𬭳

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𬭳 106Sg
氢（非金属） 氦（稀有气体）
锂（碱金属） 铍（碱土金属） 硼（类金属） 碳（非金属） 氮（非金属） 氧（非金属） 氟（卤素） 氖（稀有气体）
钠（碱金属） 镁（碱土金属） 铝（贫金属） 硅（类金属） 磷（非金属） 硫（非金属） 氯（卤素） 氩（稀有气体）
钾（碱金属） 钙（碱土金属） 钪（过渡金属） 钛（过渡金属） 钒（过渡金属） 铬（过渡金属） 锰（过渡金属） 铁（过渡金属） 钴（过渡金属） 镍（过渡金属） 铜（过渡金属） 锌（过渡金属） 镓（贫金属） 锗（类金属） 砷（类金属） 硒（非金属） 溴（卤素） 氪（稀有气体）
铷（碱金属） 锶（碱土金属） 钇（过渡金属） 锆（过渡金属） 铌（过渡金属） 钼（过渡金属） 锝（过渡金属） 钌（过渡金属） 铑（过渡金属） 钯（过渡金属） 银（过渡金属） 镉（过渡金属） 铟（贫金属） 锡（贫金属） 锑（类金属） 碲（类金属） 碘（卤素） 氙（稀有气体）
铯（碱金属） 钡（碱土金属） 镧（镧系元素） 铈（镧系元素） 镨（镧系元素） 钕（镧系元素） 钷（镧系元素） 钐（镧系元素） 铕（镧系元素） 钆（镧系元素） 铽（镧系元素） 镝（镧系元素） 钬（镧系元素） 铒（镧系元素） 铥（镧系元素） 镱（镧系元素） 镥（镧系元素） 铪（过渡金属） 钽（过渡金属） 钨（过渡金属） 铼（过渡金属） 锇（过渡金属） 铱（过渡金属） 铂（过渡金属） 金（过渡金属） 汞（过渡金属） 铊（贫金属） 铅（贫金属） 铋（贫金属） 钋（贫金属） 砹（类金属） 氡（稀有气体）
钫（碱金属） 镭（碱土金属） 锕（锕系元素） 钍（锕系元素） 镤（锕系元素） 铀（锕系元素） 镎（锕系元素） 钚（锕系元素） 镅（锕系元素） 锔（锕系元素） 锫（锕系元素） 锎（锕系元素） 锿（锕系元素） 镄（锕系元素） 钔（锕系元素） 锘（锕系元素） 铹（锕系元素） 𬬻（过渡金属） 𬭊（过渡金属） 𬭳（过渡金属） 𬭛（过渡金属） 𬭶（过渡金属） 鿏（预测为过渡金属） 𫟼（预测为过渡金属） 𬬭（预测为过渡金属） 鿔（过渡金属） 鿭（预测为贫金属） 𫓧（贫金属） 镆（预测为贫金属） 𫟷（预测为贫金属） 鿬（预测为卤素） 鿫（预测为稀有气体）
钨
↑
𬭳
↓
(Ups)
𬭊 ← 𬭳 → 𬭛
概况
名称·符号·序数𬭳（seaborgium）·Sg·106
元素类别过渡金属
族·周期·区6·7·d
标准原子质量[267]（不确定[a]）
电子排布[Rn] 5f14 6d4 7s2[3]
2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
历史
发现劳伦斯伯克利国家实验室（1974年）
物理性质
物态固体（预测）
密度（接近室温）
35 （预测）[3] g·cm−3
原子性质
氧化态
（粗体为常见氧化态）		0[4]、(+3)、(+4)、(+5)、6
（括号内的氧化态仅为预测）
电离能第一：757[3] kJ·mol−1
第二：1733（估值）[3] kJ·mol−1
第三：2484（估值）[3] kJ·mol−1
（更多）
原子半径132（预测）[3] pm
共价半径143（预测）[5] pm
杂项
CAS号54038-81-2
同位素
主条目：𬭳的同位素
同位素 丰度 半衰期​（t1/2） 衰变
方式 能量​（MeV） 产物
265Sg 人造 9.2 秒 α 8.84[6] 261mRf
265mSg 人造 16.4 秒 α 8.69[6] 261Rf
267Sg[1] 人造 9.8 分钟 α 8.40 263Rf
269Sg 人造 5 分钟 α 8.58 265Rf
271Sg[7] 人造 31 秒 α 8.629 267Rf
SF — —

