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𬭳

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𬭳   106Sg
氢(非金属)
氦(惰性气体)
锂(碱金属)
铍(碱土金属)
硼(类金属)
碳(非金属)
氮(非金属)
氧(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(非金属)
硫(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(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)
钬(镧系元素)
铒(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(类金属)
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)
铀(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)
锘(锕系元素)
铹(锕系元素)
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鿏(预测为过渡金属)
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<span class="inline-unihan" style="border-bottom: 1px dotted; font-variant: normal;cursor: help;" title="字符描述:⿰钅仑 &#10;※此字在您的系统上可能无法显示,因而变成空白、方块或问号。">𬬭</span>(预测为过渡金属)
<span class="inline-unihan" style="border-bottom: 1px dotted; font-variant: normal;cursor: help;" title="字符描述:⿰钅哥 &#10;※此字在您的系统上可能无法显示,因而变成空白、方块或问号。">鿔</span>(过渡金属)
<span class="inline-unihan" style="border-bottom: 1px dotted; font-variant: normal;cursor: help;" title="字符描述:⿰钅尔 &#10;※此字在您的系统上可能无法显示,因而变成空白、方块或问号。">鿭</span>(预测为贫金属)
<span class="inline-unihan" style="border-bottom: 1px dotted; font-variant: normal;cursor: help; font-family: sans-serif, &#039;Unicode内码天珩输入法配套字体&#039;, &#039;方正宋体S-超大字符集&#039;, &#039;方正宋体S-超大字符集(SIP)&#039;, &#039;文泉驿等宽正黑&#039;, &#039;BabelStone Han&#039;, &#039;HanaMinB&#039;, &#039;FZSong-Extended&#039;, &#039;Arial Unicode MS&#039;, Code2002, DFSongStd, &#039;STHeiti SC&#039;, unifont, LastResort;" title="字符描述:⿰钅夫 &#10;※此字在您的系统上可能无法显示,因而变成空白、方块或问号。">𫓧</span>(贫金属)
镆(预测为贫金属)
<span class="inline-unihan" style="border-bottom: 1px dotted; font-variant: normal;cursor: help;" title="字符描述:⿰钅立 &#10;※此字在您的系统上可能无法显示,因而变成空白、方块或问号。">𫟷</span>(预测为贫金属)
鿬(预测为卤素)
鿫(预测为惰性气体)


𬭳

(Ups)
𬭊𬭳𬭛
概况
名称·符号·序数 𬭳(Seaborgium)·Sg·106
元素类别 过渡金属
·周期· 6 ·7·d
标准原子质量 [269]
电子排布

[Rn] 5f14 6d4 7s2
(预测)[1]
2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
(预测)

<span class="inline-unihan" style="border-bottom: 1px dotted; font-variant: normal;cursor: help; font-family: sans-serif, &#039;Unicode内码天珩输入法配套字体&#039;, &#039;方正宋体S-超大字符集&#039;, &#039;方正宋体S-超大字符集(SIP)&#039;, &#039;文泉驿等宽正黑&#039;, &#039;BabelStone Han&#039;, &#039;HanaMinB&#039;, &#039;FZSong-Extended&#039;, &#039;Arial Unicode MS&#039;, Code2002, DFSongStd, &#039;STHeiti SC&#039;, unifont, LastResort;" title="字符描述:⿰钅喜 &#10;※此字在您的系统上可能无法显示,因而变成空白、方块或问号。">𬭳</span>的电子层(2, 8, 18, 32, 32, 12, 2 (预测))
历史
发现 劳伦斯伯克利国家实验室(1974年)
物理性质
物态 固体(预测)
密度 (接近室温
35 (预测)[1] g·cm−3
蒸气压
原子性质
氧化态 6, 5, 4, 3
(实验证实的氧化态以粗体显示)
电离能

第一:757.4(估值)[1] kJ·mol−1
第二:1732.9(估值)[1] kJ·mol−1
第三:2483.5(估值)[1] kJ·mol−1

更多
原子半径 132(预测)[1] pm
共价半径 143(预测)[2] pm
杂项
CAS号54038-81-2
最稳定同位素

主条目:𬭳的同位素

同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰变
方式 能量MeV 产物
271Sg syn 1.9 min 67% α 8.54 267Rf
33% SF -
269Sg syn 2.1 min α 8.56 265Rf
267Sg syn 1.4 min 17% α 8.20 263Rf
83% SF -
265mSg syn 16.2 s α 8.70 261mRf
265Sg syn 8.9 s α 8.90, 8.84, 8.76 261Rf
此处只列出半衰期超过5秒的同位素

