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116号元素_在线百科全书查询


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116号元素




Livermorium(Lv)是原子序数为116的化学元素的名称,该元素于2011年12月被命名。

它是VIA族最重的元素,但至今仍没有足够稳定的同位素能用在实验当中,以证明它和钋的特性相似。

Uuh于2000年第一次被发现,至今约有30个原子被成功制造,它们是直接合成的,或是Uuo的衰变产物。他们的同位素质量为290至293,而Uuh是当中最稳定的,半衰期为约60 ms。

历史


发现

2000年7月19日,位于俄罗斯杜布纳联合核研究所(JINR)的科学家使用Ca离子撞击Cm目标,并探测到一个Lv原子的一次单独的衰变。结果于2000年12月发布。这次α衰变活动能量为10.54 MeV,起初指定到Lv的衰变,因Lv为产物和先前指定的Fl有互相的关系。然而其后又更改为Fl,所以这活动也指定到Lv。他们于2001年4至5月进行的第二次实验里,再有两个原子被发现。

同样的实验里,他们也探测到了符合第一次观测到的Fl衰变,并将此次衰变活动指定到Fl。在重复进行相同的实验后,并没有观测到这个活动。不过,这可能是一个Lv的同核异能素Lv的衰变,或是已知的Lv一条较罕见的衰变支链,其中第一颗α粒子丢失了。进一步研究仍需进行。

研究团队在2005年4月至5月重复了实验,并探测到8个Lv原子。记录的衰变量据证实了所发现的同位素是Lv。同时他们也通过4n通道第一次观测到Lv。

2009年5月,联合工作组报告了鎶的发现,并承认了同位素Cn的发现。因为承认了其衰变产物Cn,意味着Lv的正式发现(见下);尽管实际的实验如上。一份联合工作组报告将会讨论这些问题。

命名

Livermorium(Lv)是IUPAC的最新命名。目前暂无中文名。

目前及未来的实验

德国重离子研究所本来预计进行一项实验(2010年6月24日至7月25日),研究Lv在Cm(Ca,xn)反应中如何产生,作为日后以Cm目标进行的实验的第一步,并最终合成Ubn。

位于杜布纳的团队表示有意利用Pu和Ti的反应合成Uuh。通过这项实验,他们可以研究以Z>20的发射体来合成Z>118的超重元素的可能性。虽然原定计划是在2008年,但这项实验至今仍未开始。

也有计划使用不同发射体能量重复Cm反应,以进一步了解2n通道,从而发现新的同位素Uuh。另外,他们计划未来完成4n通道产物Lv的激发函数,并估量N=184核壳层对产生蒸发残留物的稳定效应。

同位素与核特性


核合成

能产生Z=116复核的目标、发射体组合下表列出各种可用以产生原子序为116的目标、发射体组合。

   

 Se Lv 至今失败

 Fe Lv 尚未尝试

 Cr Lv 至今失败

 Ti Lv 尚未尝试

 Ca Lv 反应成功

 Ca Lv 尚未尝试

 Ca Lv 反应成功

 Ar Lv 尚未尝试Pb(Se,xn)Lv1998年,重离子研究所尝试了辐射俘获产物(x=0)以合成Lv。他们限制截面为4.8 pb,并未发现任何原子。

热聚变

U(Cr,xn)Lv有粗略的证据显示重离子研究所在2006年曾经尝试过这个反应。他们没有发布实验结果,表示很可能并没有发现任何原子。

Cm(Ca,xn)Lv (x=3,4)1977年Ken Hulet和他的团队在劳伦斯利福摩尔国家实验室首次进行合成Lv的实验。他们并未发现任何Uuh原子。Yuri Oganessian和他的团队在Flerov核反应实验室之后在1978年尝试了这个反应,但最终失败。1985年,伯克利实验室和在重离子研究所的Peter Armbruster团队进行了实验,结果依然是失败的,计算出来的截面限度为10至100 pb。

2000年,杜布纳的俄罗斯科学家终于成功探测到一个Lv原子,指向到同位素Lv。2001年,他们重复了这一个反应,再次合成了2个原子,验证了此前的实验结果。另外也不确定地探测到一个Lv原子,因为其首次α衰变违背探测到。2004年4月,团队又再使用较高能量重复实验,并发现了一条新的衰变链,指向到Uuh。根据这个发现,原先的数据就被重新指向到Uuh。不确定的衰变链因此可能是这个同位素的稀有的一条分支。这个反应另外有产生了2个Uuh原子。