𬭳（xǐ）（英语：Seaborgium），是一种人工合成的化学元素，其化学符号为Sg，原子序数为106，属于锕系后元素。

𬭳是一种放射性极高的超重元素，所有同位素的半衰期都很短，非常不稳定，寿命最长的同位素的半衰期也只有数分钟。在元素周期表中其位于d区。它是第7周期、第6族的成员，过渡金属6d电子轨道的第4个元素，作为钨之下的同族元素。

公元1974年，前苏联与美国的实验室分别合成出了数颗106号元素的原子。而苏联科学家和美国科学家之间为了发现的优先权以及元素的命名争执数年，最终国际纯化学暨应用化学联合会（IUPAC）才将𬭳作为该元素的正式名称，以纪念对多个超铀元素的发现有着重要贡献的美国化学家格伦·西奥多·西博格。此外，它也是唯二用当时仍在世的人命名的元素，另一个是鿫，原子序118。[b]

概论[编辑]

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历史[编辑]

发现[编辑]

𬭳原称106号元素，首次于1974年在阿伯特·吉奥索和E. Kenneth Hulet的带领下，利用劳伦斯伯克利国家实验室的超重离子直线加速器合成出来。[9]他们用18O离子撞击249Cf目标，并产生出新的核素263Sg。该核素进行放射衰变，半衰期为0.9 ± 0.2秒。

命名[编辑]

发现106号元素的美国团队提出将新元素命名为seaborgium（Sg），以纪念美国化学家格伦·西奥多·西博格。他是该团队的成员之一，并在多个锕系元素的发现中都作出了重要的贡献。这个名称引起了争议。IUPAC所用的临时名称为unnilhexium（Unh），根据IUPAC元素系统命名法。1994年，一个IUPAC委员会提出将元素命名为rutherfordium（104号元素的现称），并规定元素不能以在世的人物命名。[10]美国化学学会强烈抗议这项规定。他们指出，在阿尔伯特·爱因斯坦在世时命名的einsteinium（锿）已经设下了先例，而且调查显示化学家们对西博格仍然在世并没有意见。鉴于国际上对104至107号元素名均存在较大分歧，1997年8月27日IUPAC在协商后正式对101至109号元素的重新英文定名，𬭳的英文现称seaborgium得到了IUPAC的采用及国际上的承认。[11]

全国科学技术名词化学名词审定委员会据此于1998年7月8日重新审定、公布101至109号元素的中文命名，其中首次给出106号元素中文名：“𬭳”（xǐ，音同“喜”）[12]，名称源自IUPAC决定的英文名seaborgium（Sg），以纪念美国化学家格伦·西奥多·西博格。[13][14]

化学特性[编辑]

推算的特性[编辑]

氧化态

经过推算，𬭳是6d系过渡金属的第3个元素，也是元素周期表中6族的最重元素，位于铬、钼和钨以下。该族的所有元素都呈现出+6氧化态，其稳定性随着元素的重量而增加。因此𬭳估计会有稳定的+6态。这个族的稳定+5和+4态也在较重的元素中呈现出来；除铬(III)以外，该族的+3态是还原性的。

化学

𬭳的许多化学特性都是通过同族较轻元素的反应中推算出来的，如从钼和钨。钼和钨很容易形成三氧化物MO3，所以𬭳也应该会形成SgO3。已知的MO3氧化物能溶于碱当中，并形成氧离子，因此𬭳也应形成𬭳酸盐离子SgO42−。另外，WO3能与酸反应，意味着SgO3也会是两性的。钼的氧化物MoO3会与水汽反应，产生氢氧化物MoO2(OH)2，所以SgO2(OH)2也是可能形成的。同族较重的元素容易形成具挥发性和不稳定的六卤化物MX6（X=Cl,F）。只有钨形成不稳定的六溴化钨WBr6。因此，SgF6和SgCl6都是可能形成的化合物，其继承钨的特性有可能表现在六溴化物SgBr6的更高稳定性上。这些卤化物在氧和水汽中都是不稳定的，并会立即形成具挥发性的氧卤化物MOX4和MO2X2。故此SgOX4（X=F,Cl）和SgO2X2（X=F,Cl）应该会形成。在水溶状态下，它们和氟离子形成各种氧氟络负离子，例如MOF5−和MO3F33−。𬭳也预计会形成类似的络合物。

