䥑
䥑(英語:Meitnerium),是一種人工合成的化學元素,其化學符號為Mt,原子序數為109。䥑是一種放射性極強的超重元素及錒系後元素,其所有同位素的半衰期都很短,非常不穩定,其中壽命最長的是278Mt,半衰期僅約4.5秒。䥑是9族最重的元素,但由於沒有足夠穩定的同位素,因此目前未能通過化學實驗來驗證䥑的性質是否符合元素週期律。
德國達姆施塔特重離子研究所的研究團隊在1982年首次合成出䥑元素。其名稱得自奧地利、瑞典原子物理學家莉澤·邁特納。
概論[編輯]
Lua錯誤:Module:TNT:192: '''Missing JsonConfig extension, or not properly configured; Cannot load https://commons.wikimedia.org/wiki/Data:I18n/Module:Excerpt.tab. See https://www.mediawiki.org/wiki/Extension:JsonConfig#Supporting_Wikimedia_templates'''。
歷史[編輯]
發現[編輯]
此元素在1982年8月29日由彼得·安布魯斯特和哥特佛萊德·明岑貝格領導的研究團隊所合成出來,此團隊位於德國黑森邦達姆施塔特的重離子研究所。[11]他們利用鐵-58離子轟擊鉍-209合成了266Mt的單一原子:
- <math>\,^{209}_{83}\mathrm{Bi} + \,^{58}_{26}\mathrm{Fe} \to \,^{266}_{109}\mathrm{Mt} + \,^{1}_{0}\mathrm{n}</math>
命名[編輯]
根據IUPAC元素系統命名法,䥑的舊稱是Unnilennium,來自1、0、9的拉丁語寫法。
1997年8月27日IUPAC正式對國際上分歧較大的101至109號元素的重新英文定名中,Meitnerium正式作為109號元素的命名,以紀念奧地利、瑞典原子物理學家莉澤·邁特納(Lise Meitner)。[12]
全國科學技術名詞化學名詞審定委員會據此於1998年7月8日重新審定、公佈101至109號元素的中文命名,其中首次給出109號元素中文名:「䥑」(mài,音同「麥」)[13][14][15]。
未來實驗[編輯]
日本理化學研究所的一個團隊已表示有計劃研究以下反應:
- <math>\,^{248}_{96}\mathrm{Cm} + \,^{27}_{13}\mathrm{Al} \to \,^{275}_{109}\mathrm{Mt} ^{*} \to \,?</math>
同位素與核特性[編輯]
| 同位素 | 半衰期[a] | 衰變方式 | 發現年份 | 發現方法 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 數值 | 來源 | ||||
| 266Mt | 2.0 ms | [16] | α, SF | 1982年 | 209Bi(58Fe,n) |
| 268Mt | 23 ms | [16] | α | 1994年 | 272Rg(—,α) |
| 270Mt | 800 ms | [16] | α | 2004年 | 278Nh(—,2α) |
| 274Mt | 640 ms | [9] | α | 2006年 | 282Nh(—,2α) |
| 275Mt | 20 ms | [9] | α | 2003年 | 287Mc(—,3α) |
| 276Mt | 620 ms | [9] | α | 2003年 | 288Mc(—,3α) |
| 277Mt | 5 ms | [17] | SF | 2012年 | 293Ts(—,4α) |
| 278Mt | 4.5 s | [17] | α | 2010年 | 294Ts(—,4α) |
| 282Mt[b] | 1.1 min | [18] | α | 1998年 | 290Fl(e−,νe2α) |
目前已知的䥑同位素共有8個,質量數分別為266、268、270和274-278,全部都具有極高的放射性,半衰期極短,非常不穩定,且質量數越大的同位素穩定性越高,其中最長壽的同位素為䥑-278,半衰期約4.5秒,也是目前發現最重的䥑同位素。未經確認的同位素䥑-282可能具有更長的半衰期,為67秒。除了䥑-278外,其他壽命較長的同位素有䥑-276和䥑-274,半衰期分別為0.45秒和0.44秒,剩下5種同位素的半衰期都在20毫秒以下。大多數䥑同位素主要發生α衰變,有些則會進行自發裂變。[19]
䥑-268和䥑-270具有已知但未經證實的同核異構體。[19]
化學屬性[編輯]
推算的化學屬性[編輯]
物理特性[編輯]
根據週期表的趨勢,䥑應該是一種高密度金屬,密度大約為37.4 g/cm3[1](鈷:8.9,銠:12.5,銥:22.5),熔點也很高,約為2600至2900°C(鈷:1480,銠:1966,銥:2454)。它的耐腐蝕性可能很高,甚至比銥更高。
氧化態[編輯]
