䥑
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| 外观 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 未知 | ||||||
| 概况 | ||||||
| 名称 / 符号 / 序数 | 䥑, Mt, 109 | |||||
| 元素类别 | 過渡金屬 | |||||
| 族 / 周期 / 区 | 9, 7, d | |||||
| 原子质量 | 278 g·mol−1 | |||||
| 电子排布 | 未知 | |||||
| 每层电子排布 | 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2 (图) | |||||
| 物理性质 | ||||||
| 状态 | 未知 | |||||
| 原子性质 | ||||||
| 杂项 | ||||||
| CAS号 | 54038-01-6 | |||||
䥑是一種人工合成的放射性化學元素，化學符號是Mt，原子序數是109。它是9 (VIIIB)族最重的元素，但至今仍沒有足夠穩定的同位素能用在實驗當中，以證明它的特性與該族的相符。䥑於1982年首次被合成，其最穩定同位素為278Mt，它的半衰期約為30分鐘。
目录 |
[编辑] 歷史
[编辑] 發現
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中心。[1] 他們利用鐵-58離子轟擊鉍-209合成了266Mt的單一原子：
- 20983Bi + 5826Fe → 266109Mt + n
[编辑] 命名
䥑的舊稱是Unnilennium，也即1-0-9-ium，乃系根据IUPAC的系统化命名规则而命名。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。
[编辑] 未來實驗
理化學研究所的一個團隊已表示有計劃研究以下反應：
- 24896Cm + 2713Al → 275109Mt* → ?
[编辑] 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
下表列出各種可用以產生原子序為109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 |
[编辑] 冷聚變
[编辑] 209Bi(58Fe,xn)267-xMt(x=1)
這個反應是在1982年由重離子研究所的團隊首次嘗試。在他們的實驗中發現與識別266Mt的單個原子在1N中子蒸發通道。經過在1983年的失敗，1985年在杜布納的FLNR團隊觀察阿爾法衰變的的產物246Cf說明形成䥑。GSI在1988年合成了另外2個266Mt原子和1997年繼續在檢測的12個原子在測量過程中的1N激發函數。[2] [3]
[编辑] 208Pb(59Co,xn)267-xMt(x=1)
杜布納小組是在1985年首次研究上述反應。他們能夠探測到的α衰變的產物246Cf說明形成䥑原子。2007年，勞倫斯伯克利國家實驗室在延續他們研究的奇數原子序發射體對在冷聚變反應的蒸發殘留產量的效果，他們合成了266Mt，並能與已知的衰變產物相關。[4]
[编辑] 181Ta(86Kr,xn)267-xMt
有強烈證據顯示重離子研究所在2001年8月曾進行過這個反應。他們並未發佈任何報告，因此可能並未探測到任何產物原子，正如團隊所料。
[编辑] 熱聚變
[编辑] 238U(37Cl,xn)275-xMt
2002-2003年，勞倫斯伯克利國家實驗室的團隊試圖進行上述反應，以尋找同位素266Mt，它可能足夠穩定讓團隊研究䥑的化學性質。不幸的是，沒有檢測到原子和截面限制在1.5 PB測定為4N通道。[5]
[编辑] 254Es(22Ne,xn)276-xMt
勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）在1988年由Ken Hulet首次嘗試使用上述非對稱熱核聚變反應產生長壽命的䥑同位素。他們無法檢測到任何產品的原子，並計算了截面限制在1 NB。[6]
[编辑] 作為衰變產物
䥑同位素也作為更重元素的衰變產物被觀察到。
| 蒸發殘留 | 觀測到的䥑同位素 |
|---|---|
| 294Uus | 278Mt |
| 288Uup | 276Mt |
| 287Uup | 275Mt |
| 282Uut | 274Mt |
| 278Uut | 270Mt |
| 272Rg | 268Mt |
[编辑] 同位素發現時序
| 同位素 | 發現年份 | 核反應 |
|---|---|---|
| 266Mt | 1982年 | 209Bi(58Fe,n)[1] |
| 267Mt | 未知 | |
| 268Mt | 1994年 | 209Bi(64Ni,n)[7] |
| 269Mt | 未知 | |
| 270Mt | 2004年 | 209Bi(70Zn,n)[8] |
| 271Mt | 未知 | |
| 272Mt | 未知 | |
| 273Mt | 未知 | |
| 274Mt | 2006年 | 237Np(48Ca,3n) |
| 275Mt | 2003年 | 243Am(48Ca,4n)[9] |
| 276Mt | 2003年 | 243Am(48Ca,3n) |
| 277Mt | 未知 | |
| 278Mt | 2009年 | 249Bk(48Ca,3n)[10] |
[编辑] 核異構體
[编辑] 270Mt
270Mt的兩個原子已確定在278113的衰變鏈。這兩個非常不同的衰變壽命和衰變能量，也從兩個明顯不同的274Rg核異構體。第一個核異構體通過10.03 MeV進行α衰變，半衰期7.2毫秒。另一個核異構體的α衰變半衰期則為1.63秒。一個分配到特定的水平是不可能在有限的可用數據。必需作進一步的研究。
[编辑] 268Mt
268Mt的α衰變譜似乎是從複雜的多次實驗的結果。10.28,10.22和10.10MeV的阿爾法線被觀察。已確定半衰期為42毫秒，21毫秒和102毫秒。長壽命的α衰變釋出能量10.10MeV，而且必須被分配到核異構體的水平。而其他兩個之間的半衰期差異尚未得到解決。一個分配到特定的水平是不可能的可用數據，並進一步研究是必要的。
[编辑] 同位素產量
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。
[编辑] 冷聚變
| 發射體 | 目標 | CN | 1n | 2n | 3n |
|---|---|---|---|---|---|
| 58Fe | 209Bi | 267Mt | 7.5 pb | ||
| 59Co | 208Pb | 267Mt | 2.6 pb, 14.9 MeV |