𬭳IUPAC名:Seaborgium)(拼音注音ㄒㄧˇ)是一种人工合成的化学元素,符号为Sg原子序为106。

𬭳是个人工合成元素,具强放射性,其最稳定的同位素271Sg,半衰期为1.9分钟。新发现的同位素 269Sg可能有着更长的半衰期(约2.1分钟),这是根据一次单个衰变的观测得出的。[来源请求]有关𬭳的化学实验确切地将它归类于6族,作为之下的同系物

历史[编辑]

发现[编辑]

𬭳原称106号元素,首次于1974年在阿伯特·吉奥索和E. Kenneth Hulet的带领下,利用劳伦斯伯克利国家实验室的超重离子直线加速器发现。[3]他们用18O离子撞击249Cf目标,并产生出新的核素263Sg。该核素进行放射衰变,半衰期为0.9 ± 0.2秒。

命名[编辑]

发现𬭳的美国团队提出将新元素命名为seaborgium(Sg),以纪念美国化学家格伦·西奥多·西博格。他是该团队的成员之一,并在多个锕系元素的发现中都作出了重要的贡献。这个名称引起了争议。IUPAC所用的临时名称为unnilhexium(Unh),根据IUPAC元素系统命名法。1994年,一个IUPAC委员会提出将元素命名为rutherfordium(𬬻的现称),并规定元素不能以在世的人物命名。[4]美国化学学会强烈抗议这项规定。他们指出,在阿尔伯特·爱因斯坦在世时命名的einsteinium()已经设下了先例,而且调查显示化学家们对西博格仍然在世并没有意见。1997年,经过有关元素104至108的协商之后,𬭳的现称seaborgium得到了IUPAC的采用及国际上的承认。[5]

化学特性[编辑]

推算的特性[编辑]

氧化态

经过推算,𬭳是6d系过渡金属的第3个元素,也是元素周期表中6族的最重元素,位于以下。该族的所有元素都呈现出+6氧化态,其稳定性随着元素的重量而增加。因此𬭳估计会有稳定的+6态。这个族的稳定+5和+4态也在较重的元素中呈现出来;除铬(III)以外,该族的+3态是还原性的。

化学

𬭳的许多化学特性都是通过同族较轻元素的反应中推算出来的,如从钼和钨。钼和钨很容易形成三氧化物MO3,所以𬭳也应该会形成SgO3。已知的MO3氧化物能溶于碱当中,并形成氧离子,因此𬭳也应形成𬭳酸盐离子SgO42−。另外,WO3能与酸反应,意味着SgO3也会是两性的。钼的氧化物MoO3会与水汽反应,产生氢氧化物MoO2(OH)2,所以SgO2(OH)2也是可能形成的。同族较重的元素容易形成具挥发性和不稳定的六卤化物MX6(X=Cl,F)。只有钨形成不稳定的六溴化钨WBr6。因此,SgF6和SgCl6都是可能形成的化合物,其继承钨的特性有可能表现在六溴化物SgBr6的更高稳定性上。这些卤化物在氧和水汽中都是不稳定的,并会立即形成具挥发性的氧卤化物MOX4和MO2X2。故此SgOX4(X=F,Cl)和SgO2X2(X=F,Cl)应该会形成。在水溶状态下,它们和氟离子形成各种氧氟络负离子,例如MOF5和MO3F33−𬭳也预计会形成类似的络合物。

实验化学[编辑]

气态[编辑]

最初研究𬭳化学的实验主要是通过对挥发性氧氯化物进行气态热力色谱法。𬭳原子首先在这条反应中产生: 248Cm(22Ne,4n)266Sg,加热后与O2/HCl混合物反应。产生出的氧氯化物的吸附属性在测量之后与钼和钨作对比。结果显示,𬭳形成了挥发性氧氯化物,与其他6族元素相似:

Sg + O2 + 2 HCl → SgO2Cl2 + H2

2001年,一组人员继续研究𬭳的气态化学。他们把𬭳与O2在H2O环境下反应。情况与形成氧氯化物时相近,实验结果显示形成了氢氧化氧𬭳,该反应在较轻的6族元素中是常见的。[6]

