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扩展元素周期表

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目前的元素周期表中有七個周期,並以118號元素Uuo終結。如果有更高原子序數的元素被發現,則它將會被置於第八周期,甚至第九周期。這額外的周期預期將會比第七周期容納更多的元素,因爲經過計算新的g區將會出現。g區將容納18個元素,各周期中均存在部分填滿的g原子軌域。這種擁有八個周期的元素表最初由格倫·西奧多·西博格于1969年提出。[1]

第八或以上周期的元素未曾被合成或于自然發現。(2008年4月,有人宣稱發現122號元素Ubb存在于自然界中,但此被廣泛認爲是錯誤的。[2])g區内第一個元素的原子序數應該為121。根據IUPAC元素系統命名法命名爲unbiunium,符號Ubu。此區域内的元素很可能高度不穩定,並具有放射性,且半衰期極短。然而稳定岛理论預測126號元素Ubh會在穩定島内,不會有核裂變,但會有α衰變。而穩定島以外還能存在多少物理上可能的元素至今仍沒有結論。

根據量子力學對於原子結構解釋的軌域近似法,g區會對應不完全填滿的g軌域。不過,自旋-軌道作用會削弱軌域近似法所得結果的正確性,這可能會發生在較大原子序的元素上。[a]

包括g區的元素周期表[编辑]

擴展元素周期表[b]
(超重元素不一定依下表的次序排列)
1 1
H
2
He
2 3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3 11
Na
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
4 19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
5 37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6 55
Cs
56
Ba
57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr
104
Rf
𬬻
105
Db
𬭊
106
Sg
𬭳
107
Bh
𬭛
108
Hs
𬭶
109
Mt
110
Ds
𫟼
111
Rg
𬬭
112
Cn
113
Uut
114
Fl
𫓧
115
Uup
116
Lv
𫟷
117
Uus
118
Uuo
8 119
Uue
120
Ubn
121
Ubu
122
Ubb
123
Ubt
124
Ubq
125
Ubp
126
Ubh
127
Ubs
128
Ubo
129
Ube
130
Utn
131
Utu
132
Utb
133
Utt
134
Utq
135
Utp
136
Uth
137
Uts
138
Uto
139
Ute
140
Uqn
141
Uqu
142
Uqb
143
Uqt
144
Uqq
145
Uqp
146
Uqh
147
Uqs
148
Uqo
149
Uqe
150
Upn
151
Upu
152
Upb
153
Upt
154
Upq
155
Upp
156
Uph
157
Ups
158
Upo
159
Upe
160
Uhn
161
Uhu
162
Uhb
163
Uht
164
Uhq
9 165
Uhp
166
Uhh
167
Uhs
168
Uho
169
Uhe
170
Usn
171
Usu
172
Usb

元素分區

以上所有理論上存在但並未發現的元素均根據IUPAC元素系統命名法命名,而該名將會一直沿用直到這個元素被發現、證實,並被賦予正式名稱。

g區在元素周期表中的位置(位于f區的左邊、右邊或中間)仍然是不肯定的。上表所示的位置是建于構造原理在更高原子序的元素還成立的前提上,但這假設不一定正確。對於118號元素,軌域1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p、4d、4f、5s、5p、5d、5f、6s、6p、6d、7s及7p應會被佔據,其餘則為空。第八周期的元素軌域預測會以8s、5g、6f、7d、8p的順序填滿。然而,從大約122號元素開始,電子層間過於接近,使計算電子的位置時發生問題。例如,經過計算,165號及166號元素(如果存在)會佔據9s軌域,而把8p軌域留空。[3]

Pyykkö模型[编辑]

並非所有模型都按照較輕元素的趨勢排列超重元素。例如,Pekka Pyykkö利用電腦模型計算出原子序直到Z=172的元素的位置,並發現有若干元素不在構造原理預期的位置。5g區後,他的計算預測元素139及140會佔據8p軌域,元素141開始才再繼續佔據6f區。元素165至168可能在第9週期(9s和9p),之後的元素169至172再填滿8p軌域和整個第8週期。[4]

