錀

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外觀
	未知
概況
名 / 符號 / 序數	錀, Rg, 111
元素類別	過渡金屬
族 / 週期 / 區	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（圖）
物理性質
狀態	未知
原子性質
雜項
CAS號	54386-24-2
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錀（粵拼：Leon4，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嘅半衰期大概10分鐘，之後衰變成為第109號元素䥑。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金、銀、銅等11族金屬類似，會係銀白色或金黃色嘅固體金屬。

歷史

發現

錀係由德國達姆施塔特嘅重離子研究所（Gesellschaft für Schwerionenforschung，GSI），1994年 12月8號喺線性加速器內利用鎳-64轟擊鉍-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

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

核合成

可以產生Z=111複核嘅目標、發射體組合

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

²⁰⁹Bi(⁶⁴Ni,xn)^273−xRg (x=1)

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)

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

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

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

²⁷⁴Rg

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

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

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

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

電子結構（相對論）

穩定嘅11族元素銅、銀、金都有外層電子排布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

氧化態

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

呢族較重嘅成員對化學反應呈惰性。銀同金都係對氧氣呈惰性，但可以同鹵素發生反應。此外，銀亦可以同硫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氟形成氟化物RgF₃。

註

參考

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出面網頁

洛斯阿拉莫斯國家實驗室
EnvironmentalChemistry.com —— 錀（英文）

註

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歷史

發現

命名