2 Sg + 3 O2 → 2 SgO3
SgO3 + H2OSgO2(OH)2

水溶态[编辑]

在水溶状态下,𬭳的化学与钼和钨的相近,会形成稳定的+6氧化态。𬭳首先在HNO3/HF溶液中被稀释成正离子交换树脂,可能形成中性的SgO2F2或络负离子[SgO2F3]。0.1 M的HNO3溶液无法稀释𬭳,而相比之下钼和钨则可以。这意味着[Sg(H2O)6]6+的水解最多进行到络正离子[Sg(OH)5(H2O)]+为止。

0价化合物[编辑]

𬭳除了+6价外,目前唯一已知的氧化态为0。在2014年,𬭳被发现了羰基配合物Sg(CO)6,和同族形成的Cr(CO)6、Mo(CO)6、W(CO)6类似。Sg(CO)6是挥发性的化合物,和二氧化硅接触迅速反应。[7]

化合物及络离子[编辑]

公式 名称
SgO2Cl2 氧氯化𬭳
SgO2F2 氧氟化𬭳
SgO3 三氧化𬭳
SgO2(OH)2 氢氧化氧𬭳
[SgO2F3] trifluorodioxoseaborgate(VI)
[Sg(OH)5(H2O)]+ aquapentahydroxyseaborgium(VI)
Sg(CO)6 六羰基𬭳

核合成[编辑]

冷核聚变[编辑]

本节有关以冷核聚变反应合成𬭳原子核。这些过程在低激发能(约10至20 MeV,因而称为“冷”核聚变)生成复核,裂变之后存活几率较高。处于激发状态的原子核再衰变至基态,期间只发出一颗或两颗中子。

208Pb(54Cr,xn)262-xSg (x=1,2,3)

位于前苏联杜布纳联合核研究所格奥尔基·弗廖罗夫领导的团队在1974年首次利用冷核聚变反应尝试合成𬭳。他们宣布制造出一次0.48秒长的自发裂变,并指向259Sg。根据后期证据,他们很可能当时探测到260Sg及其衰变产物256Rf两者的衰变反应。The TWG的结论为,根据当时的证据不足以作出任何结论。[8]

该团队在1983至1984年再次研究这条反应,并探测到5秒长的自发裂变,并直接指向260Sg。[8]

位于德国重离子研究所的团队首次在1985年研究了这条反应。他们使用的是改进了的母子体衰变关系法,并探测到261Sg (x=1)和260Sg,以及测量到不完整的1n中子蒸发激发函数。 [9]

2000年12月,位于法国国家大型重离子加速器的团队研究了该反应,并探测到10颗261Sg原子及2颗260Sg原子。

在优化设施之后,重离子研究所人员在2003年使用金属铅目标测量了1n激发函数。同年5月,他们成功把铅-208目标替换成更耐损耗的硫化铅(PbS)目标,从而能够在日后使用更强的离子束。他们探测了1n、2n和3n激发函数,并首次在261Sg同位素上运用α-γ光谱法。他们探测到这个同位素的大约1600个原子,还辨认到新的α光谱线,量度了更准确的半衰期以及辨认出新的电子捕获和自发裂变支链。另外,他们首次探测到了来自衰变产物𬬻的K壳层X光,并改进了有关260Sg的数据,包括一个不确定的同核异构体。这项研究在2005年9月和2006年3月也有继续进行。对261Sg的累积数据于2007年发布。[10]2005年9月的工作也包括开始对260Sg进行光谱分析。

位于劳伦斯伯克利国家实验室的团队最近研究了这条反应,从而对同位素261Sg进行分析。他们探测到一个新的同核异构体261mSg,其通过内部转换衰变到基态。在同一项实验中,他们也证实了衰变产物257Rf的K壳层同核异构体257m2Rf。[11]

207Pb(54Cr,xn)261-xSg (x=1,2)

位于杜布纳的团队在1974年研究了这条反应,结果与先前使用铅-208目标时相同。自发裂变活动最先指向259Sg,但之后改为指向260Sg或256Rf,或两者皆是。在1983至1984年的进一步工作中探测到5秒长的自发裂变,指向衰变源260Sg。[8]

重离子研究所的团队首次在1985年利用母子体衰变关系法研究了该反应。他们确定探测到259Sg,其为2n中子蒸发通道产物。[9]

