ちょうじゅう元素げんそ

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重定しげさだこうさいじゅう元素げんそがい

ちょうじゅう元素げんそ英語えいごSuperheavy elementゆび原子げんしじょすうちょう过103(てきじゅう元素げんそ。这些元素げんそひとし人工じんこう合成ごうせい元素げんそ具有ぐゆうきょくだかてき放射ほうしゃせいはんおとろえ很短,非常ひじょう稳定。其中原子げんしじょ於104(たたらあずか120(Ubn间者たたえため錒系元素げんそ原子げんしじょ於121(Ubuあずか153(Upt)间者そくたたえためちょう錒系元素げんそ目前もくぜんしょ发现原子げんしじょすう最大さいだいてきちょうじゅう元素げんそ118ごうてきよし于超じゅう元素げんそてき原子げんしじょすうだい于92(),いん所有しょゆうてきちょうじゅう元素げんそ也都ぞくちょう元素げんそ。视对3ぞく元素げんそてきてい义,103ごう元素げんそ铹也ゆう可能かのう为了完成かんせいだい7周期しゅうき过渡金属きんぞくどう样列为超じゅう元素げんそ[1][2][3]

雖然ちょうじゅう元素げんそてきはんおとろえだいきょくたん,且有ずい原子げんしじょすうてき增加ぞうか而缩たんてき趋势,しか而也ゆう例外れいがいれい𨧀てきいち同位どういもとてきはんおとろえ就比あずかりょうちゅうてきかえようちょうかく伦·西奥にしおく·西にしはくかく预言りょうざい這一系列元素中有更多的反常元素,并且它们归类于“稳定岛”,そく质子かずある中子なかごかずまぼろしすうてき原子核げんしかく具有ぐゆうとく别的稳定せい

よし於超じゅう元素げんそてき生產せいさんなんきょくだか每次まいじてきさんりょう極少きょくしょういたり多數たすうじゅう原子げんし),且半おとろえごくたん非常ひじょう不穩ふおんじょう生成せいせい後會こうかい快速かいそくおとろえへんいん此在科學かがく研究けんきゅうそとぼつゆうにんなん實際じっさい用途ようと

ちょうじゅう元素げんそちゅう发现てき元素げんそ及已发现ただしなお正式せいしき命名めいめいてき元素げんそみな使用しようIUPAC元素げんそけい命名めいめいほうちょうじゅう元素げんそてき命名めいめい曾引おこり很大てきそう论,104いた109ごう元素げんそ命名めいめいてきそう论从十世纪六十年代开始,いちちょくいた1997ねんざいかい决(まいりちょう元素げんそ爭議そうぎ)。

がい[编辑]

ちょうじゅう元素げんそてき合成ごうせい[编辑]

核聚变图示
かく聚变はん应的图示。两个原子核げんしかく融合ゆうごうなりいち个,并发射出しゃしゅついち中子なかござい这一こく,这个はん应和ようらい创造しん元素げんそてきはん应是相似そうじてきただ一可能的区别是它有时会释放几个中子,あるもの根本こんぽん释放中子なかご
外部がいぶ视频链接
video icon もと大利おおとし国立こくりつ大学だいがくてき计算,かく聚变成功せいこうてき视化[4]

ちょうじゅう元素げんそ[a]てき原子核げんしかくざい两个不同ふどう大小だいしょうてき原子核げんしかく[b]てき聚变ちゅう产生てき粗略そりゃく说,两个原子核げんしかくてき质量えつだい,两者就越ゆう可能かのう发生はん应。[10]よし较重原子核げんしかく组成てきぶつ质会作為さくい靶子,较轻原子核げんしかくてき粒子りゅうしたば轰击。两个原子核げんしかくただのうざい距离あし够近てき时候,才能さいのう聚变なりいち原子核げんしかく原子核げんしかく带正电荷,かいいんせい电排斥力せきりょく相互そうご排斥はいせき所以ゆえんただゆう两个原子核げんしかくてき距离あし够短时,つよかくりょく才能さいのう克服こくふく这个排斥はいせきりょく并发せい聚变。粒子りゅうしたばいん此被粒子りゅうし加速器かそくきだいだい加速かそく,以使这种排斥はいせきりょくあずか粒子りゅうしたばてき速度そくどしょう变得ほろ不足ふそくどう[11]ほどこせいた粒子りゅうしたばじょう以加そく它们てきのうりょう以使它们てき速度そくど达到光速こうそくてきじゅうふんいちただし,如果ほどこせ加太かだ多能たのうりょう粒子りゅうしたば可能かのうかいぶんくずし离析。[11]

