化学元素周期表.docx
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化学元素周期表.docx
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化学元素周期表
化学元素周期表
南华大学核资学院2012级研究生总结
张彬
镧系元素元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种元素的统称,也叫稀土元素。
镧系元素用符号Ln表示。
镧系元素的外层和次外层的电子构型基本相同,电子逐一填充到4f轨道上。
它们的化学性质相似,和锕系元素一样单独组成一个系列,在元素周期表中占有特殊位置。
锕系元素(actinicles)是周期系ⅢB族中原子序数为89~103的15种化学元素的统称。
包括锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹,它们都是放射性元素 。
铀以后的原子序数为93~109的17种元素称为超铀元素。
前4种元素锕、钍、镤、铀存在于自然界中,其余11种全部用人工核反应合成。
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锕系元素(用An表示)又称5f过渡系,它是在周期表中锕(Ac)到铹(Lr)共15种元素,它们都具有放射性。
1789年德国克拉普罗特(M.H.Klaproth,1743-1817)从沥青铀矿中发现了铀,它是被人们认识的第一个锕系元素。
其后陆续发现了锕、钍和镤。
铀以后的元素都是在1940年后用人工核反应合成的,称为人工合成元素。
锕系元素位于元素周期表下另立的横排中。
鑪是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Rf,它的原子序数是104,属于过渡金属之一。
1964年,前苏联杜布纳实验室用加速到113-115MeV的氖-22核轰击钚-242靶,用显微镜测量了一个特殊的玻璃容器内的裂变轨迹,宣布合成了半衰期为0.3±0.1秒,质量数为260的104号元素,并命名为Kurchatovium(Ku),中文为“龲”(钅库)。
1969年,美国的柏克来加州大学宣布用71MeV的碳-12轰击锎-249,得到鑪-257和鑪-258,前者的半衰期为4-5秒,释放α粒子衰变为半衰期为105秒的锘-253。
在同一核熔合反应中,还发生释放3个中子得到鑪-258,半衰期为0.01秒。
他们还用和69MeV的碳-13轰击锎-249得到鑪-259,半衰期为3-4秒,释放α粒子衰变为半衰期为185秒的锘-255。
当时的美国实验室没有能力加速氖-22,因而没有能力证实杜布纳实验室的发现。
鉴于证实存在鑪-257和鑪-259的事件有数千次,而杜布纳实验室的结果未能得到重复,近年IUPAC决议定名原104号元素为“鑪”,以纪念新西兰物理学家卢瑟福。
但在1970年,美国人用氮-15轰击锎-249确实得到了鑪-260。
已知鑪的最稳定同位素为鑪-263,半衰期约10分钟,它释放α粒子衰变为锘-257,也可以发生自发裂变。
1998年德国Mainz大学E.Strub等报道,鑪和上两个周期的锆和铪一样,生成四氟化鑪,氧化态为+IV。
由于锕系元素最后一个元素的最高氧化态已经降为+III,因而有理由相信鑪是锕系后的周期系第四副族元素。
名称,符号,序数
鑪、Rf、104
系列
过渡金属
族,周期,元素分区
4族,7,d
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[263]原子量单位
价电子排布
5f146d27s2
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、10、2
物质状态
可能是固态
𨧀是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Db,它的原子序数是105,属于过渡金属之一。
𨧀-268是其最稳定的同位素,它的半衰期有16小时。
美国化学家最初把它称为hahnium(中文曾译为钅罕)。
在1997年,IUPAC把它定名为dubnium,以俄罗斯杜布纳联合核研究所为名。
名称,符号,序数
𨧀、Db、105
系列
过渡金属
族,周期,元素分区
5族,7,d
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[268]原子量单位
价电子排布
5f146d37s2
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、11、2
物质状态
可能是固态
𨭎是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Sg,它的原子序数是106,属于过渡金属之一。
𨭎-266是最稳定的同位素,它的半衰期有21秒。
名称,符号,序数
𨭎、Sg、106
系列
过渡金属
族,周期,元素分区
6族,7,d
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[266]原子量单位
价电子排布
5f146d47s2
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、12、2
物质状态
可能是固态
中文图像名称
𨨏是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Bh,它的原子序数是107,属于过渡金属之一。
𨨏-262是最稳定的同位素,它的半衰期有102毫秒。
名称,符号,序数
𨨏、Bh、107
系列
过渡金属
族,周期,元素分区
7族,7,d