这条反应在2005年3月再一次被使用。研究用硫化铅目标对偶-偶同位素260Sg进行光谱分析。

206Pb(54Cr,xn)260-xSg

杜布纳团队在1974年研究了该反应。他们用它来判断使用Pb-207和Pb-208目标时所观察到的自发裂变行为的源头。他们并没有探测到任何自发裂变,意味着产生的同位素主要进行α衰变。[8]

208Pb(52Cr,xn)260-xSg (x=1,2)

在1974年一系列冷核聚变反应中,杜布纳的团队也研究了该反应,但同样没有探测到自发裂变。[8]劳伦斯伯克利国家实验室在2006年研究发射物同位旋的效应以及复核原子量对蒸发残余量的影响,当中再次研究了这条反应。他们在测量1n激发函数时,辨认出259Sg和258Sg。[12]

209Bi(51V,xn)260-xSg (x=2)

在1974年一系列冷核聚变反应中,杜布纳的团队也研究了该反应,但同样没有探测到自发裂变。[8]1994年,重离子研究所的团队利用这条反应合成𬭳,从而研究新发现的偶-偶同位素258Sg。他们探测到10颗258Sg原子,其进行了自发裂变。

热核聚变[编辑]

本节有关以热核聚变反应合成𬭳原子核。这些过程在高激发能(约40至50 MeV,因而称为“热”核聚变)生成复核,裂变及拟裂变之后存活几率较低。处于激发状态的原子核再衰变至基态,期间发出3至5颗中子。

238U(30Si,xn)268-xSg (x=3,4,5,6)

对该反应的首次研究是由日本原子能研究所的科学家于1998年进行的。他们探测到一次自发裂变,当时不确定地指向新同位素264Sg或由263Sg经过电子捕获后形成的263Db。[13]2006年,重离子研究所和劳伦斯伯克利国家实验室同时研究了该反应,并使用了母子体衰变关系法。劳伦斯伯克利的团队测量了4n、5n和6n通道的激发函数,而重离子研究所的团队则观察到额外的3n通道活动。[14][15][16]两组人员都辨认出新同位素264Sg,其在短半衰期内进行了自发裂变。

248Cm(22Ne,xn)270-xSg (x=4?,5)

1993年,位于杜布纳由Yuri Lazarev带领的团队宣布发现了半衰期较长的266Sg和265Sg,都是经过这条反应在4n和5n通道中产生的。这是在寻找可进行化学研究的𬭳同位素之后得到的成果。报告中指出,266Sg以8.57 MeV的能量放射α粒子,半衰期约为20秒。这为Z=108,N=162闭核的稳定性理论提供了证据。[17]1997年,重离子研究所进一步研究了该反应。尽管他们确认了266Sg的产量、衰变模式及半衰期,但是一些矛盾之处仍然存在。在最近进行的对270Hs的合成实验中(见𬭶)发现,266Sg只进行短半衰期的自发裂变(TSF = 360 ms)。有可能这是其基态(266gSg),而另一个直接产生的活动则指向高旋的K同核异构体266mSg。要证实这一点需要进一步的实验。

最近在重新评估265Sg和266Sg的衰变特性后,得出的结论为,至今所有衰变都源自具有两种同核异构体的265Sg。其一是265aSg,其主要的α线位于8.85 MeV,计算出的半衰期为8.9秒;而265bSg的衰变能量为8.70 MeV,半衰期为16.2秒。直接产生时,两个同核异构能级同时存在。从269Hs的衰变数据中能看出,265bSg是在269Hs衰变时产生的,并会衰变至短半衰期的261gRf同位素。这意味着266Sg其实并非放射α粒子的长半衰期同位素,它实际上在短时间内就会进行裂变。

无论源头是哪一个同位素,研究人员最近成功使用这条反应来研究𬭳的化学属性(见下)。

249Cf(18O,xn)267-xSg (x=4)

劳伦斯伯克利和劳伦斯利福摩尔国家实验室的合作团队在1974年首次成功合成了𬭳[3]在成功时所用的实验中,他们利用了新的母子体关系法辨认出新同位素263Sg。1975年,橡树岭国家实验室的团队证实了这些衰变数据,但未能辨认出一致的X光,因此未能证明𬭳确实被合成了。1979年,位于杜布纳的团队通过探测自发裂变来研究了这条反应。相比从伯克利得出的数据,他们计算出263Sg的自发裂变支链为70%。原先成功的合成反应在1994年终于被劳伦斯伯克利的另一个团队证实。[18]