Cm(Ca,xn)116 (x=2,3)为了找出合成出的Lv同位素的原子量,在2003年3月至5月期间杜布纳的团队用Ca离子撞击Cm目标。他们观察到了两个新的同位素:Lv和Lv。这个实验在2005年2月至3月成功重复进行,其中合成了10个原子,其衰变量据与2003年实验报告中的相符。

作为衰变产物Lv也在Uuo的衰变中被探测到。2006年10月,在一个用Ca离子撞击Cf的实验中,3个Uuo原子被发现,并迅速衰变成Lv。

观察到Lv,意味着成功合成了Uuo,也证明了成功合成元素Uuo。

原子量为116的复核的裂变位于杜布纳的Flerov核反应实验室在2000至2006年进行了一系列的实验,研究Lv复核的裂变特性。实验使用了4条核反应:Cm+Ca、Ca+Ca、Pu+Ti和Th+Fe。结果反映了这种原子核裂变的方式主要为放出闭壳原子核,如Sn (Z=50, N=82)。另一发现为,使用Ca和Fe发射体的聚变裂变路径产量相似,说明在未来合成超重元素时,可以使用Fe发射体。另外,比较使用Ca和Ti发射体合成Lv的实验,如果用Ti,聚变裂变产量约少3倍,表示未来能用于合成超重元素。

撤回的同位素Uuh1999年,劳伦斯伯克利国家实验室在《物理评论快报》中宣布成功合成Uuo(见Uuo)。所指的同位素Uuh经过了11.63 MeV能量的α衰变,半衰期为0.64 ms。翌年,他们宣布撤回此前的发现,因为其他研究人员未能复制实验结果。2002年6月,实验室主任公布,原先这两个元素的发现结果是建立在Victor Ninov编造的实验数据上的。因此,这一Uuh同位素至今仍是未知的。

  

Lv 2002年 Cf(Ca,3n)

Lv 2003年 Cm(Ca,2n)

Lv 2004年 Cm(Ca,4n)

Lv 2000年 Cm(Ca,3n)

同位素产量

热聚变下表列出直接合成Lv的热聚变核反应的截面和激发能量。粗体数据代表从激发函数算出的最大值。+代表观测到的出口通道。

      

Ca Cm Lv  1.1 pb, 38.9 MeV 3.3 pb, 38.9 MeV  

Ca Cm Lv 0.9 pb, 33.0 MeV 3.7 pb, 37.9 MeV 

理论计算

利用量子穿隧模型的理论计算支持合成Lv的实验数据。

蒸发残留物截面下表列出各种目标-发射体组合,并给出最高的预计产量。

DNS = 双核系统; σ = 截面

      

 Se Lv 1n (Lv) 0.1 pb DNS 

 Se Lv 1n (Lv) 0.5 pb DNS 

 Cr Lv 2n (Lv) 0.1 pb DNS 

 Ca Lv 4n (Lv) 5 pb DNS 

 Ca Lv 4n (Lv) 2 pb DNS 

 Ca Lv 3n (Lv) 3 pb DNS 

 Ca Lv 3n (Lv) 1.5 pb DNS 

化学属性


推算的化学属性

氧化态

Lv预计为7p系非金属的第4个元素,并是元素周期表中16族(VIA)最重的成员,位于钋之下。这一族的氧化态为+VI,除了缺少d-轨域的氧外。硫、硒、碲及钋的氧化态都是+IV,稳定性由S(IV)和Se(IV)的还原性到Po(IV)的氧化性。Te(IV)是碲最稳定的氧化态。这表示较高氧化态稳定性较低,因此Lv应有氧化性的+IV态,以及更稳定的+II态。同族其他元素亦能产生−II态,如氧化物、硫化物、硒化物、碲化物和钋化物。

化学特性

Lv的化学特性能从钋的特性推算出来。因此,它应在氧化后产生二氧化物LvO2。LvO3也有可能产生,但可能性较低。在LvO中,Lv会展现出+II氧化态的稳定性。氟化后它可能会产生四氟化物LvF4和/或二氟化物LvF2。氯化和溴化后会产生LvCl2和LvBr2。碘对其氧化后一定不会产生比LvI2更重的化合物,甚至可能完全不发生反应。

相关分词: 116 元素