Pyykkö模型不按構造原理排列的元素以粗體顯示。
8 119
Uue
120
Ubn
121
Ubu
122
Ubb
123
Ubt
124
Ubq
125
Ubp
126
Ubh
127
Ubs
128
Ubo
129
Ube
130
Utn
131
Utu
132
Utb
133
Utt
134
Utq
135
Utp
136
Uth
137
Uts
138
Uto
141
Uqu
142
Uqb
143
Uqt
144
Uqq
145
Uqp
146
Uqh
147
Uqs
148
Uqo
149
Uqe
150
Upn
151
Upu
152
Upb
153
Upt
154
Upq
155
Upp
156
Uph
157
Ups
158
Upo
159
Upe
160
Uhn
161
Uhu
162
Uhb
163
Uht
164
Uhq
139
Ute
140
Uqn
169
Uhe
170
Usn
171
Usu
172
Usb
9 165
Uhp
166
Uhh
167
Uhs
168
Uho

電子排佈[编辑]

[5][6] [7]

化學元素 電子排佈
(根據Fricke)
[Uuo] = [Rn] 5f14 6d10 7s2 7p6
[5][6][7]
119 Uue Ununennium 鹼金屬 [Uuo] 8s1
120 Ubn Unbinilium 鹼土金屬 [Uuo] 8s2
121 Ubu Unbiunium 超錒系元素 [Uuo] 8s2 8p1
1/2
122 Ubb Unbibium 超錒系元素 [Uuo] 7d1 8s2 8p1
1/2
123 Ubt Unbitrium 超錒系元素 [Uuo] 6f1 7d1 8s2 8p1
1/2
124 Ubq Unbiquadium 超錒系元素 [Uuo] 6f3 8s2 8p1
1/2
125 Ubp Unbipentium 超錒系元素 [Uuo] 5g1 6f3 8s2 8p1
1/2
126 Ubh Unbihexium 超錒系元素 [Uuo] 5g2 6f2 7d1 8s2 8p1
1/2
127 Ubs Unbiseptium 超錒系元素 [Uuo] 5g3 6f2 8s2 8p2
1/2
128 Ubo Unbioctium 超錒系元素 [Uuo] 5g4 6f2 8s2 8p2
1/2
129 Ube Unbiennium 超錒系元素 [Uuo] 5g5 6f2 8s2 8p2
1/2
130 Utn Untrinilium 超錒系元素 [Uuo] 5g6 6f2 8s2 8p2
1/2
131 Utu Untriunium 超錒系元素 [Uuo] 5g7 6f2 8s2 8p2
1/2
132 Utb Untribium 超錒系元素 [Uuo] 5g8 6f2 8s2 8p2
1/2
133 Utt Untritrium 超錒系元素 [Uuo] 5g8 6f3 8s2 8p2
1/2
134 Utq Untriquadium 超錒系元素 [Uuo] 5g8 6f4 8s2 8p2
1/2
135 Utp Untripentium 超錒系元素 [Uuo] 5g9 6f4 8s2 8p2
1/2
136 Uth Untrihexium 超錒系元素 [Uuo] 5g10 6f4 8s2 8p2
1/2
137 Uts Untriseptium 超錒系元素 [Uuo] 5g11 6f3 7d1 8s2 8p2
1/2
138 Uto Untrioctium 超錒系元素 [Uuo] 5g12 6f3 7d1 8s2 8p2
1/2
139 Ute Untriennium 超錒系元素 [Uuo] 5g13 6f2 7d2 8s2 8p2
1/2
140 Uqn Unquadnilium 超錒系元素 [Uuo] 5g14 6f3 7d1 8s2 8p2
1/2
141 Uqu Unquadunium 超錒系元素 [Uuo] 5g15 6f2 7d2 8s2 8p2
1/2
142 Uqb Unquadbium 超錒系元素 [Uuo] 5g16 6f2 7d2 8s2 8p2
1/2
143 Uqt Unquadtrium 超錒系元素 [Uuo] 5g17 6f2 7d2 8s2 8p2
1/2
144 Uqq Unquadquadium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f1 7d3 8s2 8p2
1/2
145 Uqp Unquadpentium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f3 7d2 8s2 8p2
1/2
146 Uqh Unquadhexium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f4 7d2 8s2 8p2
1/2
147 Uqs Unquadseptium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f5 7d2 8s2 8p2
1/2
148 Uqo Unquadoctium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f6 7d2 8s2 8p2
1/2
149 Uqe Unquadennium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f6 7d3 8s2 8p2
1/2
150 Upn Unpentnilium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f6 7d4 8s2 8p2
1/2
151 Upu Unpentunium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f8 7d3 8s2 8p2
1/2
152 Upb Unpentbium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f9 7d3 8s2 8p2
1/2
153 Upt Unpenttrium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f11 7d2 8s2 8p2
1/2
154 Upq Unpentquadium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f12 7d2 8s2 8p2
1/2
155 Upp Unpentpentium 超錒系元素 [Uuo] 5g18 6f13 7d2 8s2 8p2
1/2
156 Uph Unpenthexium 過渡金屬 [Uuo] 5g18 6f14 7d2 8s2 8p2
1/2
157 Ups Unpentseptium 過渡金屬 [Uuo] 5g18 6f14 7d3 8s2 8p2
1/2
158 Upo Unpentoctium 過渡金屬 [Uuo] 5g18 6f14 7d4 8s2 8p2
1/2
159 Upe Unpentennium 過渡金屬 [Uuo] 5g18 6f14 7d4 8s2 8p2
1/2
9s1
160 Uhn Unhexnilium 過渡金屬 [Uuo] 5g18 6f14 7d5 8s2 8p2
1/2
9s1
161 Uhu Unhexunium 過渡金屬 [Uuo] 5g18 6f14 7d6 8s2 8p2
1/2
9s1
162 Uhb Unhexbium 過渡金屬 [Uuo] 5g18 6f14 7d8 8s2 8p2
1/2
163 Uht Unhextrium 過渡金屬 [Uuo] 5g18 6f14 7d9 8s2 8p2
1/2
164 Uhq Unhexquadium 過渡金屬 [Uuo] 5g18 6f14 7d10 8s2 8p2
1/2
165 Uhp Unhexpentium 鹼金屬 [Uhq] 9s1
166 Uhh Unhexhexium 鹼土金屬 [Uhq] 9s2
167 Uhs Unhexseptium 貧金屬 [Uhq] 9s2 9p1
1/2
168 Uho Unhexoctium 貧金屬 [Uhq] 9s2 9p2
1/2
169 Uhe Unhexennium 貧金屬 [Uhq] 8p1
3/2
9s2 9p2
1/2
170 Usn Unseptnilium 貧金屬 [Uhq] 8p2
3/2
9s2 9p2
1/2
171 Usu Unseptunium 类金属 [Uhq] 8p3
3/2
9s2 9p2
1/2
172 Usb Unseptbium 稀有气体 [Uhq] 8p4
3/2
9s2 9p2
1/2
173 Ust Unsepttrium [Usb] 6g1

