Uus

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Uus
117Uus


Uus

(Usu)
UusUuo
外觀
未知
概況
名稱·符號·序數 Ununseptium·Uus·117
元素類別 未知
·週期· 17·7·p
標準原子質量 [294]
電子排布

[Rn] 5f14 6d10 7s2 7p5
(預測[1]
2, 8, 18, 32, 32, 18, 7
(預測)

Uus的电子層(2, 8, 18, 32, 32, 18, 7(預測))
歷史
發現 聯合核研究所勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(2010年)
物理性質
物態 固體(預測)[1]
熔點 573–773 K,300–500 °C,572–932(預測)[1] °F
沸點 823 K,550 °C,1022(預測)[1] °F
蒸汽壓
原子性質
氧化態 −1, +1, +3, +5(預測)[1]
電離能 第一:742.9(預測)[1] kJ·mol−1
共價半徑 165(估值)[2] pm
雜項
CAS號 54101-14-3
最穩定同位素

主条目:Uus的同位素

同位素 豐度 半衰期 方式 能量MeV 產物
294Uus syn 78+370
−36
ms
α 10.81 290Uup
293Uus syn 14+11
−4
ms
α 11.11, 11.00, 10.91 289Uup

Ununseptium(Uus)[3]原子序為117的化學元素的臨時名稱。2009至2010年位於俄羅斯莫斯科州杜布納的一次美俄合作實驗中,一共發現6個Uus原子。[4][5]雖然它是鹵素中最重的元素,但是目前沒有證據顯示它與其他鹵素(如)有類似的特性。

歷史[编辑]

發現[编辑]

2010年1月,俄罗斯杜布纳联合核研究所在內部宣布[5]成功探測到新元素(原子序117)的一次放射性衰變。實驗使用了以下反應:

\,^{48}_{20}\mathrm{Ca} + \,^{249}_{97}\mathrm{Bk} \to \,^{297}_{117}\mathrm{Uus} ^{*} \to \,^{294}_{117}\mathrm{Uus} + 3\,^{1}_{0}\mathrm{n}
\,^{48}_{20}\mathrm{Ca} + \,^{249}_{97}\mathrm{Bk} \to \,^{297}_{117}\mathrm{Uus} ^{*} \to \,^{293}_{117}\mathrm{Uus} + 4\,^{1}_{0}\mathrm{n}

科學家至今只發現了相鄰的兩種Uus同位素,一共6個原子,它們都沒有衰變為已知的較輕同位素。結果於2010年4月9日在《物理評論快報》上刊登。[6]

2012年,杜布纳联合核研究所再一次用由20个质子和28个中子组成的-48原子,轰击含有97个质子和152个中子的-249原子,生成了6个拥有117个质子的新原子,其中的5个原子有176个中子,另一个原子有177个中子[7]

命名[编辑]

原子序為117的元素在歷史上被稱為(eka-)。現用的ununseptium是IUPAC的臨時系統命名,在其發現被證實並且受IUPAC命名之前,作為該元素的代替名。通常,發現者建議的名稱會被使用。

根據IUPAC現時的指引,所有新發現元素最終的名稱必須以-ium結尾,因此Uus也不例外,儘管所有其他的鹵素名稱都以-ine結尾,如(Fluorine)和(Chlorine)等。[8]

進行中的實驗[编辑]

位於杜布納的科學家正在研究249Bk + 48Ca核反應,以更了解Uut的化學性質。

未來的實驗[编辑]

曾發現元素,位於德國達姆施塔特重離子研究所(GSI)的團隊,已開始進行合成Uus的實驗。GSI表示如果他們無法從美國取得249Bk的話,會轉而研究244Pu(51V,xn)反應,或243Am(50Ti,xn)。[9]

同位素與核特性[编辑]

核合成[编辑]

達到Z=117复核的元素組合[编辑]

下表列出能達到原子序117复核的目標、發射體組合。

目標 發射體 CN 結果
208Pb 81Br 289Uus 尚未嘗試
232Th 59Co 291Uus 尚未嘗試
238U 55Mn 293Uus 尚未嘗試
237Np 54Cr 291Uus 尚未嘗試
244Pu 51V 295Uus 尚未嘗試
243Am 50Ti 293Uus 尚未嘗試
248Cm 45Sc 293Uus 尚未嘗試
249Bk 48Ca 297Uus 反應成功
249Cf 41K 290Uus 尚未嘗試

熱核聚變[编辑]

249Bk (48Ca, xn)297-xUus (x=3,4)[编辑]

2009年7月至2010年2月,聯合核研究所(JINR)進行了歷時7個月的實驗,使用了以上的反應試圖合成Uus。[10]截面的數量級預測為2 pb。蒸發殘留物293Uus及294Uus估計會有較長的衰變鏈,一直衰變到𨧀


