低，並且可以與鉝的 7p 軌道發生軌道雜化。 這種現象被稱為 超價軌道雜化， 在週期表裡並不少見。例如，分子型二氟化鈣中的鈣原子有 4s 和 3d 參與的軌道雜化。 鉝的二鹵化物將會是直線形的，不過更輕的氧族元素的二鹵化物是角形的。 參見 穩定島 註釋 參考資料 參考書目 外部連結 Category 氧族元素 Category 人工合成元素 7d 7d