作为衰变产物[编辑]

𬭳的同位素也是某些更高元素衰变中的产物。下表列出至今为止的观测:

蒸发残余 𬭳同位素
291Lv, 287Fl, 283Cn 271Sg
285Fl 269Sg
271Hs 267Sg
270Hs 266Sg
277Cn, 273Ds, 269Hs 265Sg
271Ds, 267Ds 263Sg
270Ds 262Sg
269Ds, 265Hs 261Sg
264Hs 260Sg

同位素[编辑]

同位素 发现年份 发现所用反应
258Sg 1994年 209Bi(51V,2n)
259Sg 1985年 207Pb(54Cr,2n)
260Sg 1985年 208Pb(54Cr,2n)
261gSg 1985年 208Pb(54Cr,n)
261mSg 2009年 208Pb(54Cr,n)
262Sg 2001年 207Pb(64Ni,n)[19]
263mSg 1974年 249Cf(18O,4n)[3]
263gSg 1994年 208Pb(64Ni,n)[19]
264Sg 2006年 238U(30Si,4n)
265Sg 1993年 248Cm(22Ne,5n)
266Sg 2004年 248Cm(26Mg,4n)
267Sg 2004年 248Cm(26Mg,3n)[20]
268Sg 未知
269Sg 2010年 242Pu(48Ca,5n)[21]
270Sg 未知
271Sg 2003年 242Pu(48Ca,3n)[21]

目前已知的𬭳同位素有12个(不包括亚稳态及K旋同核异构体)。半衰期最长的是269Sg,这个同位素会进行α衰变自发裂变,半衰期大约为2.1分钟。半衰期最短的是258Sg,同样会进行α衰变自发裂变。其半衰期为2.9毫秒

同核异构体[编辑]

266Sg

最初的研究辨认出一次8.63 MeV的α衰变,半衰期约为21秒,并指向266Sg的基态。之后的研究辨认出一个以8.52和8.77 MeV能量进行α放射的核素,其半衰期约为21秒。这对偶-偶核素来说是罕见的。近期有关合成270Hs的工作辨认出266Sg进行自发裂变,半衰期只有360毫秒。最近对277Cn和269Hs的研究为265Sg和261Rf的衰变带来了新的信息。结果指出,原先的8.77 MeV活动应该指向265Sg。因此,自发裂变是源自基态的,而8.52 MeV的活动则是源自高旋的K同核异构体的。要证实这一切则仍需要更多的实验。最近重新评估数据后的结论指出,8.52 MeV的活动应该指向265Sg,而266Sg只会进行裂变。

265Sg

直接合成265Sg的实验产生了4条α线:8.94、8.84、8.76和8.69 MeV,半衰期为7.4秒。对产自277Cn和269Hs衰变的265Sg的观测指出,8.69 MeV的α线可能与半衰期约为20秒的一个同核异构能级有关。这个能级很可能就是混淆指向266Sg或265Sg的原因,因为两者均能够衰变为进行裂变的𬬻同位素。

对数据的重新评估指出,确实存在两种同核异构体。一种的主要衰变能量为8.85 MeV,半衰期为8.9秒;第二种衰变能量为8.70 MeV,半衰期为16.2秒。

263Sg

成功合成263Sg的反应产生了一条能量为9.06 MeV的α线。[3]在观察271gDs、271mDs和267Hs衰变产生的263Sg之后,研究人员证实了以9.25 MeV的α放射进行衰变的同核异构体。同时9.06 MeV的衰变也被证实了,并指向半衰期为0.3秒的基态。9.25 MeV的活动指向半衰期为0.9秒的同核异构能级。

最近合成271g,mDs的数据当中有关267Hs衰变的结果存在怪异之处。其中一次衰变中,267Hs衰变为263Sg,再进行α衰变,半衰期约为6秒。该活动仍没有确切的同核异构体源头,要得出结论就需要更多的研究。

261Sg的衰变光谱图
目前被接受的261Sg衰变图,根据Streicher等人于2003至2006年在重离子研究所的研究

撤回的同位素[编辑]

269Sg

1999年声称合成293Uuo时,同位素269Sg被辨认为其一衰变产物。它以α放射进行衰变,半衰期为22秒。这次发现在2001年被撤回。[22]该同位素最终于2010年成功被合成。

参考资料[编辑]

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外部链接[编辑]