注释[编辑]

  1. ^ 譬如,位于g1列的元素可能在價電子層擁有剛好一顆電子(如名所示),但也可能有更多,甚至沒有電子。
  2. ^ 諸如“g1”等標號根據馬德隆規則推論,但此規則只是根據觀測歸納出來,便是其中的例外。

参考文献[编辑]

引用[编辑]

  1. ^ http://acs.lbl.gov/Seaborg.talks/65th-anniv/29.html
  2. ^ Heaviest element claim criticised
  3. ^ Pekka Pyykkö, Peter Schwerdtfeger (2004), Relativistic electronic structure theory, p 23.
  4. ^ Pekka Pyykkö, Peter Schwerdtfeger (2004), Relativistic electronic structure theory, p 23.(review)
  5. ^ 5.0 5.1 Hoffman, Darleane C.; Lee, Diana M.; Pershina, Valeria. 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. 
  6. ^ 6.0 6.1 Fricke, Burkhard. Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties. Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry. 1975, 21: 89–144 [4 October 2013]. doi:10.1007/BFb0116498. 
  7. ^ 7.0 7.1 Fricke, Burkhard. Dirac-Fock-Slater calculations for the elements Z = 100, fermium, to Z = 173 (PDF). Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry. 1977, 19: 83–192 [25 February 2016]. Bibcode:1977ADNDT..19...83F. doi:10.1016/0092-640X(77)90010-9. 

网页[编辑]

外部連結[编辑]

參見[编辑]