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Uhu
外觀
未知
概況
名 / 符號 / 序數 錀, Rg, 111
元素類別 過渡金屬
/ 週期 / 11, 7, d
原子品質 283 g•mol−1
電子排布 未知
每層電子排布 2, 8, 18, 32, 32, 18, 1(
物理性質
狀態 未知
原子性質
雜項
CAS號 54386-24-2

Roentgenium)係一種人工合成嘅放射性化學元素,化學符號係Rg原子序數係111。錀屬於超重元素超鈾元素超錒元素。現時所發現嘅最穩定同位素半衰期大概10分鐘,之後衰變成為第109號元素。第111號元素係過渡金屬11族嘅成員,所以佢嘅化學性質預計同等11族金屬類似,會係銀白色或金黃色嘅固體金屬。

歷史[編輯]

發現[編輯]

錀係由德國達姆施塔特重離子研究所(Gesellschaft für Schwerionenforschung,GSI),1994年12月8號線性加速器內利用-64轟擊-209而合成嘅。呢次實驗成功產生咗三粒錀-272原子,並迅速衰變成其他元素[1]。 2001年,IUPAC/ IUPAP聯合工作小組(JWP)嘅結論係冇足夠證據證明當時確實發現咗錀[2]。GSI嘅小組喺2002年重複實驗並再檢測三個原子[3][4]。喺佢哋2003年嘅報告,聯合工作方案嘅決定,應該承認GSI團隊發現呢隻元素[5]

命名[編輯]

2004年11月1號被命名為Roentgenium(Rg),呢個名係為咗紀念1895年發現X射線嘅科學家倫琴。原稱「Unununium」,亦即係「1-1-1-ium」,係根據IUPAC嘅而命名。

同位素同核特性[編輯]

核合成[編輯]

可以產生Z=111複核嘅目標、發射體組合[編輯]

以下列出各種可以用嚟產生原子序為111嘅目標、發射體組合。

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

冷聚變[編輯]

209Bi(64Ni,xn)273−xRg (x=1)[編輯]

第一次合成錀嘅實驗由杜布納團隊喺1986年用呢種冷核聚變反應。冇原子被確定可分配到錀,截面限制喺4PB。其後GSI嘅團隊用咗升級後嘅設施進行實驗,成功發現3粒272Rg原子。另有3粒原子喺2000年被合成。錀嘅發現喺2003年被證實,當時日本理化學研究所測定咗14個272Rg原子嘅衰變喺測量過程中嘅1N激發能[6]

208Pb(65Cu,xn)273−xRg (x=1)[編輯]

2004年,佢哋嘅研究嘅一部分奇數-Z投射喺冷聚變反應,勞倫斯伯克利國家實驗室喺呢個新嘅反應檢測到272Rg嘅單個原子[7][8]

作為衰變產物[編輯]

錀同位素亦喺更重元素嘅衰變產物被觀察到。

蒸發殘留 觀測到嘅錀同位素
288Uup 280Rg [9]
287Uup 279Rg [9]
282Uut 278Rg [10]
278Uut 274Rg [10]

同位素發現時序[編輯]

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) [10]
275Rg 未知
276Rg 未知
277Rg 未知
278Rg 2006年 237Np(48Ca,3n) [10]
279Rg 2003年 243Am(48Ca,4n) [9]
280Rg 2003年 243Am(48Ca,3n) [9]
281Rg 2009年 249Bk(48Ca,4n)[11]
282Rg 2009年 249Bk(48Ca,3n)[11]

核異構體[編輯]

274Rg[編輯]

274Rg嘅兩個原子已經喺衰變鏈嘅起點278Uut被觀察到。呢兩件事得到嘅衰變數據有所出入。此外,呢兩個整個衰變鏈似乎有唔同。咁表明,274Rg存在核異構體,但需要進一步研究。

272Rg[編輯]

直接合成272Rg嗰時已提供咗4個衰變可以量,11.37,11.03,10.82同10.40MeV。喺GSI測得嘅半衰期為1.6毫秒,同時從日本理化學研究所得到嘅數據顯示半衰期大概係3.8毫秒。數據有衝突可能係由於核異構體,但目前嘅數據唔足以作出任何結論。

同位素產量[編輯]

以下列出直接合成錀嘅聚變核反應嘅截面同激發能量。粗體數據代表從激發函數算出嘅最大值。+代表觀測到嘅出口通道。

冷聚變[編輯]

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[編輯]

電子結構(相對論)[編輯]

穩定嘅11族元素都有外層電子排布nd10(n+1)s1。對於佢哋每一個元素,第一激發態嘅原子有外層電子排布nd9(n+1)s2。由於d電子之間嘅自旋-軌道作用,呢種狀態被分為一對能量水準。對於銅,唔同嘅能源之間嘅基態同最低激發態令銅呈現紅棕色。對於銀,由於能量差距擴大,令佢呈銀色。然而,隨住原子序嘅增加,相對論效應令激發級別穩定嘅金嘅能隙減小再次呈金黃色。對於錀,計算表明,6d97s2水準穩定到佢成為基態嘅程度。由此產生嘅能量差之間嘅新嘅基態同第一激發態係相似,銀和同錀預計會係銀色嘅外觀[12]

推算嘅化學屬性[編輯]

氧化態[編輯]

錀預計會係第九個6D系列過渡金屬成員同埋喺週期表中最重嘅11族(IB)成員,位於銅、銀同金嘅下面。每個11族成員表現出唔同嘅穩定狀態。銅形成穩定嘅+2狀態,而白銀就主要形成銀(I),金就主要形成金(III)。銅(I)同銀(II)就比較少見。因此,預計錀主要會形成穩定嘅+3狀態。由於相對論效應,黃金亦形成咗-1穩定狀態,錀可能都會係咁。

化學特性[編輯]

呢族較重嘅成員對化學反應惰性都係對氧氣惰性,但可以同鹵素發生反應。此外,銀亦可以同同埋硫化氫發生反應,同金、銀相比,佢嘅反應活性明顯較高。錀預計比黃金更貴重,可以預計佢會對氧同鹵素呈惰性。而最有可能嘅反應係同形成氟化物RgF3

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參考[編輯]

  1. 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. 
  2. 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. 
  3. 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. 
  4. Hofmann et al. New results on element 111 and 112. GSI report 2000. . 喺2008-03-02搵到;. 
  5. 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. 
  6. 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. 
  7. 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. 
  8. "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
  9. 9.0 9.1 9.2 9.3 see ununpentium for details
  10. 10.0 10.1 10.2 10.3 see ununtrium for details
  11. 引用錯誤 無效嘅<ref>標籤; 無文字提供於名為e117嘅參照
  12. Turler, A. Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements. Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences. 2004, 5 (2): R19–R25. 

出面網頁[編輯]


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