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109Mt




(Uhu)
𨭆
外觀
未知
概況
名稱·符號·序數 䥑(Meitnerium)·Mt·109
元素類別 未知
可能為過渡金屬[1][2]
·週期· 9·7·d
標準原子質量 [278]
電子排布

[Rn] 5f14 6d7 7s2
(計算值)[1][3]
2, 8, 18, 32, 32, 15, 2
(預測)

䥑的电子層(2, 8, 18, 32, 32, 15, 2(預測))
歷史
發現 重離子研究所(1982年)
物理性質
物態 固體(預測)[2]
密度 (接近室温
37.4(預測)[1] g·cm−3
蒸汽壓
原子性質
氧化態 9, 8, 6, 4, 3, 1(預測)[1][4][5]
電離能

第一:800.8(估值)[1] kJ·mol−1
第二:1823.6(估值)[1] kJ·mol−1
第三:2904.2(估值)[1] kJ·mol−1

更多
原子半徑 122(預測)[1] pm
共價半徑 129(估值)[6] pm
雜項
晶體結構

面心立方 (預測)[2]

䥑具有面心立方晶體結構
磁序 順磁性(預測)[7]
CAS號 54038-01-6
最穩定同位素

主条目:䥑的同位素

同位素 豐度 半衰期 方式 能量MeV 產物
278Mt syn 7.6 s α 9.6 274Bh
276Mt syn 0.72 s α 9.71 272Bh
274Mt syn 0.44 s α 9.76 270Bh
270mMt ? syn 1.1 s α 266Bh
此處只列出半衰期超過0.1秒的同位素

是一種人工合成放射性化學元素,化學符號是Mt原子序是109。它是9 (VIIIB)族最重的元素,但由於還沒有足夠穩定的䥑同位素,因此未能通過化學實驗來驗證䥑的特性。䥑於1982年首次被合成,其最穩定同位素為278Mt,半衰期為7.6秒。

歷史[编辑]

發現[编辑]

此元素在1982年8月29日由Peter Armbruster英语Peter ArmbrusterGottfried Münzenberg英语Gottfried Münzenberg領導的研究團隊所合成出來,此團隊位於德國黑森邦達姆施塔特重離子研究所[8] 他們利用-58離子轟擊-209合成了266Mt的單一原子:

\,^{209}_{83}\mathrm{Bi} + \,^{58}_{26}\mathrm{Fe} \to \,^{266}_{109}\mathrm{Mt} + \,^{1}_{0}\mathrm{n}

命名[编辑]

根据IUPAC元素系统命名法,䥑的舊稱是Unnilennium,來自1、0、9的拉丁語寫法。1997年IUPAC正式將其命名為Meitnerium,以紀念奧地利瑞典原子物理學家莉澤·邁特納(Lise Meitner)。

未來實驗[编辑]

日本理化學研究所的一個團隊已表示有計劃研究以下反應:

\,^{248}_{96}\mathrm{Cm} + \,^{27}_{13}\mathrm{Al} \to \,^{275}_{109}\mathrm{Mt} ^{*} \to \,?

同位素與核特性[编辑]

核合成[编辑]

能產生Z=109复核的目標、發射體組合[编辑]

下表列出各種可用以產生109號元素的目標、發射體組合。

目標 發射體 CN 結果
208Pb 59Co 267Mt 反應成功
209Bi 58Fe 267Mt 反應成功
232Th 41K 273Mt 尚未嘗試
231Pa 40Ar 271Mt 尚未嘗試
238U 37Cl 275Mt 至今失敗
237Np 36S 275Mt 尚未嘗試
244Pu 31P 275Mt 尚未嘗試
242Pu 31P 273Mt 尚未嘗試
243Am 30Si 273Mt 尚未嘗試
248Cm 27Al 275Mt 尚未嘗試
250Cm 27Al 277Mt 尚未嘗試
249Bk 26Mg 275Mt 尚未嘗試
249Cf 23Na 272Mt 尚未嘗試
251Cf 23Na 274Mt 尚未嘗試
254Es 22Ne 276Mt 至今失敗

作為衰變產物[编辑]

科學家也曾在更重元素的衰變產物中發現䥑的同位素。

蒸發殘留 觀測到的䥑同位素
294Uus 278Mt
288Uup 276Mt
287Uup 275Mt
282Uut 274Mt
278Uut 270Mt
272Rg 268Mt

同位素發現時序[编辑]

同位素 發現年份 核反應
266Mt 1982年 209Bi(58Fe,n)[8]
267Mt 未知
268Mt 1994年 209Bi(64Ni,n)[9]
269Mt 未知
270Mt 2004年 209Bi(70Zn,n)[10]
271Mt 未知
272Mt 未知
273Mt 未知
274Mt 2006年 237Np(48Ca,3n)
275Mt 2003年 243Am(48Ca,4n)[11]
276Mt 2003年 243Am(48Ca,3n)
277Mt 未知
278Mt 2009年 249Bk(48Ca,3n)[12]

核異構體[编辑]

270Mt[编辑]

科學家在278Uut的衰變鏈中確定探測到兩個270Mt原子。這兩個原子擁有非常不同的衰期和衰變能量,並來自兩個不同的274Rg同核異構體。第一種同核異構體經過α衰變,能量為10.03 MeV,半衰期為7.16毫秒;另一種的半衰期為1.63秒,但衰變能量未知。由於缺乏數據,要對這些同核異構體進行實際的能級分配,必需作進一步的研究。

268Mt[编辑]

