维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索
錀   111Rg
氢(其他非金属)
氦(惰性气体)
锂(碱金属)
铍(碱土金属)
硼(类金属)
碳(其他非金属)
氮(其他非金属)
氧(其他非金属)
氟(卤素)
氖(惰性气体)
钠(碱金属)
镁(碱土金属)
铝(贫金属)
硅(类金属)
磷(其他非金属)
硫(其他非金属)
氯(卤素)
氩(惰性气体)
钾(碱金属)
钙(碱土金属)
钪(过渡金属)
钛(过渡金属)
钒(过渡金属)
铬(过渡金属)
锰(过渡金属)
铁(过渡金属)
钴(过渡金属)
镍(过渡金属)
铜(过渡金属)
锌(过渡金属)
镓(贫金属)
锗(类金属)
砷(类金属)
硒(其他非金属)
溴(卤素)
氪(惰性气体)
铷(碱金属)
锶(碱土金属)
钇(过渡金属)
锆(过渡金属)
铌(过渡金属)
钼(过渡金属)
锝(过渡金属)
钌(过渡金属)
铑(过渡金属)
钯(过渡金属)
银(过渡金属)
镉(过渡金属)
铟(贫金属)
锡(贫金属)
锑(类金属)
碲(类金属)
碘(卤素)
氙(惰性气体)
铯(碱金属)
钡(碱土金属)
镧(镧系元素)
铈(镧系元素)
镨(镧系元素)
钕(镧系元素)
钷(镧系元素)
钐(镧系元素)
铕(镧系元素)
钆(镧系元素)
铽(镧系元素)
镝(镧系元素)
鈥(镧系元素)
饵(镧系元素)
铥(镧系元素)
镱(镧系元素)
镥(镧系元素)
铪(过渡金属)
钽(过渡金属)
钨(过渡金属)
铼(过渡金属)
锇(过渡金属)
铱(过渡金属)
铂(过渡金属)
金(过渡金属)
汞(过渡金属)
铊(贫金属)
铅(贫金属)
铋(贫金属)
钋(贫金属)
砹(卤素)
氡(惰性气体)
钫(碱金属)
镭(碱土金属)
锕(锕系元素)
钍(锕系元素)
镤(锕系元素)
鈾(锕系元素)
镎(锕系元素)
钚(锕系元素)
镅(锕系元素)
锔(锕系元素)
锫(锕系元素)
锎(锕系元素)
锿(锕系元素)
镄(锕系元素)
钔(锕系元素)
铹(锕系元素)
锘(锕系元素)
鑪(过渡金属)
𨧀(过渡金属)
𨭎(过渡金属)
𨨏(过渡金属)
𨭆(过渡金属)
䥑(未知特性)
鐽(未知特性)
錀(未知特性)
鎶(过渡金属)
Uut(未知特性)
鈇(贫金属)
Uup(未知特性)
鉝(未知特性)
Uus(未知特性)
Uuo(未知特性)




(Uhu)
外觀
銀白色(預測)[1]
概況
名稱·符號·序數 錀(Roentgenium)·Rg·111
元素類別 未知
可能為過渡金屬
·週期· 11·7·d
標準原子質量 [281]
電子排布

[Rn] 5f14 6d9 7s2
(預測)[1][2]
2, 8, 18, 32, 32, 17, 2
(預測)

錀的电子層(2, 8, 18, 32, 32, 17, 2(預測))
歷史
發現 重離子研究中心(1994年)
物理性質
物態 固體(預測)[3]
密度 (接近室温
28.7(預測)[2] g·cm−3
蒸汽壓
原子性質
氧化態 5, 3, 1, −1(預測)[2]
電離能

第一:1022.7(估值)[2] kJ·mol−1
第二:2074.4(估值)[2] kJ·mol−1
第三:3077.9(估值)[2] kJ·mol−1

更多
原子半徑 114(預測)[2] pm
共價半徑 121(估值)[4] pm
雜項
CAS號 54386-24-2
最穩定同位素

主条目:錀的同位素

同位素 豐度 半衰期 方式 能量MeV 產物
282Rg syn 0.5 s α 9.00 278Mt
281Rg syn 26 s SF
280Rg syn 3.6 s α 9.75 276Mt
279Rg syn 0.17 s α 10.37 275Mt
此處只列出半衰期超過0.1秒的同位素

