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鉝
本詞條是多義詞，共2個(gè)義項(xiàng)
放射性人造元素之一
俄羅斯杜布納核研究聯(lián)合科研所和美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Livermore National Laboratory）合作于2000年合成了元素周期表上的第116號(hào)元素，從而確認(rèn)了這一新元素的存在。2000年7月19日，專家首次直接在加速器上合成了第116號(hào)元素，但該元素存在了0.05秒后便衰變成了其他元素。
2012年，國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）宣布第116號(hào)元素命名為鉝（Livermorium） ，以紀(jì)念勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）對(duì)元素發(fā)現(xiàn)作出的貢獻(xiàn)。
基本信息
| 中文名 | 鉝 |
| 外文名 | livermorium |
| 符號(hào) | Lv |
| 原子質(zhì)量 | 293 |
| 讀音 | lì |
| 半衰期 | 約60ms |
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元素信息
英文名：Livermorium
符號(hào)：Lv
原子序數(shù)：116
VI A族 第7周期 p區(qū)
原子量：[293]
鉝是16族最重的元素，但至今仍沒(méi)有足夠穩(wěn)定的同位素能用在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，以證明它和釙的特性相似。
鉝于2000年第一次被發(fā)現(xiàn)，至今約有30個(gè)原子被成功制造，它們是直接合成的，或是<氣奧>（Og）的衰變產(chǎn)物。他們的同位素質(zhì)量為290至293，而鉝是當(dāng)中最穩(wěn)定的，半衰期為約60 ms。
歷史
發(fā)現(xiàn)
2000年7月19日，位于俄羅斯杜布納聯(lián)合核研究所（JINR）的科學(xué)家使用鈣離子撞擊鋦目標(biāo)，并探測(cè)到一個(gè)鉝原子的一次單獨(dú)的衰變。結(jié)果于2000年12月發(fā)布。這次α衰變活動(dòng)能量為10.54 MeV，起初指定到鉝的衰變，因?yàn)楫a(chǎn)物和先前指定的鈇有互相的關(guān)系。然而其后又更改為鈇，所以這活動(dòng)也指定到鉝。他們于2001年4至5月進(jìn)行的第二次實(shí)驗(yàn)里，再有兩個(gè)原子被發(fā)現(xiàn)。
同樣的實(shí)驗(yàn)里，他們也探測(cè)到了符合第一次觀測(cè)到的鈇衰變，并將此次衰變活動(dòng)指定到鈇。在重復(fù)進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)后，并沒(méi)有觀測(cè)到這個(gè)活動(dòng)。不過(guò)，這可能是一個(gè)鉝的同核異能素Lv的衰變，或是已知的鉝一條較罕見(jiàn)的衰變支鏈，其中第一顆α粒子丟失了。進(jìn)一步研究仍需進(jìn)行。
研究團(tuán)隊(duì)在2005年4月至5月重復(fù)了實(shí)驗(yàn)，并探測(cè)到8個(gè)鉝原子。記錄的衰變量據(jù)證實(shí)了所發(fā)現(xiàn)的同位素是鉝。同時(shí)他們也通過(guò)4n通道第一次觀測(cè)到鉝。
2009年5月，聯(lián)合工作組報(bào)告了鎶的發(fā)現(xiàn)，并承認(rèn)了同位素Cn的發(fā)現(xiàn)。因?yàn)槌姓J(rèn)了其衰變產(chǎn)物Cn，意味著鉝的正式發(fā)現(xiàn)（見(jiàn)下）；盡管實(shí)際的實(shí)驗(yàn)如上。一份聯(lián)合工作組報(bào)告將會(huì)討論這些問(wèn)題。
命名
鉝此前被提名為moscovium，以莫斯科為名，但由于這兩種新元素是俄羅斯和美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究人員合作的產(chǎn)物，美國(guó)研究人員最終在命名上贏得了勝利，因此 最終定名Livermorium (Lv)，以實(shí)驗(yàn)室所在地利弗莫爾市為名。
未來(lái)的實(shí)驗(yàn)