多個實驗的結果顯示,268Mt的α衰變光譜是非常複雜的。從268Mt釋放出的α粒子能量有10.28、10.22和10.10 MeV,半衰期也分別為42毫秒、21毫秒和102毫秒。長半衰期的一次衰變事件來自同核異能態。科學家正在研究其他兩個半衰期差距的原因。由於缺乏數據,要對這些同核異構體進行實際的能級分配,必需作進一步的研究。

同位素產量[编辑]

下表列出直接合成䥑的聚變核反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。

冷聚變[编辑]

發射體 目標 CN 1n 2n 3n
58Fe 209Bi 267Mt 7.5 pb
59Co 208Pb 267Mt 2.6 pb, 14.9 MeV

理論計算[编辑]

下表列出各種目標-發射體組合,並給出最高的預計產量。

HIVAP = 重離子汽化統計蒸發模型; σ = 截面

目標 發射體 CN 通道(產物) σmax 模型 參考資料
243Am 30Si 273Mt 3n (270Mt) 22 pb HIVAP [13]
243Am 28Si 271Mt 4n (267Mt) 3 pb HIVAP [13]
249Bk 26Mg 275Mt 4n (271Mt) 9.5 pb HIVAP [13]
254Es 22Ne 276Mt 4n (272Mt) 8 pb HIVAP [13]
254Es 20Ne 274Mt 4-5n (270,269Mt) 3 pb HIVAP [13]

化學屬性[编辑]

推算的化學屬性[编辑]

物理特性[编辑]

根據週期表的趨勢,䥑應該是一種高密度金屬,密度大約為30 g/cm3:8.9,:12.5,:22.5),熔點也很高,約為2600至2900°C(鈷:1480,銠:1966,銥:2454)。它的耐腐蝕性可能很高,甚至比銥更高。

氧化態[编辑]

䥑預計將是6d系過渡金屬的第7個元素,也是週期表中9族最重的成員,位於的下面。該族是過渡金屬中首次擁有比族數低的氧化態的,而且沒有元素擁有+9態。較重的兩個9族元素氧化態為+6,而銥最穩定的為+4和+3態,銠則呈穩定的+3態。因此預期䥑會形成穩定的+3狀態,但也可能有穩定的+4和+6態。

化學特性[编辑]

䥑應可形成六氟化物MtF6。這氟化物預計將較六氟化銥更加穩定,因為同族元素從上到下的+6氧化態越來越穩定。

在與氧發生反應時,銠主要形成Rh2O3 ,而銥會被氧化為+4態的IrO2。因此䥑可能會形成二氧化物MtO2

9族元素的+3態常見於與鹵素直接反應所形成的三鹵化物(氟化物除外)。因此䥑應可形成MtCl3、MtBr3和MtI3

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements//In Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Östlin, A.; Vitos, L. First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals. Physical Review B. 2011, 84 (11). Bibcode:2011PhRvB..84k3104O. doi:10.1103/PhysRevB.84.113104. 
  3. ^ Thierfelder, C.; Schwerdtfeger, P.; Heßberger, F. P.; Hofmann, S. Dirac-Hartree-Fock studies of X-ray transitions in meitnerium. The European Physical Journal A. 2008, 36 (2): 227. Bibcode:2008EPJA...36..227T. doi:10.1140/epja/i2008-10584-7. 
  4. ^ Ionova, G. V.; Ionova, I. S.; Mikhalko, V. K.; Gerasimova, G. A.; Kostrubov, Yu. N.; Suraeva, N. I. Halides of Tetravalent Transactinides (Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, 110th Element): Physicochemical Properties. Russian Journal of Coordination Chemistry. 2004, 30 (5): 352. doi:10.1023/B:RUCO.0000026006.39497.82. 
  5. ^ Himmel, Daniel; Knapp, Carsten; Patzschke, Michael; Riedel, Sebastian. How Far Can We Go? Quantum-Chemical Investigations of Oxidation State +IX. ChemPhysChem. 2010, 11 (4): 865–9. doi:10.1002/cphc.200900910. PMID 20127784. 
  6. ^ Chemical Data. Meitnerium - Mt, Royal Chemical Society
  7. ^ Saito, Shiro L. Hartree–Fock–Roothaan energies and expectation values for the neutral atoms He to Uuo: The B-spline expansion method. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 2009, 95 (6): 836. Bibcode:2009ADNDT..95..836S. doi:10.1016/j.adt.2009.06.001. 
  8. ^ 8.0 8.1 Münzenberg, G.; Armbruster, P.; Heßberger, F. P.; Hofmann, S.; Poppensieker, K.; Reisdorf, W.; Schneider, J. H. R.; Schneider, W. F. W. 等. Observation of one correlated α-decay in the reaction 58Fe on 209Bi→267109. Zeitschrift für Physik A. 1982, 309 (1): 89. Bibcode:1982ZPhyA.309...89M. doi:10.1007/BF01420157. 
  9. ^ 詳見
  10. ^ 詳見Uut
  11. ^ 詳見Uup
  12. ^ Oganessian, Yu. Ts.; Abdullin, F. Sh.; Bailey, P. D.; Benker, D. E.; Bennett, M. E.; Dmitriev, S. N.; Ezold, J. G.; Hamilton, J. H. et al. Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117. Physical Review Letters. 2010, 104. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502. PMID 20481935. 
  13. ^ 13.0 13.1 13.2 13.3 13.4 Wang Kun; et al.. A Proposed Reaction Channel for the Synthesis of the Superheavy Nucleus Z = 109. Chinese Physics Letters. 2004, 21 (3): 464. arXiv:nucl-th/0402065. Bibcode:2004ChPhL..21..464W. doi:10.1088/0256-307X/21/3/013.