Roentgenium)是一種人工合成放射性化學元素,化學符號是Rg原子序是111。錀属于超铀元素超錒系元素。已知最穩定的錀同位素為錀-281,其半衰期约為26秒,之后衰變成为第109号元素。第111号元素系过渡金属11族的成员,所以其化学性质预计和等11族金属类似,有可能會是銅紅色、銀白色或金黃色等有色彩的固體金属。

歷史[编辑]

发现[编辑]

錀是由德国达姆施塔特重离子研究所(GSI)于1994年12月8日,在线性加速器内利用-64轰击-209而合成的。这次实验成功产生了三颗錀-272原子,其迅速衰变成其他元素。[5]

\,^{209}_{83}\mathrm{Bi} + \,^{64}_{28}\mathrm{Ni} \to \,^{272}_{111}\mathrm{Rg}\ + \,^{1}_{0}\mathrm{n}

IUPAC/IUPAP聯合工作小組(JWP)在2001年時認為沒有足夠證據證明當時確實發現了錀。[6]GSI的小組在2002年重複實驗,並再檢測到三個原子。[7][8]在他們2003年的報告當中,聯合工作小組決定承認GSI團隊對此新元素的發現。[9]

命名[编辑]

111號元素在2004年11月1日被命名为Roentgenium(Rg),纪念1895年发现X射线的科学家威廉·倫琴。根據IUPAC元素系統命名法,111號元素原称“Unununium”,源自111的拉丁語寫法。

同位素與核特性[编辑]

核合成[编辑]

能產生Z=111複核的目標、發射體組合[编辑]

下表列出各種可用以產生111號元素的目標、發射體組合。

目標 發射體 CN 結果
208Pb 65Cu 273Rg 1反應成功
209Bi 64Ni 273Rg 1反應成功
232Th 45Sc 277Rg 尚未嘗試
231Pa 48Ca 279Rg 尚未嘗試
238U 41K 280Rg 尚未嘗試
237Np 40Ar 277Rg 尚未嘗試
244Pu 37Cl 281Rg 尚未嘗試
243Am 36S 279Rg 尚未嘗試
248Cm 31P 279Rg 尚未嘗試
250Cm 31P 281Rg 尚未嘗試
249Bk 30Si 279Rg 尚未嘗試
251Cf 27Al 278Rg 尚未嘗試

冷聚變[编辑]

209Bi(64Ni,xn)273−xRg (x=1)[编辑]

位於俄羅斯杜布納的團隊在1986年使用這種冷核聚變反應進行了第一次合成錀的實驗。實驗並沒有產生可辨認為錀的原子核,截面限制在4 pb。其後GSI的團隊使用改進了的設施進行實驗,成功發現3顆272Rg原子;另於2000年再合成3顆原子。日本理化學研究所在2003年測定14個272Rg原子的衰變1n激發能,證實了錀的發現。[10]

208Pb(65Cu,xn)273−xRg (x=1)[编辑]

2004年,美國勞倫斯伯克利國家實驗室在利用原子序為奇數的發射體進行該冷聚變反應時,檢測到272Rg的單個原子。[11][12]

作為衰變產物[编辑]

科學家也曾在更重元素的衰變產物中觀察到錀的同位素。

蒸發殘留 觀測到的錀同位素
288Uup 280Rg[13]
287Uup 279Rg[13]
282Uut 278Rg[14]
278Uut 274Rg[14]

同位素發現時序[编辑]

同位素 發現年份 核反應
272Rg 1994年 209Bi(64Ni,n)
273Rg 未知
274Rg 2004年 209Bi(70Zn,n) [14]
275Rg 未知
276Rg 未知
277Rg 未知
278Rg 2006年 237Np(48Ca,3n) [14]
279Rg 2003年 243Am(48Ca,4n) [13]
280Rg 2003年 243Am(48Ca,3n) [13]
281Rg 2009年 249Bk(48Ca,4n)
282Rg 2009年 249Bk(48Ca,3n)

核異構體[编辑]

274Rg[编辑]

科學家在源自278Uut的衰變鏈中觀測到274Rg的兩個原子。這兩個衰變事件的數據有所出入,而且兩條衰變鏈似乎有所不同。這表明274Rg存在同核異構體,但需要進一步研究。

272Rg[编辑]

直接合成272Rg時,該同位素發射出4顆α粒子,其能量分別為11.37、11.03、10.82和10.40 MeV。GSI所測得的272Rg半衰期為1.6毫秒,同時從日本理化學研究所得到的數據顯示半衰期約3.8毫秒。衝突的數據可能是由於存在同核異構體,但目前的數據不足以作出任何結論。

同位素產量[编辑]