实验化学[编辑]

气态[编辑]

最初研究𬭳化学的实验主要是通过对挥发性氧氯化物进行气态热力色谱法。𬭳原子首先在这条反应中产生： 248Cm(22Ne,4n)266Sg，加热后与O2/HCl混合物反应。产生出的氧氯化物的吸附属性在测量之后与钼和钨作对比。结果显示，𬭳形成了挥发性氧氯化物，与其他6族元素相似：

Sg + O
2 + 2 HCl → SgO
2Cl
2 + H
2

2001年，一组人员继续研究𬭳的气态化学。他们把𬭳与O2在H2O环境下反应。情况与形成氧氯化物时相近，实验结果显示形成了氢氧化氧𬭳，该反应在较轻的6族元素中是常见的。[15]

2 Sg + 3 O
2 → 2 SgO
3
SgO
3 + H
2O → SgO
2(OH)
2

水溶态[编辑]

在水溶状态下，𬭳的化学与钼和钨的相近，会形成稳定的+6氧化态。𬭳首先在HNO3/HF溶液中被稀释成正离子交换树脂，可能形成中性的SgO2F2或络负离子[SgO2F3]−。0.1 M的HNO3溶液无法稀释𬭳，而相比之下钼和钨则可以。这意味着[Sg(H2O)6]6+的水解最多进行到络正离子[Sg(OH)5(H2O)]+为止。

0价化合物[编辑]

𬭳除了+6价外，目前唯一已知的氧化态为0。在2014年，𬭳被发现了羰基配合物Sg(CO)6，和同族形成的Cr(CO)6、Mo(CO)6、W(CO)6类似。Sg(CO)6是挥发性的化合物，和二氧化硅接触迅速反应。[4]

化合物及络离子[编辑]

公式 名称
SgO2Cl2 氧氯化𬭳
SgO2F2 氧氟化𬭳
SgO3 三氧化𬭳
SgO2(OH)2 氢氧化氧𬭳
[SgO2F3]− trifluorodioxoseaborgate(VI)
[Sg(OH)5(H2O)]+ aquapentahydroxyseaborgium(VI)
Sg(CO)6 六羰基𬭳

同位素[编辑]

主条目：𬭳的同位素
𬭳的同位素列表
同位素 半衰期[c] 衰变方式 发现年份 发现方法
数值 来源
258Sg 2.7 ms [2] SF 1994年 209Bi(51V,2n)
259Sg 402 ms [2] α 1985年 207Pb(54Cr,2n)
259mSg 226 ms [2] α, SF 2015年 206Pb(54Cr,n)[16]
260Sg 4.95 ms [2] SF, α 1985年 208Pb(54Cr,2n)
261Sg 183 ms [2] α, β+, SF 1985年 208Pb(54Cr,n)
261mSg 9.3 μs [2] IT 2009年 208Pb(54Cr,n)
262Sg 10.3 ms [2] SF, α 2001年 270Ds(—,2α)
263Sg 940 ms [2] α, SF 1994年 271Ds(—,2α)
263mSg 420 ms [2] α 1974年 249Cf(18O,4n)
264Sg 78 ms [2] SF 2006年 238U(34Si,4n)
265Sg 9.2 s [2] α 1993年 248Cm(22Ne,5n)
265mSg 16.4 s [2] α 1993年 248Cm(22Ne,5n)
266Sg 390 ms [2] SF 2004年 270Hs(—,α)
267Sg 9.8 min [1] SF, α 2004年 271Hs(—,α)
267mSg 1.7 min [1] SF 2024年 271Hs(—,α)
268Sg 13 s [17] SF 2022年 276Ds(—,2α)
269Sg 5 min [2] α 2010年 285Fl(—,4α)
271Sg 31 s [7] α, SF 2003年 287Fl(—,4α)

