𨭆

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𨭆 108Hs
氫（非金屬） 氦（惰性氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體）
鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體）
鋨
↑
𨭆
↓
(Upo)
𨨏 ← 𨭆 → 䥑
外觀
銀白色（預測）[1]
概況
名稱·符號·序數𨭆（Hassium）·Hs·108
元素類別過渡金屬
族·週期·區8·7·d
標準原子質量[271]
电子排布[Rn] 5f14 6d6 7s2[2]
2, 8, 18, 32, 32, 14, 2
歷史
發現重離子研究所（1984年）
物理性質
物態固態（預測）
密度（接近室温）
41（預測）[2] g·cm−3
原子性質
氧化态
（粗体为常见氧化态）		8, 6, 5, 4, 3, 2（預測）[1][2][3]
（實驗證實的氧化態以粗體顯示）
电离能第一：733.3 kJ·mol−1
第二：1756.0 kJ·mol−1
第三：2827.0 kJ·mol−1
（更多）
（估值[2]）
原子半径126（估值）[2] pm
共价半径134（估值）[4] pm
雜項
CAS号54037-57-9
同位素
主条目：𨭆的同位素
同位素 丰度 半衰期​（t1/2） 衰變
方式 能量​（MeV） 產物
269Hs 人造 13 秒[5] α 9.27? 265Sg
270Hs 人造 9 秒 α 9.07 266Sg
271Hs[5] 人造 46 秒 α 9.48 267Sg

𨭆（hēi）（英語：Hassium），是一種人工合成的化學元素，其化學符號为Hs，原子序數为108。𨭆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271Hs，半衰期僅約46秒。德國黑森邦達姆施塔特重離子研究所的研究團隊在1984年首次合成出𨭆元素，並以黑森邦命名此元素。

𨭆是8族中最重的元素，實驗證明，𨭆是典型的8族過渡金屬，具穩定的+8氧化態，能形成揮發性四氧化物，類似於同族的鋨。

概论[编辑]

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歷史[编辑]

發現[编辑]

1984年，由彼得·安布鲁斯特和哥特佛萊德·明岑貝格（英语：Gottfried Münzenberg）領導的研究隊於德國達姆施塔特重離子研究所首次進行了𨭆的合成反應。團隊以58Fe原子核撞擊鉛目標體，製造出3個265Hs原子，反應如下：

<math>\,^{208}_{82}\mathrm{Pb} + \,^{58}_{26}\mathrm{Fe} \to \,^{265}_{108}\mathrm{Hs} + \,^{1}_{0}\mathrm{n}</math>

IUPAC/IUPAP超鐨元素工作組在1992年的一份報告中承認，重離子研究所是𨭆的正式發現者。[6]

命名[编辑]

𨭆曾經被稱為eka鋨。在命名爭議期間，IUPAC使用的臨時系統名稱是Unniloctium（符號為Uno），來自數字1、0、8的拉丁語寫法。

德國發現者在1992年正式提出使用Hassium作為108號元素的名稱，取自研究所所在地德國黑森州的拉丁語名（Hassia）。

1994年，IUPAC的一個委員會建議把元素108命名為Hahnium（Hn），[7]雖然長期的慣例是把命名權留給發現者。在德國發現者抗議之後，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，國際承認了現用名稱Hassium作為108號元素的命名。[8]

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日重新审定、公佈101至109號元素的中文命名，其中首次給出108號元素中文名：「𨭆」（hēi，音同「黑」）[9]，名稱根據IUPAC決定的英文名Hassium，源自發現該元素的德國重離子研究所所在的德國黑森州。[10][11]

同位素[编辑]

主条目：𬭶的同位素
𬭶的同位素列表
同位素 半衰期[a] 衰变方式 发现年份[12] 发现方法[13][b]
数值 来源
263Hs 900 μs [12] α 2009年 208Pb(56Fe,n)
264Hs 700 ms [12] α, SF 1986年 207Pb(58Fe,n)
265Hs 1.96 ms [12] α 1984年 208Pb(58Fe,n)
265mHs 360 μs [12] α 1995年 208Pb(58Fe,n)
266Hs 3.0 ms [12] α, SF 2001年 270Ds(—,α)
266mHs 280 ms [12] α 2011年 270mDs(—,α)
267Hs 55 ms [12] α 1995年 238U(34S,5n)
267mHs 990 μs [12] α 2004年 238U(34S,5n)
268Hs 1.4 s [12] α 2010年 238U(34S,4n)
269Hs 13 s [5] α 1996年 277Cn(—,2α)
270Hs 9 s [12] α 2003年 248Cm(26Mg,4n)
271Hs 46 s [5] α 2008年 248Cm(26Mg,3n)
272Hs 160 ms [14] α 2022年 276Ds(—,α)
273Hs 510 ms [15] α 2010年 285Fl(—,3α)
275Hs 600 ms [16] α 2004年 287Fl(—,3α)
277Hs 18 ms [17] SF 2010年 289Fl(—,3α)
277mHs 130 s[c] [12] SF 2012年 293mLv(—,4α)