䥑預計將是6d系過渡金屬的第7個元素,也是週期表中9族最重的成員,位於鈷、銠和銥的下面。較重的兩個9族元素氧化態為+6,而銥最穩定的為+4和+3態,銠則呈穩定的+3態。因此預期䥑會形成穩定的+3狀態,但也可能有穩定的+4和+6態。
化學特性[編輯]
䥑應可形成六氟化物MtF6。這氟化物預計將較六氟化銥更加穩定,因為同族元素從上到下的+6氧化態越來越穩定。
在與氧發生反應時,銠主要形成Rh2O3 ,而銥會被氧化為+4態的IrO2。因此䥑可能會形成二氧化物MtO2。
9族元素的+3態常見於與鹵素直接反應所形成的三鹵化物(氟化物除外)。因此䥑應可形成MtCl3、MtBr3和MtI3。
註釋[編輯]
參考資料[編輯]
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (編). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1.
- ^ 2.0 2.1 2.2 Östlin, A.; Vitos, L. First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals. Physical Review B. 2011, 84 (11). Bibcode:2011PhRvB..84k3104O. doi:10.1103/PhysRevB.84.113104.
- ^ Thierfelder, C.; Schwerdtfeger, P.; Heßberger, F. P.; Hofmann, S. Dirac-Hartree-Fock studies of X-ray transitions in meitnerium. The European Physical Journal A. 2008, 36 (2): 227. Bibcode:2008EPJA...36..227T. doi:10.1140/epja/i2008-10584-7.
- ^ Ionova, G. V.; Ionova, I. S.; Mikhalko, V. K.; Gerasimova, G. A.; Kostrubov, Yu. N.; Suraeva, N. I. Halides of Tetravalent Transactinides (Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, 110th Element): Physicochemical Properties. Russian Journal of Coordination Chemistry. 2004, 30 (5): 352. doi:10.1023/B:RUCO.0000026006.39497.82.
- ^ Himmel, Daniel; Knapp, Carsten; Patzschke, Michael; Riedel, Sebastian. How Far Can We Go? Quantum-Chemical Investigations of Oxidation State +IX. ChemPhysChem. 2010, 11 (4): 865–9. PMID 20127784. doi:10.1002/cphc.200900910.
- ^ Chemical Data. Meitnerium - Mt (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館), Royal Chemical Society
- ^ Saito, Shiro L. Hartree–Fock–Roothaan energies and expectation values for the neutral atoms He to Uuo: The B-spline expansion method. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 2009, 95 (6): 836. Bibcode:2009ADNDT..95..836S. doi:10.1016/j.adt.2009.06.001.
- ^ 8.0 8.1 Oganessian, Yu.Ts. Synthesis and Decay Properties of Heaviest Nuclei with 48Ca-Induced Reactions. Nuclear Physics A. 2007, 787 (1-4): 343–352. doi:10.1016/j.nuclphysa.2006.12.055.
- ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Kovrizhnykh, N. D.; et al. New isotope 286Mc produced in the 243Am+48Ca reaction. Physical Review C. 2022, 106 (64306): 064306. Bibcode:2022PhRvC.106f4306O. S2CID 254435744. doi:10.1103/PhysRevC.106.064306.