德國(guó)重離子研究所本來(lái)預(yù)計(jì)進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)（2010年6月24日至7月25日），研究鉝在Cm(Ca,xn)反應(yīng)中如何產(chǎn)生，作為日后以Cm目標(biāo)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的第一步，并最終合成Ubn。
位于杜布納的團(tuán)隊(duì)表示有意利用钚（Pu）和鈦（Ti）的反應(yīng)合成鉝。通過(guò)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他們可以研究以Z>20的發(fā)射體來(lái)合成Z>118的超重元素的可能性。雖然原定計(jì)劃是在2008年，但這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)至今仍未開始。
也有計(jì)劃使用不同發(fā)射體能量重復(fù)Cm反應(yīng)，以進(jìn)一步了解2n通道，從而發(fā)現(xiàn)新的同位素Lv。另外，他們計(jì)劃未來(lái)完成4n通道產(chǎn)物鉝的激發(fā)函數(shù)，并估量N=184核殼層對(duì)產(chǎn)生蒸發(fā)殘留物的穩(wěn)定效應(yīng)。
同位素特性
核合成
能產(chǎn)生Z=116復(fù)核的目標(biāo)、發(fā)射體組合下表列出各種可用以產(chǎn)生原子序?yàn)?16的目標(biāo)、發(fā)射體組合。
Se | Lv | 至今失敗 | |
Fe | Lv | 尚未嘗試 | |
Cr | Lv | 至今失敗 | |
Ti | Lv | 尚未嘗試 | |
Ca | Lv | 反應(yīng)成功 |
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熱聚變
U(Cr,xn)Lv有粗略的證據(jù)顯示重離子研究所在2006年曾經(jīng)嘗試過(guò)這個(gè)反應(yīng)。他們沒(méi)有發(fā)布實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表示很可能并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何原子。
Cm(Ca,xn)Lv (x=3,4)1977年Ken Hulet和他的團(tuán)隊(duì)在勞倫斯利福摩爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室首次進(jìn)行合成Lv的實(shí)驗(yàn)。他們并未發(fā)現(xiàn)任何鉝原子。Yuri Oganessian和他的團(tuán)隊(duì)在Flerov核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室之后在1978年嘗試了這個(gè)反應(yīng)，但最終失敗。1985年，伯克利實(shí)驗(yàn)室和在重離子研究所的Peter Armbruster團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果依然是失敗的，計(jì)算出來(lái)的截面限度為10至100 pb。
2000年，杜布納的俄羅斯科學(xué)家終于成功探測(cè)到一個(gè)Lv原子，指向到同位素鉝。2001年，他們重復(fù)了這一個(gè)反應(yīng)，再次合成了2個(gè)原子，驗(yàn)證了此前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外也不確定地探測(cè)到一個(gè)鉝原子，因?yàn)槠涫状桅了プ兾幢程綔y(cè)到。2004年4月，團(tuán)隊(duì)又再使用較高能量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)了一條新的衰變鏈，指向到鉝。根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)，原先的數(shù)據(jù)就被重新指向到鉝。不確定的衰變鏈因此可能是這個(gè)同位素的稀有的一條分支。這個(gè)反應(yīng)另外有產(chǎn)生了2個(gè)鉝原子。
Cm(Ca,xn)116 (x=2,3)為了找出合成出的鉝同位素的原子量，在2003年3月至5月期間杜布納的團(tuán)隊(duì)用Ca離子撞擊Cm目標(biāo)。他們觀察到了兩個(gè)新的同位素：鉝和鉝。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在2005年2月至3月成功重復(fù)進(jìn)行，其中合成了10個(gè)原子，其衰變量據(jù)與2003年實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的相符。