目前已知的𨭆同位素有12個，全部都具有極高的放射性，半衰期極短，非常不穩定。其中壽命最長的是𨭆-271，半衰期約46秒。不过，未确认的277mHs可能有更长的130秒半衰期。

化學特性[编辑]

推算的化學特性[编辑]

氧化態[编辑]

𨭆預計為過渡金屬中6d系的第5個元素及8族中最重的元素，在週期表中位於鐵、釕和鋨之下。該族中的後兩個元素表現出的氧化態為+8，而這種氧化態在族中越到下方越為穩定。因此𨭆的氧化態應為+8。鋨同時還有穩定的+5、+4及+3態，其中+4態最為穩定。而釕則同時有+6、+5及+3態，當中+3態最為穩定。𨭆也因此預計擁有穩定的低氧化態。

化合物[编辑]

第8族元素獨特的氧化物化學使對𨭆元素特性的推算更為容易。同族較輕的元素都已知擁有或預測擁有四氧化物，MO4。一直向下，該族的氧化力逐漸下降：FeO4[18]並不存在，因為極高的電子親合能使其形成常見的FeO42−。釕(VI)在酸中經過氧化後形成四氧化釕，RuO4，而四氧化釕經過還原反應後形成RuO42−。釕金屬在空氣中氧化後形成二氧化釕，RuO2。對比之下，鋨燃燒後產生穩定的四氧化鋨，OsO4，然後與氫氧根離子產生配合物[OsO4(OH)2]2−。因此，作為鋨對下的元素，𨭆應該會形成揮發性四氧化𨭆，HsO4，再與氫氧根離子配合形成[HsO4(OH)2]2−。

密度[编辑]

𨭆預計體積密度為41 g/cm3，是所有118個已知元素中最高的，幾乎為鋨的兩倍，而鋨是目前已測量的元素中密度最高的，有22.6 g/cm3。這是由於𨭆擁有高原子量，並加上鑭系與錒系收縮效應和相對論性效應，但是真正製造足夠𨭆元素以測量其密度是不可行的，因為樣本會即刻進行衰變。[19]

實驗性化學[编辑]

氣態化學[编辑]

𨭆的電子排佈預計為[Rn]5f14 6d6 7s2，因此𨭆應會產生揮發性四氧化物HsO4。其揮發性是由於該分子的四面體形。

對𨭆的首次化學實驗在2001年進行，運用了熱色譜分析法，以172Os作為參照物。利用反應248Cm(26Mg,5n)269Hs，實驗探測到5個𨭆原子。產生的原子在He/O2混合物中經過熱能化及氧化後產生氧化物。

269
108Hs
 + 2 O
2 → 269
108Hs
O
4

所測量到的熱離解溫度表示四氧化𨭆的揮發性比四氧化鋨低，同時也肯定了𨭆的特性屬於8族。[20][21]

為了進一步探測𨭆的化學屬性，科學家決定研究四氧化𨭆與氫氧化鈉間產生的𨭆酸鈉的反應。該反應是鋨的一條常見反應。在2004 年，科學家公佈成功進行了第一次對𨭆化合物的酸鹼反應： [22]

HsO
4 + 2 NaOH → Na
2[HsO
4(OH)
2]

化合物與絡離子[编辑]

公式 名稱
HsO4 四氧化𨭆
Na
2[HsO
4(OH)
2]		 𨭆酸鈉、二羥基四氧𨭆酸鈉

注释[编辑]

  1. ^ 不同的来源会给出不同的数值，所以这里列出最新的数值。
  2. ^ 208Pb(56Fe,n)263Hs这一写法指的是用56Fe轰击208Pb，二者融合之后放出一粒中子，产生263Hs。此反应也可以写成208Pb + 56Fe → 263Hs + n
  3. ^ 至今只观测到一次衰变