过,ただこれもたれあし够近不足ふそく以使两个原子核げんしかく聚变:とう两个原子核げんしかく逼近彼此ひし时,它们通常つうじょうかいとおるため一體いったい约10−20びょうこれさいぶんひらけぶんひらけてき原子核げんしかく需要じゅようさきまえしょう撞的原子核げんしかくしょうどう),而非形成けいせい单一てき原子核げんしかく[11][12]这是いん为在尝试形成けいせい单个原子核げんしかくてき过程ちゅうせい电排斥力せきりょくかい撕开ただしざい形成けいせいてき原子核げんしかく[11]まい一对目标和粒子束的特征在于其截面そく两个原子核げんしかく彼此ひし接近せっきん时发せい聚变てきがいりつ[c]这种聚变量子りょうしこう应的结果,其中原子核げんしかくどおり量子りょうし穿ほじ隧效おう克服こくふくせい电排斥力せきりょく。如果两个原子核げんしかく以在该阶段之だんしきさき保持ほじもたれきん,则多个核相互そうご作用さようかい导致のう量的りょうてきおもしん分配ぶんぱい平衡へいこう[11]

两个原子核げんしかく聚变产生てき原子核げんしかく处于非常ひじょう稳定,[11]しょう复合原子核げんしかくえいcompound nucleusてきげき发态[14]复合原子核げんしかく为了达到さら稳定てきじょう态,可能かのうかい直接ちょくせつきれ[15]ある放出ほうしゅついち中子なかごらい带走げき发能りょう。如果げき发能りょうたいしょう,无法放出ほうしゅつ中子なかご,复合原子核げんしかく就会放出ほうしゅつγがんま线らい带走げき发能りょう。这个过程かいざい原子核げんしかく碰撞きさきてき10−16びょう发生,并创づくりさら稳定てき原子核げんしかく[15]原子核げんしかくただゆうざい10−14びょうないおとろえIUPAC/IUPAP联合工作こうさくしょうざいかい认为它是化学かがく元素げんそ。这个值大约是原子核げんしかくいた它的がい电子,显示其化学かがくせい质所需的时间。[16][d]

おとろえ变和さがせ[编辑]

粒子りゅうしたばね穿ほじ过目标后,かいいた达下いち个腔しつ——ぶん离室。如果はん应产せいりょうしんてき原子核げんしかく,它就かい存在そんざい于这个粒子りゅうしたばちゅう[18]ざいぶん离室ちゅうしんてき原子核げんしかくかい从其它核もと原本げんぽんてき粒子りゅうしたば其它はん应产ぶつ中分なかぶん离,[e]いたはん导体さがせ测器えいSemiconductor detectorきさき停止ていし。这时标记撞击さがせ测器てき确切位置いちのうりょうやわいた达时间。[18]这个转移需要じゅよう10−6びょうてき时间,いん原子核げんしかく需要じゅよう存在そんざい这么长的时间才能さいのう检测到。[21]わかおとろえ發生はっせいおとろえへんてき原子核げんしかくさいつぎ记录,并测りょう位置いちおとろえ变能りょうおとろえ变时间。[18]

