鿔

鿔（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。在元素周期表第七周期的超重元素中，除了114号元素𫓧以外，112号元素鿔也是稳定岛中心的另一候选元素，例如282Cn的激发态有可能具有较长的半衰期。

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族中较轻的同族元素锌、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。其名称得自提出日心说的波兰天文学家尼古拉·哥白尼。

## 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：

$$\,^{70}_{30}\mathrm{Zn} + \,^{208}_{82}\mathrm{Pb} \, \to \,^{277}_{112}\mathrm{Cn} + \; ^1_0\mathrm{n} \;$$

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也有几率发生电子捕获。

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。

## 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族元素中，+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Hg22+中汞具有+1态，但是Cn22+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族元素，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着疑问的。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。这意味着鿔是具高挥发性的汞同类物，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。

## 基本资料

- 名称·符号·序数：112
- 名称·符号·序数：Cn
- 名称·符号·序数：Copernicium
- left：𬬭
- right：鿭
- 元素类别：过渡金属
- 族·周期·区：12
- 族·周期·区：7
- 族·周期·区：d
- 标准原子质量：285
- 电子排布：Rn 5f14 6d10 7s2
- electron configuration comment：预测
- 电子排布：2, 8, 18, 32, 32, 18, 2
- electrons per shell comment：预测
- 物态：液体
- 物态：（预测）
- 密度：23.7
- density gpcm3nrt comment：预测
- 沸点：357
- 沸点：84
- 沸点：183
- 晶体结构：六方密堆积
- 晶体结构：预测
- oxidation states：0、+1、+2、+4
- oxidation states comment：预测
- 5：1154.9
- 5：2170.0
- 5：3164.7
- ionization energy comment：全为估值
- 原子半径：147
- atomic radius comment：预测
- 共价半径：122
- 共价半径：预测
- CAS号：54084-26-3
- 发现：重离子研究所
- 发现：1996