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements New. New York, NY: Oxford University Press. 2011: 215–7. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
  3. ^ Investigation of group 8 metallocenes @ TASCA （页面存档备份，存于互联网档案馆）, C.E. Dullman
  4. ^ Chemical Data. Hassium - Hs （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Royal Chemical Society
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; et al. Synthesis and decay properties of isotopes of element 110: 273Ds and 275Ds. Physical Review C. 2024-05-06, 109 (5). ISSN 2469-9985. doi:10.1103/PhysRevC.109.054307. 
  6. ^ Barber, R. C.; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, A. Z.; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H. Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements (Note: for Part I see Pure Appl. Chem., Vol. 63, No. 6, pp. 879-886, 1991). Pure and Applied Chemistry. 1993, 65 (8): 1757. doi:10.1351/pac199365081757. 
  7. ^ Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1994). Pure and Applied Chemistry. 1994, 66 (12): 2419. doi:10.1351/pac199466122419. 
  8. ^ Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997). Pure and Applied Chemistry. 1997, 69 (12): 2471. doi:10.1351/pac199769122471. 
  9. ^ 中国化学会无机化学名词小组修订. 无机化学命名原则 : 1980, 统一书号：13031·2078. 1982-12: 4-5 [2020-11-10]. （原始内容存档于2021-09-22）. 
  10. ^ 刘路沙. 101—109号元素有了中文定名. 光明网. 光明日报. [2020-11-10]. （原始内容存档于2020-11-10）. 
  11. ^ 贵州地勘局情报室摘于《中国地质矿产报》（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]. （原始内容存档于2020-12-03）. 
  12. ^ 12.00 12.01 12.02 12.03 12.04 12.05 12.06 12.07 12.08 12.09 12.10 12.11 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）. 
  13. ^ Thoennessen, M. The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation. Springer. 2016: 229, 234, 238. ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN 2016935977. doi:10.1007/978-3-319-31763-2. 
  14. ^ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Shumeiko, M. V.; et al. New isotope 276Ds and its decay products 272Hs and 268Sg from the 232Th + 48Ca reaction. Physical Review C. 2023, 108 (24611): 024611. Bibcode:2023PhRvC.108b4611O. S2CID 261170871. doi:10.1103/PhysRevC.108.024611. 
  15. ^ Utyonkov, V. K.; Brewer, N. T.; Oganessian, Yu. Ts.; et al. Neutron-deficient superheavy nuclei obtained in the 240Pu+48Ca reaction. Physical Review C. 30 January 2018, 97 (14320): 014320. Bibcode:2018PhRvC..97a4320U. doi:10.1103/PhysRevC.97.014320 可免费查阅. 
  16. ^ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Ibadullayev, D.; et al. Investigation of 48Ca-induced reactions with 242Pu and 238U targets at the JINR Superheavy Element Factory. Physical Review C. 2022, 106 (24612): 024612. Bibcode:2022PhRvC.106b4612O. S2CID 251759318. doi:10.1103/PhysRevC.106.024612. 
  17. ^ Cox, D. M.; Såmark-Roth, A.; Rudolph, D.; Sarmiento, L. G.; Clark, R. M.; Egido, J. L.; Golubev, P.; Heery, J.; Yakushev, A.; Åberg, S.; Albers, H. M.; Albertsson, M.; Block, M.; Brand, H.; Calverley, T.; Cantemir, R.; Carlsson, B. G.; Düllmann, Ch. E.; Eberth, J.; Fahlander, C.; Forsberg, U.; Gates, J. M.; Giacoppo, F.; Götz, M.; Götz, S.; Herzberg, R.-D.; Hrabar, Y.; Jäger, E.; Judson, D.; Khuyagbaatar, J.; Kindler, B.; Kojouharov, I.; Kratz, J. V.; Krier, J.; Kurz, N.; Lens, L.; Ljungberg, J.; Lommel, B.; Louko, J.; Meyer, C.-C.; Mistry, A.; Mokry, C.; Papadakis, P.; Parr, E.; Pore, J. L.; Ragnarsson, I.; Runke, J.; Schädel, M.; Schaffner, H.; Schausten, B.; Shaughnessy, D. A.; Thörle-Pospiech, P.; Trautmann, N.; Uusitalo, J. Spectroscopy along flerovium decay chains. II. Fine structure in odd-A 289Fl. Physical Review C. 6 February 2023, 107 (2): L021301. Bibcode:2023PhRvC.107b1301C. doi:10.1103/PhysRevC.107.L021301 可免费查阅. 
  18. ^ Gutsev, Gennady L.; Khanna, S.; Rao, B.; Jena, P. FeO4: A unique example of a closed-shell cluster mimicking a superhalogen. Physical Review A. 1999, 59 (5): 3681. Bibcode:1999PhRvA..59.3681G. doi:10.1103/PhysRevA.59.3681. 
  19. ^ Darleane C. Hoffman, Diana M. Lee, and Valeria Pershina Transactinide Elements and Future Elements （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Ch. 14 in Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Eds.) The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer-Verlag, Dordrecht 2006, ISBN 978-1-4020-3555-5 p. 1691.
  20. ^ Investigation of Hassium (PDF). [2012-06-02]. （原始内容存档 (PDF)于2009-02-25）. 
  21. ^ Chemistry of Hassium (PDF). Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH. 2002 [2007-01-31]. （原始内容存档 (PDF)于2012-01-14）. 
  22. ^ CALLISTO result (PDF). [2012-06-02]. （原始内容存档 (PDF)于2008-05-28）. 

参考书目[编辑]

外部連結[编辑]

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