原子核げんしかくてき稳定せいげん于强かくりょくただしつよかくりょくてき作用さよう距离很短,ずい原子核げんしかく越来ごえくえつだいつよかくりょく对最がい层的かく质子かず中子なかこてきかげ响减じゃくどう时,原子核げんしかくかい质子间,范围受限せいてきせい电排斥力せきりょく撕裂。[22]つよかくりょく提供ていきょうてきかく结合のう以线せいぞう长,而静电排斥力せきりょく则以原子げんしじょすうてき平方へいほうぞう长。きさきしゃぞう长更かい,对重元素げんそちょうじゅう元素げんそ而言变得越来ごえくえつ重要じゅうよう[23][24]ちょうじゅう元素げんそ论预测[25]及实际观测到[26]てき主要しゅようおとろえ变方しきそくαあるふぁおとろえ发裂变みやこただし这种排斥はいせき引起てき[f]几乎所有しょゆうかいαあるふぁおとろえ变的かくもとみやこゆうちょう过210个核[28]主要しゅようどおり过自发裂变衰变的さい轻核もとゆう238个核[26]有限ゆうげん势垒ざい这两种衰变方しきちゅう抑制よくせいりょう原子核げんしかくおとろえ变,ただし原子核げんしかく以隧穿这个势垒,发生おとろえ变。[23][24]

Apparatus for creation of superheavy elements
もと于在もりぬの纳联あい原子核げんしかく研究所けんきゅうじょちゅう设置てきもりぬの纳充气反冲分离器,よう于产せいちょうじゅう元素げんそてき装置そうち方案ほうあんざい检测和光わこうたば聚焦装置そうちないてき轨迹かいいん为前しゃてき磁偶极えいMagnetic dipoleかずきさきしゃてきよん极磁たいえいQuadrupole magnet而改变。[29]

放射ほうしゃせいおとろえ变中つね产生αあるふぁ粒子りゅうしいんαあるふぁ粒子りゅうしちゅうてきかく平均へいきん质量あし够小,そく以使αあるふぁ粒子りゅうしゆう余能よのうりょう离开原子核げんしかく[30]发裂变则よしせい电排斥力せきりょくはた原子核げんしかく撕裂而致,かい产生かく不同ふどうてき产物。[24]ずい原子げんしじょすう增加ぞうか发裂变迅そく变得重要じゅうよう发裂变的部分ぶぶんはんおとろえ从92ごう元素げんそいた102ごう元素げんそ下降かこうりょう23个数量すうりょう级,[31]从90ごう元素げんそいた100ごう元素げんそ下降かこうりょう30个数量すうりょう级。[32]早期そうきてきえきしずく模型もけいいん表明ひょうめいゆう约280个核てき原子核げんしかくてききれ变势垒えいFission barrierかい消失しょうしついん此自发裂变会りつそく发生。[24][33]これきさきてきかく壳层模型もけい表明ひょうめいゆうだい约300个核てき原子核げんしかくしょう形成けいせいいち稳定岛,其中てき原子核げんしかく不易ふえき发生发裂变,而是かい生半なまなかおとろえさら长的αあるふぁおとろえ变。[24][33]ずいきさきてき发现表明ひょうめい预测存在そんざいてき稳定岛可能かのうはらさき预期てきさら远,还发现长寿命じゅみょう锕系元素げんそ稳定岛之间的原子核げんしかく发生变形,获得额外てき稳定せい[34]对较轻的ちょうじゅうかくもと[35]以及些更接近せっきん稳定岛的かくもと[31]てき实验发现它们さきぜん预期てきさら难发せい发裂变,表明ひょうめいかく壳层こう应变どく重要じゅうよう[g]

αあるふぁおとろえ变由发射てきαあるふぁ粒子りゅうし记录,ざい原子核げんしかくおとろえ变之ぜん就能确定おとろえ变产ぶつ。如果αあるふぁおとろえ变或连续てきαあるふぁおとろえ变产せいりょうやめ知的ちてき原子核げんしかく,则可以很容易ようい确定はん应的原始げんし产物。[h]いん为连续的αあるふぁおとろえ变都かいざい同一どういつ地方ちほう发生,所以ゆえんどおり过确ていおとろえ变发せいてき位置いち以确ていおとろえ变彼此相关。[18]やめ知的ちてき原子核げんしかく以通过它经历てきおとろえ变的特定とくていとくせいらい识别,れい如衰变能りょうあるさら具体ぐたい说,发射粒子りゅうしてき动能)。[i]しか而,发裂变会产生かく分裂ぶんれつ产物,いん此无ほう从其分裂ぶんれつ产物确定原始げんしかくもと[j]