下表列出直接合成錀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
64Ni 209Bi 273Rg 3.5 pb, 12.5 MeV
65Cu 208Pb 273Rg 1.7 pb, 13.2 MeV

化學屬性[编辑]

電子結構(相對論)[编辑]

穩定的11族元素都有著nd10(n+1)s1形式的外層電子排布。這些元素的第一激發態原子的外層電子排布為nd9(n+1)s2。由於d殼層電子之間的自旋-軌道作用,這種狀態分為兩個不同的能級。銅基態和最低激發態之間的能量差使銅呈紅棕色。銀的能量差距更大,因此呈銀色。然而,隨著原子序的增加,相對論效應使激發態更加穩定,金的能量差減少,因此再次呈金黃色。有關錀的計算表明,6d97s2能級足夠穩定,應可成為基態,而6d107s1則會是第一激發態。該新的基態與第一激發態間的能量差和銀相似,因此錀預計將呈銀色。[15]

推算的化學屬性[编辑]

氧化態[编辑]

錀預計將是6d系過渡金屬的第9個成員,屬於週期表中11族(IB)最重的成員,位於銅、銀和金的下面。每個11族元素的穩定氧化態都不同:銅形成穩定的+2態,銀則主要形成銀(I),金則主要形成金(III)。銅(I)和銀(II)比較少見。因此,錀預計主要形成穩定的+3態。由於相對論效應,金也形成-1穩定氧化態,錀可能也這樣做。

化學特性[编辑]

該族較重的成員對化學反應惰性都對氧氣惰性,但能與鹵素發生反應。此外,銀亦能與硫化氫發生反應,銀的反應活性明顯比金較高。錀的惰性預計比金更高,將不會與氧和鹵素發生反應。最有可能的反應是與形成氟化物RgF3,与水形成的氢氧化物Rg(OH)3,以及通过氢氧化物制取得Rg2O3

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Turler, A. Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements. Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences. 2004, 5 (2): R19–R25. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. (编) 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. 
  3. ^ 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. 
  4. ^ Chemical Data. Roentgenium - Rg, Royal Chemical Society
  5. ^ Hofmann, S.; Ninov, V.; Heßberger, F. P.; Armbruster, P.; Folger, H.; Münzenberg, G.; Schött, H. J.; Popeko, A. G. 等. The new element 111. Zeitschrift für Physik A. 1995, 350 (4): 281. Bibcode:1995ZPhyA.350..281H. doi:10.1007/BF01291182. 
  6. ^ Karol et al.; Nakahara, H.; Petley, B. W.; Vogt, E. On the discovery of the elements 110–112. Pure Appl. Chem. 2001, 73 (6): 959–967. doi:10.1351/pac200173060959. 
  7. ^ Hofmann, S.; Heßberger, F.P.; Ackermann, D.; Münzenberg, G.; Antalic, S.; Cagarda, P.; Kindler, B.; Kojouharova, J. 等. New results on elements 111 and 112. The European Physical Journal A. 2002, 14 (2): 147. doi:10.1140/epja/i2001-10119-x. 
  8. ^ Hofmann et al. New results on element 111 and 112. GSI report 2000. [2008-03-02]. 
  9. ^ Karol, P.J.; Nakahara, H.; Petley, B.W.; Vogt, E. Karol et al. Pure Appl. Chem. 2003, 75 (10): 1601–1611. doi:10.1351/pac200375101601. 
  10. ^ Morita, K; Morimoto, K; Kaji, D; Goto, S; Haba, H; Ideguchi, E; Kanungo, R; Katori, K et al. Status of heavy element research using GARIS at RIKEN. Nuclear Physics A. 2004, 734: 101. doi:10.1016/j.nuclphysa.2004.01.019. 
  11. ^ Folden, C. M. Development of an Odd-Z-Projectile Reaction for Heavy Element Synthesis: ^{208}Pb(^{64}Ni,n)^{271}Ds and ^{208}Pb(^{65}Cu,n)^{272}111. Physical Review Letters. 2004, 93 (21): 212702. Bibcode:2004PhRvL..93u2702F. doi:10.1103/PhysRevLett.93.212702. PMID 15601003. 
  12. ^ "Development of an Odd-Z-Projectile Reaction for Heavy Element Synthesis: 208Pb(64Ni,n)271Ds and 208Pb(65Cu,n)272111", Folden et al., LBNL repositories. Retrieved on 2008-03-02
  13. ^ 13.0 13.1 13.2 13.3 詳見Uup
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 14.3 詳見Uut
  15. ^ Turler, A. Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements. Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences. 2004, 5 (2): R19–R25.