該團隊於2010年4月發布了一篇科學文章,(最初的結果於2010年1月公佈[5])表示一共探測到6個原子,其中有一個294Uus和五個293Uus原子。前者衰變時連續發放6顆α粒子,最終變為同位素270Db,再進行自發裂變。後者衰變時只發放3顆α粒子,變為281Rg,再進行自發裂變。這個反應在兩個激發能下進行:35 MeV(2×1019顆粒子)及39 MeV(2.4×1019顆粒子)。最初的衰變數據在聯合核研究所的網站上以演示形式發佈。[12]

同位素[编辑]

同位素 發現年份 所用反應
294Uus 2009年 249Bk(48Ca,3n)
293Uus 2009年 249Bk(48Ca,4n)

理論計算[编辑]

蒸發殘留物截面[编辑]

下表列出能產生Uus原子核的各種目標、發射體組合。

目標 發射體 CN 通道(產物) 最大截面 模型 參考資料
209Bi 82Se 291Uus 1n (290Uus) 15 fb 雙核系統 [13]
209Bi 79Se 288Uus 1n (287Uus) 0.2 pb 雙核系統 [13]
232Th 59Co 291Uus 2n (289Uus) 0.1 pb 雙核系統 [13]
238U 55Mn 293Uus 2-3n (291,290Uus) 70 fb 雙核系統 [13]
244Pu 51V 295Uus 3n (292Uus) 0.6 pb 雙核系統 [13]
248Cm 45Sc 293Uus 4n (289Uus) 2.9 pb 雙核系統 [13]
246Cm 45Sc 291Uus 4n (287Uus) 1 pb 雙核系統 [13]
249Bk 48Ca 297Uus 3n (294Uus) 2.1 pb ; 3 pb 雙核系統 [13][14]
247Bk 48Ca 295Uus 3n (292Uus) 0.8, 0.9 pb 雙核系統 [14][13]

衰變特性[编辑]

使用量子穿隧模型及宏觀微觀模型的質量估值所進行的理論計算預測,Uus同位素(289–303117)的α衰變半衰期約為0.1–40 ms。[15][16][17]

化學性質[编辑]

推算的化學性質[编辑]

由於相對論性效應,某些估計的Uus化學性質(如鍵長)不會遵循週期表中鹵素的趨勢。Uus可能會擁有類金屬屬性,與相似。[18]

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 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: 1724, 1728. ISBN 1-4020-3555-1. 
  2. ^ Royal Society of Chemistry. Chemical Data Ununseptium. [28 November 2012]. 
  3. ^ J. Chatt. Recommendations for the Naming of Elements of Atomic Numbers Greater than 100. Pure Appl. Chem. 1979, 51: 381–384. doi:10.1351/pac197951020381. 
  4. ^ Element 117 discovered at physicstoday.org
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Recommendations: 31st meeting, PAC for Nuclear Physics
  6. ^ Yu. Ts. Oganessian et al., Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117, Phys. Rev. Lett. 104, 142502 (2010). DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.142502.
  7. ^ 117号元素再被成功合成 将被列入元素周期表. 科学网. 2012-6-26 [2012-07-03]. 
  8. ^ Koppenol, W. H. Naming of new elements (IUPAC Recommendations 2002). Pure and Applied Chemistry. 2002, 74: 787. doi:10.1351/pac200274050787. 
  9. ^ Toward element 117 - CED - TASCA 08 (PDF). [2010-04-12]. 
  10. ^ Ununseptium – the 117th element at AtomInfo.ru
  11. ^ 11.0 11.1 Roman Sagaidak. Experiment setting on synthesis of superheavy nuclei in fusion-evaporation reactions. Preparation to synthesis of new element with Z=117. [2009-07-07]. 
  12. ^ Walter Grenier: Recommendations, a PowerPoint presentation at the January 2010 meeting of the PAC for Nuclear Physics
  13. ^ 13.0 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 Zhao-Qing, Feng; Gen-Ming, Jin; Ming-Hui, Huang; Zai-Guo, Gan; Nan, Wang; Jun-Qing, Li. Possible Way to Synthesize Superheavy Element Z = 117. Chinese Physics Letters. 2007, 24: 2551. doi:10.1088/0256-307X/24/9/024. 
  14. ^ 14.0 14.1 Feng, Z; Jin, G; Li, J; Scheid, W. Production of heavy and superheavy nuclei in massive fusion reactions. Nuclear Physics A. 2009, 816: 33. doi:10.1016/j.nuclphysa.2008.11.003. 
  15. ^ C. Samanta, P. Roy Chowdhury and D.N. Basu. Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements. Nucl. Phys. A. 2007, 789: 142. doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001. 
  16. ^ P. Roy Chowdhury, C. Samanta, and D. N. Basu. Search for long lived heaviest nuclei beyond the valley of stability. Phys. Rev. C. 2008, 77: 044603. doi:10.1103/PhysRevC.77.044603. 
  17. ^ P. Roy Chowdhury, C. Samanta, and D. N. Basu. Nuclear half-lives for α -radioactivity of elements with 100 ≤ Z ≤ 130. At. Data & Nucl. Data Tables. 2008, 94: 781–806. doi:10.1016/j.adt.2008.01.003. 
  18. ^ Trond Saue. Principles and Applications of Relativistic Molecular Calculations. , page 76