嘗試合成ごうせいちょうじゅう元素げんそてき物理ぶつりがく以获とくてきしんいきさがせ测器收集しゅうしゅういたてきしんいきそく原子核げんしかくいた达探测器てき位置いちのうりょう、时间以及它衰变的しんいき分析ぶんせき这些すうすえ并试图得结论,確認かくにん它确实是ゆかりしんもと素引すびきおこりてき。如果提供ていきょうてきすうすえ不足ふそく以得创造出来できてきかくもと确实しん元素げんそてき结论,且对观察到てき现象ぼつゆう其它かい释,就可能かのうざいかい释数すえ时出现错误。[k]

やめ發現はつげんてきちょうじゅう元素げんそれつひょう[编辑]

元素げんそ名称めいしょう 元素げんそ符号ふごう 原子げんしじょすう くび合成ごうせい年代ねんだい
たたら Rf 104 1966(苏联),1969(美国びくに)*
𨧀 Db 105 1968(苏联),1970(美国びくに)*
𨭎 Sg 106 1974
𨨏 Bh 107 1981
𨭆 Hs 108 1984
Mt 109 1982
Ds 110 1994
Rg 111 1994
Cn 112 1996
Nh 113 2003
Fl 114 1999
Mc 115 2003
Lv 116 2000
Ts 117 2010
Og 118 2002
* 视为共同きょうどう拥有发现权

まいり[编辑]

ちゅう[编辑]