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[262]原子量单位
价电子排布
5f146d57s2
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、13、2
物质状态
可能是固态
中文图像名称
𨭆是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Hs,它的原子序数是108,属于过渡金属之一。
𨭆-265是最稳定的同位素,它的半衰期有2毫秒。
名称,符号,序数
𨭆、Hs、108
系列
过渡金属
族,周期,元素分区
8族,7,d
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[265]原子量单位
价电子排布
5f146d67s2
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、14、2
物质状态
可能是固态
中文图像名称
䥑是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Mt,它的原子序数是109,属于过渡金属之一。
䥑-266是最稳定的同位素,它的半衰期有0.0038秒,衰变产物是𨨏264。
名称,符号,序数
䥑、Mt、109
系列
过渡金属
族,周期,元素分区
9族,7,d
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[266]原子量单位
价电子排布
5f146d77s2
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、15、2
物质状态
可能是固态
中文图像名称
鐽是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Ds,它的原子序数是110,属于过渡金属之一。
在未有正式命名以前,中文书刊普遍称之为第110号元素(Darmstadtium,符号Ds)。
名称,符号,序数
鐽、Ds、110
系列
过渡金属
族,周期,元素分区
10族,7,d
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[271]原子量单位
价电子排布
5f146d97s1
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、16、2
物质状态
可能是固态
錀是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Rg,它的原子序数是111,属于过渡金属之一。
Rg属于超重元素、超铀元素、超锕元素。
现时所发现的唯一一种同位素的半衰期约15毫秒,之后衰变成为第109号元素䥑。
第111号元素系过渡金属1B族的成员,所以其化学性质预计和金、银、铜等1B族金属类似,会是白色或灰白色的固体金属。
名称,符号,序数
錀、Rg、111
系列
过渡金属
族,周期,元素分区
11族,7,d
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[272]原子量单位
价电子排布
5f146d107s1
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、17、2
物质状态
可能是固态
Copernicium是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Cn,它的原子序数是112,属于过渡金属之一。
而此元素之中文名称未定。
Cn由德国达姆施塔特重离子研究中心SigurdHofmann领导的研究团队首先在1996年合成出来。
他们用锌原子束轰击铅靶获得半衰期仅为0.24毫秒的277Cn,制取该元素的核反应方程为:
Cn透过α衰变成为273Ds,半衰期最长的Cn的同位素为285Cn,有11分钟。
2002年重离子研究中心重复相同实验再次得到一个Cn原子。
2004年,日本一家研究机构也合成出了两个Cn原子
名称,符号,序数
Copernicium、Cn、112
系列
过渡金属
族,周期,元素分区
12族,7,d
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[285]原子量单位
价电子排布
5f146d107s2
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、18、2
物质状态
可能是液态或气态
Uut是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Uut,它的原子序数是113,属于弱金属之一。
日本理化研究所2004年9月28日宣布,该所研究人员成功合成了第113号元素。
研究人员利用线型加速器,使第30号元素锌原子加速,轰击第83号元素铋原子。
研究人员每秒钟让2.5万亿个锌原子轰击铋原子,如此实验持续了80天,共轰击1700京(万兆)次,结果合成了第113号元素。
2004年2月,俄罗斯和美国科学家宣布发现了第115号和第113号新元素,但还没有得到国际认可。
名称,符号,序数
Uut、Uut、113
系列
弱金属
族,周期,元素分区
13族,7,p
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[284]原子量单位
价电子排布
5f146d107s27p1
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、18、3
物质状态
可能是固态