作為衰變產(chǎn)物鉝也在Uuo的衰變中被探測(cè)到。2006年10月，在一個(gè)用鈣離子撞擊锎的實(shí)驗(yàn)中，3個(gè)Uuo原子被發(fā)現(xiàn)，并迅速衰變成鉝。
觀察到鉝，意味著成功合成了Uuo，也證明了成功合成元素Uuo。
原子量為116的復(fù)核的裂變位于杜布納的Flerov核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室在2000至2006年進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，研究Lv復(fù)核的裂變特性。實(shí)驗(yàn)使用了4條核反應(yīng)：Cm+Ca、Ca+Ca、Pu+Ti和Th+Fe。結(jié)果反映了這種原子核裂變的方式主要為放出閉殼原子核，如Sn (Z=50, N=82)。另一發(fā)現(xiàn)為，使用Ca和Fe發(fā)射體的聚變裂變路徑產(chǎn)量相似，說(shuō)明在未來(lái)合成超重元素時(shí)，可以使用Fe發(fā)射體。另外，比較使用Ca和Ti發(fā)射體合成鉝的實(shí)驗(yàn)，如果用Ti，聚變裂變產(chǎn)量約少3倍，表示未來(lái)能用于合成超重元素。
撤回的同位素鉝1999年，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在《物理評(píng)論快報(bào)》中宣布成功合成Uuo（見(jiàn)Uuo）。所指的同位素鉝經(jīng)過(guò)了11.63 MeV能量的α衰變，半衰期為0.64 ms。翌年，他們宣布撤回此前的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠渌芯咳藛T未能復(fù)制實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2002年6月，實(shí)驗(yàn)室主任公布，原先這兩個(gè)元素的發(fā)現(xiàn)結(jié)果是建立在Victor Ninov編造的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上的。因此，這一鉝同位素至今仍是未知的。
Lv | 2002年 | Cf(Ca,3n) |
Lv | 2003年 | Cm(Ca,2n) |
Lv | 2004年 | Cm(Ca,4n) |
Lv | 2000年 | Cm(Ca,3n) |
同位素產(chǎn)量
熱聚變下表列出直接合成鉝的熱聚變核反應(yīng)的截面和激發(fā)能量。粗體數(shù)據(jù)代表從激發(fā)函數(shù)算出的最大值。+代表觀測(cè)到的出口通道。
Ca | Cm | Lv | 1.1 pb, 38.9 MeV | 3.3 pb, 38.9 MeV | ||
Ca | Cm | Lv | 0.9 pb, 33.0 MeV | 3.7 pb, 37.9 MeV |
理論計(jì)算
利用量子穿隧模型的理論計(jì)算支持合成鉝的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
蒸發(fā)殘留物截面下表列出各種目標(biāo)-發(fā)射體組合，并給出最高的預(yù)計(jì)產(chǎn)量。
DNS = 雙核系統(tǒng)； σ =截面
Se | Lv | 1n (Lv) | 0.1 pb | DNS | ||
Se | Lv | 1n (Lv) | 0.5 pb | DNS | ||
Cr | Lv | 2n (Lv) | 0.1 pb | DNS | ||
Ca | Lv | 4n (Lv) | 5 pb | DNS | ||
Ca | Lv | 4n (Lv) | 2 pb | DNS |
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化學(xué)屬性
化學(xué)特性
鉝的化學(xué)特性能從釙的特性推算出來(lái)。因此，它應(yīng)在氧化后產(chǎn)生二氧化物L(fēng)vO。LvO也有可能產(chǎn)生，但可能性較低。在LvO中，鉝會(huì)展現(xiàn)出+II氧化態(tài)的穩(wěn)定性。氟化后它可能會(huì)產(chǎn)生四氟化物L(fēng)vF和/或二氟化物L(fēng)vF。氯化和溴化后會(huì)產(chǎn)生LvCl和LvBr。碘對(duì)其氧化后一定不會(huì)產(chǎn)生比LvI更重的化合物，甚至可能完全不發(fā)生反應(yīng)。
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