  1. ^ ざいかく物理ぶつりがくなか原子げんしじょだかてき元素げんそしょうじゅう元素げんそ,如82ごう元素げんそちょうじゅう元素げんそ通常つうじょうゆび原子げんしじょだい103也有やゆうだい于100[5]ある112[6]てきてい义)てき元素げんそ有定ありさだ义认为超じゅう元素げんそとうどう锕系きさき元素げんそいん此认为还发现てきちょう锕系元素げんそちょうじゅう元素げんそ[7]
  2. ^ 2009ねんゆかりゆうさと·おく涅相引领てき团队发表りょう们尝试通过对しょうてき136Xe + 136Xeはん合成ごうせい𬭶てき结果。们未のうざい这个はん应中观察到单个原子げんしいん此设おけ截面,そく发生かくはん应的がいりつてき上限じょうげん为2.5 pb[8]さく为比较,发现𬭶てきはん208Pb + 58Feてき截面为19+19
    -11
     pb。[9]
  3. ^ ほどこせいた粒子りゅうしたば以加そく它的のうりょう也会かげ响截めん。举个れいざい28
    14
    Si
    + 1
    0
    n
    28
    13
    Al
    + 1
    1
    p
    はん应中,截面かい从12.3 MeVてき370 mb变化成かせい18.3 MeVてき160 mb,最高さいこう值是13.5 MeVてき380 mb。[13]
  4. ^ 这个值也普遍ふへん接受せつじゅてき复合原子核げんしかく寿命じゅみょう上限じょうげん[17]
  5. ^ ぶん离基于产せいてき原子核げんしかくかいはん应的粒子りゅうしたばさら慢地どおり过目标这いちてんぶん离器ちゅう包含ほうがん电场磁场,它们对运动粒子りゅうしてきかげ响会いん粒子りゅうしてき特定とくてい速度そくど而被抵消。[19]飞行时间质谱ほうえいTime-of-flight mass spectrometryかずはん冲能量的りょうてき测量也有やゆうじょ于分离,两者结合以估计原子核げんしかくてき质量。[20]
  6. ^ 所有しょゆう放射ほうしゃせいおとろえ变都いん为静电排斥力せきりょく导致てきβべーたおとろえ便びんじゃくかくりょく导致てき[27]
  7. ^ はやざい1960年代ねんだいにん们就やめ经知どう原子核げんしかくてきもと态在のうりょう形状けいじょうじょうてき不同ふどう,也知どうかくすうまぼろしすう时,原子核げんしかく就会さら稳定。しか而,とう时人们假设超じゅう元素げんそてき原子核げんしかくいん为过于畸がた,无法形成けいせいかく结构。[31]
  8. ^ ちょうじゅう元素げんそてき原子核げんしかくてき质量通常つうじょう无法直接ちょくせつ测量,所以ゆえんすえ另一个原子核的质量间接计算得出的。[36]2018ねん劳伦斯伯克利かつとし国家こっか实验しつくび直接ちょくせつ测量りょうちょうじゅう原子核げんしかくてき质量,[37]它的质量すえ转移きさき原子核げんしかくてき位置いち确定てき位置いちゆうじょ于确てい其轨迹,这与原子核げんしかくてき质荷ゆう关,いん为转うつりざいゆう磁铁てきじょう况下完成かんせいてき)。[38]
  9. ^ 如果ざい真空しんくうちゅう发生おとろえ变,么由于孤立こりつけい统在おとろえ变前きさきてき总动りょう必须保持ほじ守恒もりつねおとろえ变产ぶつ也将获得很小てき速度そくど。这两个速度そくどてき值以及相应的动能值与两个质量てき值成はんおとろえ变能りょうとうαあるふぁ粒子りゅうしおとろえ变产物的ぶってきやめ动能[28]这些计算也适よう于实验,ただし不同ふどう处在于原子核げんしかくざいおとろえ变后かいうつり动,いん为它与さがせ测器しょう连。
  10. ^ 发裂变是よし苏联科学かがくかくおく尔基·どる廖罗おっと发现てき[39]而他也是もりぬの纳联あい原子核げんしかく研究所けんきゅうじょてき科学かがく所以ゆえん发裂变就なりりょうもりぬの纳联あい原子核げんしかく研究所けんきゅうじょ经常讨论てき课题。[40]劳伦斯伯克利かつとし国家こっか实验しつてき科学かがく认为发裂变的しんいき不足ふそく以声しょう合成ごうせい元素げんそ们认为对发裂变的研究けんきゅう还不够充ぶん,无法はた其用于识别新元素げんそいん为很难确てい复合原子核げんしかく仅喷しゃ中子なかご,而不质子あるαあるふぁ粒子りゅうしとう带电粒子りゅうし[17]いん此,们更欢通过连续的αあるふぁおとろえ变将しんてき同位どういもとあずかやめ知的ちてき同位どういもと联系おこりらい[39]
  11. ^ 举个れい,1957ねんみずてん斯德哥尔しょう斯德哥尔てき诺贝尔物理ぶつり研究所けんきゅうじょ错误鉴定102ごう元素げんそ[41]はやさきぼつゆう关于该元素げんそ发现てきあかり声明せいめい所以ゆえんみずてん美国びくに英国えいこく发现しゃはた命名めいめい为nobelium。きさきらい证明该鉴てい错误てき[42]つぎねん,劳伦斯伯克利かつとし国家こっか实验しつ无法じゅう现瑞てんてき结果。宣布せんぷ合成ごうせいりょう元素げんそただしきさきらい也被驳回。[42]もりぬの纳联あい原子核げんしかく研究所けんきゅうじょ坚持认为们第一个发现该元素,并建议把しん元素げんそ命名めいめい为joliotium,[43]而这个名称めいしょう也没ゆう接受せつじゅ们后らい认为102ごう元素げんそてき命名めいめい仓促てき)。[44]よし于nobelium这个名称めいしょうざいさん十年间已被广泛使用,いん此没ゆうさらめい[45]

参考さんこう资料[编辑]

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参考さんこう书目[编辑]