[编辑] 理論計算
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 | [11] |
| 243Am | 28Si | 271Mt | 4n (267Mt) | 3 pb | HIVAP | [11] |
| 249Bk | 26Mg | 275Mt | 4n (271Mt) | 9.5 pb | HIVAP | [11] |
| 254Es | 22Ne | 276Mt | 4n (272Mt) | 8 pb | HIVAP | [11] |
| 254Es | 20Ne | 274Mt | 4-5n (270,269Mt) | 3 pb | HIVAP | [11] |
[编辑] 化學屬性
[编辑] 推算的化學屬性
[编辑] 物理特性
根據週期表的趨勢，䥑應該是一種非常沉重的金屬，密度大約30 g/cm3(鈷：8.9, 銠：12.5, 銥：22.5)和約2600–2900°C的高熔點(鈷：1480, 銠：1966, 銥：2454)。它應該是非常耐腐蝕；甚至比銥更耐腐蝕。
[编辑] 氧化態
䥑預計將是6D系列過渡金屬的第七成員和週期表中最重的9族成員，位於鈷，銠和銥的下面。這組過渡金屬首次呈現低氧化態和+9狀態是未知的。較重的兩個成員表現出最大的氧化態為+6，而銥最穩定的狀態為+4和+3，銠則呈現穩定的+3氧化態。因此預期䥑形成穩定的+3狀態，但也可能呈現穩定的+4和+6狀態。
[编辑] 化學特性
9族元素的+6狀態是其中的氟化物所形成的直接反應。因此䥑應形成六氟化物，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+6狀態越來越穩定。
在與氧發生反應時，銠主要形成Rh2O3 ，而銥被氧化為+4狀態IrO2。因此䥑可能生成二氧化物MtO2。
9族元素的+3狀態常見於與鹵素直接反應所形成的三鹵化物（氟化物除外）。因此䥑應形成MtCl3，MtBr3和MtI3。
[编辑] 参见
| 元素週期表 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H | He | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||||||||||||
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |||||||||||||||||||||||||
| 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 | |||||||||||
| 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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[编辑] 注释
- ^ 1.0 1.1 Münzenberg, G.; Armbruster, P.; Heßberger, F. P.; Hofmann, S.; Poppensieker, K.; Reisdorf, W.; Schneider, J. H. R.; Schneider, W. F. W. et al.. Observation of one correlated α-decay in the reaction 58Fe on 209Bi→267109. Zeitschrift für Physik A. 1982, 309 (1): 89. doi:10.1007/BF01420157. Bibcode: 1982ZPhyA.309...89M.
- ^ Münzenberg, G.; Hofmann, S.; Heßberger, F. P.; Folger, H.; Ninov, V.; Poppensieker, K.; Quint, A. B.; Reisdorf, W. et al.. New results on element 109. Zeitschrift für Physik A. 1988, 330 (4): 435. doi:10.1007/BF01290131. Bibcode: 1988ZPhyA.330..435M.
- ^ Hofmann, S.; Heßberger, F.P.; Ninov, V.; Armbruster, P.; Münzenberg, G.; Stodel, C.; Popeko, A.G.; Yeremin, A.V. et al.. Excitation function for the production of 265 108 and 266 109. Zeitschrift für Physik A. 1997, 358 (4): 377. doi:10.1007/s002180050343. Bibcode: 1997ZPhyA.358..377H.
- ^ Nelson et al.. Comparison of complementary reactions in the production of Mt. Physical Rev. C. 2009, 79: 027605.
- ^ "The search for 271Mt via the reaction 238U + 37Cl", Zielinski et al.., GSI Annual report, 2003. Retrieved on 2008-03-01
- ^ see reference 4 for reference to an internal report from LLNL
- ^ see roentgenium for details
- ^ see ununtrium for details
- ^ see ununpentium for details
- ^ 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. doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502. PMID 20481935. Bibcode: 2010PhRvL.104n2502O.
- ^ 11.0 11.1 11.2 11.3 11.4 Wang Kun; et al.. A Proposed Reaction Channel for the Synthesis of the Superheavy Nucleus Z = 109. Chinese Physics Letters. 2004, 21 (3): 464. doi:10.1088/0256-307X/21/3/013. Bibcode: 2004ChPhL..21..464W.