如同其他高原子序的超重元素，𬭳的所有同位素都具有极高的放射性，寿命短暂，非常不稳定。目前已知的𬭳同位素有12个（不包括亚稳态及K旋同核异构体）。半衰期最长的是267Sg和269Sg，半衰期分别为9.8分钟和5分钟。半衰期最短的是261mSg，会进行内部转变（英语：Internal conversion）。其半衰期为9微秒。

注释[编辑]

  1. ^ 由于数据不足，目前无法确定𬭳最稳定的同位素。267Sg半衰期的68%置信区间为9.8+11.3
    −4.5     分钟    [1]，而269Sg的则为5±2分钟[2]，两者重叠。
  2. ^ 99号元素锿和100号元素镄被提议分别以当时仍在世的阿尔伯特·爱因斯坦和恩里科·费米的名字命名，但命名直到他们逝世后才被公布。[8]
  3. ^ 不同的来源会给出不同的数值，所以这里列出最新的数值。

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 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. 
  2. ^ 2.00 2.01 2.02 2.03 2.04 2.05 2.06 2.07 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 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）. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 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. 
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  5. ^ Chemical Data. Seaborgium - Sg （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Royal Chemical Society
  6. ^ 6.0 6.1 Haba, H.; Kaji, D.; Kudou, Y.; Morimoto, K.; Morita, K.; Ozeki, K.; Sakai, R.; Sumita, T.; Yoneda, A.; Kasamatsu, Y.; Komori, Y.; Shinohara, A.; Kikunaga, H.; Kudo, H.; Nishio, K.; Ooe, K.; Sato, N.; Tsukada, K. Production of 265Sg in the 248Cm(22Ne,5n)265Sg reaction and decay properties of two isomeric states in 265Sg. Physical Review C (American Physical Society (APS)). 2012-02-21, 85 (2). ISSN 0556-2813. doi:10.1103/physrevc.85.024611. 
  7. ^ 7.0 7.1 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). S2CID 251759318. doi:10.1103/PhysRevC.106.024612. 
  8. ^ Hoffman, Ghiorso & Seaborg 2000，第187–189页.
  9. ^ Ghiorso, A., Nitschke, J. M., Alonso, J. R., Alonso, C. T., Nurmia, M., Seaborg, G. T., Hulet, E. K., Lougheed, R. W. Element 106. Phys. Rev. Lett. 1974, 33 (25): 1490–1493. Bibcode:1974PhRvL..33.1490G. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1490. 
  10. ^ Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1994). Pure and Applied Chemistry. 1994, 66 (12): 2419. doi:10.1351/pac199466122419. 
  11. ^ Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997). Pure and Applied Chemistry. 1997, 69 (12): 2471. doi:10.1351/pac199769122471. 
  12. ^ 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）. 
  13. ^ 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）. 
  14. ^ 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. 贵州地质. 1998, 15: 298–298 [2020-11-10]. （原始内容存档于2020-12-03）. 
  15. ^ Huebener; Taut, S.; Vahle, A.; Dressler, R.; Eichler, B.; Gäggeler, H. W.; Jost, D.T.; Piguet, D.; Türler, A.; et al. Physico-chemical characterization of seaborgium as oxide hydroxide (PDF). Radiochim. Acta. 2001, 89 (11–12_2001): 737–741 [2013-01-13]. doi:10.1524/ract.2001.89.11-12.737. （原始内容 (PDF)存档于2014-10-25）. 
  16. ^ Antalic, S.; Heßberger, F. P.; Ackermann, D.; Heinz, S.; Hofmann, S.; Kindler, B.; Khuyagbaatar, J.; Lommel, B.; Mann, R. Nuclear isomers in 259Sg and 255Rf. The European Physical Journal A. 14 April 2015, 51 (4): 41 [2 July 2023]. Bibcode:2015EPJA...51...41A. ISSN 1434-601X. S2CID 254117522. doi:10.1140/epja/i2015-15041-0. （原始内容存档于2024-02-08） （English）. 
  17. ^ 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 (024611). doi:10.1103/PhysRevC.108.024611. 

参考书目[编辑]

外部链接[编辑]

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