- ^ Oganessian, Yu Ts; Sobiczewski, A; Ter-Akopian, G M. Superheavy nuclei: from predictions to discovery. Physica Scripta. 2017-02-01, 92 (2): 023003. ISSN 0031-8949. doi:10.1088/1402-4896/aa53c1.
- ^ Münzenberg, G.; Armbruster, P.; Heßberger, F. P.; Hofmann, S.; Poppensieker, K.; Reisdorf, W.; Schneider, J. H. R.; Schneider, W. F. W.; Schmidt, K.-H. Observation of one correlated α-decay in the reaction 58Fe on 209Bi→267109. Zeitschrift für Physik A. 1982, 309 (1): 89. Bibcode:1982ZPhyA.309...89M. doi:10.1007/BF01420157.
- ^ Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997). Pure and Applied Chemistry. 1997, 69 (12): 2471. doi:10.1351/pac199769122471.
- ^ 中國化學會無機化學名詞小組修訂. 无机化学命名原则 : 1980, 统一书号:13031·2078. 1982-12: 4-5 [2020-11-10]. (原始內容存檔於2021-09-22).
- ^ 劉路沙. 101—109号元素有了中文定名. 光明網. 光明日報. [2020-11-10]. (原始內容存檔於2020-11-10).
- ^ 貴州地勘局情報室摘於《中國地質礦產報》(1998年8月13日). 101~109号化学元素正式定名. 貴州地質. 1998, 15: 298–298 [2020-11-10]. (原始內容存檔於2020-12-03).
- ^ 16.0 16.1 16.2 Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties (PDF). Chinese Physics C. 2021, 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae (English).
- ^ 17.0 17.1 Oganessian, Y.T. Super-heavy element research. Reports on Progress in Physics. 2015, 78 (3): 036301. Bibcode:2015RPPh...78c6301O. PMID 25746203. S2CID 37779526. doi:10.1088/0034-4885/78/3/036301.
- ^ S. Hofmann, S. Heinz, R. Mann, J. Maurer, G. Münzenberg, S. Antalic, W. Barth, H. G. Burkhard, L. Dahl, K. Eberhardt, R. Grzywacz, J. H. Hamilton, R. A. Henderson, J. M. Kenneally, B. Kindler, I. Kojouharov, R. Lang, B. Lommel, K. Miernik, D. Miller, K. J. Moody, K. Morita, K. Nishio, A. G. Popeko, J. B. Roberto, J. Runke, K. P. Rykaczewski, S. Saro, C. Scheidenberger, H. J. Schött, D. A. Shaughnessy, M. A. Stoyer, P. Thörle-Pospiech, K. Tinschert, N. Trautmann, J. Uusitalo, A. V. Yeremin. Review of even element super-heavy nuclei and search for element 120. The European Physical Journal A. 2016-06, 52 (6) [2023-03-30]. ISSN 1434-6001. doi:10.1140/epja/i2016-16180-4 (English).
- ^ 19.0 19.1 Sonzogni, Alejandro. Interactive Chart of Nuclides. National Nuclear Data Center: Brookhaven National Laboratory. [2008-06-06]. (原始內容存檔於March 7, 2018).
參考書目[編輯]
- Beiser, A. Concepts of modern physics 6th. McGraw-Hill. 2003. ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC 48965418.
- Hoffman, D. C.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. T. The Transuranium People: The Inside Story. World Scientific. 2000. ISBN 978-1-78-326244-1.
- Kragh, H. From Transuranic to Superheavy Elements: A Story of Dispute and Creation. Springer. 2018. ISBN 978-3-319-75813-8.
外部連結[編輯]
- 元素䥑在洛斯阿拉莫斯國家實驗室的介紹(英文)
- EnvironmentalChemistry.com —— 䥑(英文)
- 元素䥑在The Periodic Table of Videos(諾丁漢大學)的介紹(英文)
- 元素䥑在Peter van der Krogt elements site的介紹(英文)
- WebElements.com – 䥑(英文)