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(化学元素)

(livermorium),金属元素,原子序数为116,元素符号是Lv。是一种放射性人造元素。属于弱金属之一 [1]

俄罗斯杜布纳核研究联合科研所和美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)合作于2000年合成了元素周期表上的第116号元素, [1-2] 从而确认了这一新元素的存在。2000年7月19日,专家首次直接在加速器上合成了第116号元素,但该元素存在了0.05秒后便衰变成了其他元素 [1]

2012年,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)宣布第116号元素命名为(Livermorium) [1] ,以纪念劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)对元素发现作出的贡献 [1]

英文名:Livermorium

符号:Lv

原子序数:116

VI A族 第7周期 p区

原子量:[293]

是16族最重的元素,但至今仍没有足够稳定的同位素能用在实验当中,以证明它和钋的特性相似。

于2000年第一次被发现,至今约有30个原子被成功制造,它们是直接合成的,或是<气奥>(Og)的衰变产物。他们的同位素质量为290至293,而是当中最稳定的,半衰期为约60 ms。

2000年7月19日,位于俄罗斯杜布纳联合核研究所(JINR)的科学家使用钙离子撞击锔目标,并探测到一个原子的一次单独的衰变。结果于2000年12月发布。这次α衰变活动能量为10.54 MeV,起初指定到的衰变,因为产物和先前指定的有互相的关系。然而其后又更改为,所以这活动也指定到。他们于2001年4至5月进行的第二次实验里,再有两个原子被发现。

同样的实验里,他们也探测到了符合第一次观测到的衰变,并将此次衰变活动指定到。在重复进行相同的实验后,并没有观测到这个活动。不过,这可能是一个的同核异能素Lv的衰变,或是已知的一条较罕见的衰变支链,其中第一颗α粒子丢失了。进一步研究仍需进行。

研究团队在2005年4月至5月重复了实验,并探测到8个原子。记录的衰变量据证实了所发现的同位素是。同时他们也通过4n通道第一次观测到。

2009年5月,联合工作组报告了的发现,并承认了同位素Cn的发现。因为承认了其衰变产物Cn,意味着的正式发现(见下);尽管实际的实验如上。一份联合工作组报告将会讨论这些问题。

此前被提名为moscovium,以莫斯科为名,但由于这两种新元素是俄罗斯和美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室研究人员合作的产物 [1-2] ,美国研究人员最终在命名上赢得了胜利,因此最终定名Livermorium (Lv),以实验室所在地利弗莫尔市为名 [1-2]

德国重离子研究所本来预计进行一项实验(2010年6月24日至7月25日),研究在Cm(Ca,xn)反应中如何产生,作为日后以Cm目标进行的实验的第一步,并最终合成Ubn。

位于杜布纳的团队表示有意利用钚(Pu)和钛(Ti)的反应合成。通过这项实验,他们可以研究以Z>20的发射体来合成Z>118的超重元素的可能性。虽然原定计划是在2008年,但这项实验至今仍未开始。

也有计划使用不同发射体能量重复Cm反应,以进一步了解2n通道,从而发现新的同位素Lv。另外,他们计划未来完成4n通道产物的激发函数,并估量N=184核壳层对产生蒸发残留物的稳定效应。

能产生Z=116复核的目标、发射体组合下表列出各种可用以产生原子序为116的目标、发射体组合。

Se

Lv

至今失败

Fe

Lv

尚未尝试

Cr

Lv

至今失败

Ti

Lv

尚未尝试

Ca

Lv

反应成功

Ca

Lv

尚未尝试

Ca

Lv

反应成功

Ar

Lv

尚未尝试

Pb(Se,xn)Lv1998年,重离子研究所尝试了辐射俘获产物(x=0)以合成。他们限制截面为4.8 pb,并未发现任何原子。

U(Cr,xn)Lv有粗略的证据显示重离子研究所在2006年曾经尝试过这个反应。他们没有发布实验结果,表示很可能并没有发现任何原子。

Cm(Ca,xn)Lv (x=3,4)1977年Ken Hulet和他的团队在劳伦斯利福摩尔国家实验室首次进行合成Lv的实验。他们并未发现任何原子。Yuri Oganessian和他的团队在Flerov核反应实验室之后在1978年尝试了这个反应,但最终失败。1985年,伯克利实验室和在重离子研究所的Peter Armbruster团队进行了实验,结果依然是失败的,计算出来的截面限度为10至100 pb。

