䥑
| 䥑 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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109Mt
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| 外观 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 未知 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 概况 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 名称 · 符号 · 序数 | 䥑 · Mt · 109 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 元素类别 | 未知 可能為過渡金屬[1][2] |
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| 族 · 週期 · 区 | 9 · 7 · d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 标准原子质量 | [278] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 电子排布 | [Rn] 5f14 6d7 7s2 (計算值)[1][3] 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2 (預測) |
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| 历史 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 发现 | 重離子研究所(1982年) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物理性质 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 状态 | 固體 (預測)[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 密度(接近室温) | 37.4(預測)[1] g·cm−3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子性质 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 氧化态 | 9, 8, 6, 4, 3, 1(預測)[1][4][5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 电离能 (更多) |
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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子半径 | 122(預測)[1] pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 共价半径 | 129(估值)[6] pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 杂项 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 晶体结构 | 面心立方 (預測)[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 磁序 | 順磁性(預測)[7] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS号 | 54038-01-6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 最稳定同位素 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 主条目:䥑的同位素 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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䥑是一種人工合成的放射性化學元素,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。
目录 |
歷史 [编辑]
發現 [编辑]
此元素在1982年8月29日由Peter Armbruster和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的重離子研究所。[8] 他們利用鐵-58離子轟擊鉍-209合成了266Mt的單一原子:
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(Lisa 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:
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(鈷:8.9,銠:12.5,銥: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,位於鈷、銠和銥的下面。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]
- ^ 1.0 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.
- ^ 2.0 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.
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- ^ 詳見Uut
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| 元素週期表 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||||||||||||||||||
| 1 | H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||||
| 5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||||||||||||||
| 6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||||||||
| 7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Fl | Uup | Lv | Uus | Uuo | ||||||||||||
| ↓ |
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