2000年,杜布纳的俄罗斯科学家终于成功探测到一个Lv原子,指向到同位素。2001年,他们重复了这一个反应,再次合成了2个原子,验证了此前的实验结果。另外也不确定地探测到一个原子,因为其首次α衰变违背探测到。2004年4月,团队又再使用较高能量重复实验,并发现了一条新的衰变链,指向到。根据这个发现,原先的数据就被重新指向到。不确定的衰变链因此可能是这个同位素的稀有的一条分支。这个反应另外有产生了2个原子。

Cm(Ca,xn)116 (x=2,3)为了找出合成出的同位素的原子量,在2003年3月至5月期间杜布纳的团队用Ca离子撞击Cm目标。他们观察到了两个新的同位素:和。这个实验在2005年2月至3月成功重复进行,其中合成了10个原子,其衰变量据与2003年实验报告中的相符。

作为衰变产物也在Uuo的衰变中被探测到。2006年10月,在一个用钙离子撞击锎的实验中,3个Uuo原子被发现,并迅速衰变成。

观察到,意味着成功合成了Uuo,也证明了成功合成元素Uuo。

原子量为116的复核的裂变位于杜布纳的Flerov核反应实验室在2000至2006年进行了一系列的实验,研究Lv复核的裂变特性。实验使用了4条核反应:Cm+Ca、Ca+Ca、Pu+Ti和Th+Fe。结果反映了这种原子核裂变的方式主要为放出闭壳原子核,如Sn (Z=50, N=82)。另一发现为,使用Ca和Fe发射体的聚变裂变路径产量相似,说明在未来合成超重元素时,可以使用Fe发射体。另外,比较使用Ca和Ti发射体合成的实验,如果用Ti,聚变裂变产量约少3倍,表示未来能用于合成超重元素。

撤回的同位素1999年,劳伦斯伯克利国家实验室在《物理评论快报》中宣布成功合成Uuo(见Uuo)。所指的同位素经过了11.63 MeV能量的α衰变,半衰期为0.64 ms。翌年,他们宣布撤回此前的发现,因为其他研究人员未能复制实验结果。2002年6月,实验室主任公布,原先这两个元素的发现结果是建立在Victor Ninov编造的实验数据上的。因此,这一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)

热聚变下表列出直接合成的热聚变核反应的截面和激发能量。粗体数据代表从激发函数算出的最大值。+代表观测到的出口通道。

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

利用量子穿隧模型的理论计算支持合成的实验数据。

蒸发残留物截面下表列出各种目标-发射体组合,并给出最高的预计产量。

DNS = 双核系统; 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

Ca

Lv

3n (Lv)

3 pb

DNS

Ca

Lv

3n (Lv)

1.5 pb

DNS

预计为7p系非金属的第4个元素,并是元素周期表中16族(VIA)最重的成员,位于钋之下。这一族的氧化态为+VI,除了缺少d-轨域的氧外。硫、硒、碲及钋的氧化态都是+IV,稳定性由S(IV)和Se(IV)的还原性到Po(IV)的氧化性。Te(IV)是碲最稳定的氧化态。这表示较高氧化态稳定性较低,因此Lv应有氧化性的+IV态,以及更稳定的+II态。同族其他元素亦能产生II态,如氧化物、硫化物、硒化物、碲化物和钋化物。

的化学特性能从钋的特性推算出来。因此,它应在氧化后产生二氧化物LvO2。LvO3也有可能产生,但可能性较低。在LvO中,会展现出+II氧化态的稳定性。氟化后它可能会产生四氟化物LvF4和/或二氟化物LvF2。氯化和溴化后会产生LvCl2和LvBr2。碘对其氧化后一定不会产生比LvI2更重的化合物,甚至可能完全不发生反应。


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