Uuq是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Uuq,它的原子序数是114,属于弱金属之一。
Uuq在1998年合成于杜布纳,用钙轰击钚获得289Uuq:
289Uuq是迄今为止已知最稳定的Uuq的同位素,半衰期达30秒,相比之下,是超铀元素中异乎寻常的长寿核素,似乎正在证实稳定岛理论的预言。
名称,符号,序数
Uuq、Uuq、114
系列
弱金属
族,周期,元素分区
14族,7,p
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[289]原子量单位
价电子排布
5f146d107s27p2
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、18、4
物质状态
可能是固态
Uup是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Uup,它的原子序数是115,属于弱金属之一。
俄罗斯杜布纳联合核研究所2003年9月24日发布消息称,他们已成功合成了门捷列夫元素周期表上的第115号元素,并再次证实了原子核物理中的“稳定岛”假说。
为了合成115号元素,尤里·奥加涅相院士领导的科研小组用加速到1/10光速的钙离子(20号)轰击用镅元素(95号)制成的靶,并在分离115号元素的原子核后进行了衰变记录。
3次实验记录的原子核衰变过程完全一样:
经过5次持续时间大约20秒左右的α衰变后,得到了105号元素的同位素,存在的时间超过了20小时,从而再次证实了“稳定岛”假说。
合成115号元素的工作是在2003年的7月14日至8月10日在杜布纳联合核研究所的加速器上进行的。
名称,符号,序数
Uup、Uup、115
系列
弱金属
族,周期,元素分区
15族,7,p
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[288]原子量单位
价电子排布
5f146d107s27p3
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、18、5
物质状态
可能是固态
Uuh是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Uuh,它的原子序数是116,属于弱金属之一。
俄罗斯杜布纳核研究联合科研所于2000年合成了元素周期表上的第116号元素,从而确认了这一新元素的存在。
2000年7月19日,该科研所的专家首次直接在加速器上合成了第116号元素。
该元素存在了0.05秒后便衰变成了其他元素。
据俄专家介绍,在微观世界中第116号元素能够存在0.05秒,实属惊人。
然而令人遗憾的是,在整个实验过程中,俄专家只合成了一个116号元素的原子。
为了证实该元素确实存在,必须再次合成116号元素。
在实验中,当研究人员用钙-48的轰击锔-248时,轰击的生成物中再次诞生了一个116号元素的原子。
该原子的核电荷数为116,中子数为176,经47微秒后衰变为Uuq。
核反应制取方程式:
衰变过程:
得到确认的第116号元素不但证实了稳定岛理论学说中的有关论述,而且为超重原子核化学特性和人造元素的研究开创了一个全新局面。
名称,符号,序数
Uuh、Uuh、116
系列
弱金属
族,周期,元素分区
16族,7,p
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[292]原子量单位
价电子排布
5f146d107s27p4
电子在每能级的排布
2、8、18、32、32、18、6
物质状态
可能是固态
Uus是一种尚未被发现的化学元素,它的暂订化学符号是Uus,原子序数是117,属于卤素之一,为一种预料元素。
名称,符号,序数
Uus、Uus、117
系列
卤素
族,周期,元素分区
17族,7,p
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
291原子量单位(g·mol−1)
价电子排布
5f146d107s27p5
电子在每能级的排布
2,8,18,32,32,18,7
物质状态
可能是固态
Uuo是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Uuo,它的原子序数是118,属于惰性气体之一。
Ununoctium(1-1-8-ium),原子量为293,半衰期12毫秒。
属于气体元素,化学性质很不活泼。
核反应制取方程式:
Ununoctium的物理性质:
∙气体,加压可液化;
∙熔化点:
≥-30℃;
∙沸点:
≥-20℃;
∙颜色:
无色(和其他六种惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙及氡)一样)。
Berkeley实验室的V.Ninov等人于1999年发表了利用氪-86和铅-208通过1n道生成118号元素的实验结果[Nin99],但结果于2001年宣布收回,方程式如下:
2002年6月25日,Dubna的Yu.Ts.Oganessian在德国重离子研究中心GSI作的一次学术报告上报告了Dubna合成118号元素的新结果。
入射束流48Ca的能量为5.1MeV/u,对应复合核的激发能为29MeV,束流强度为0.8pmA靶为230mg/cm2的纯度为97.3%的249Cf(总重量为7.1mg,自身每秒钟放出2´109个a粒子)。
总束流时间为75天,对应的总照射量为2´1019个束流粒子。
实验前估计,3n道的截面~0.5pb,4n的截面<0.1pb。
整个实验过程中观察到两个可能的事件。
一个是2002年3月19日5:
28得到的一个如下衰变链(选自Oganessian报告的照片),其中290116和286114均是第一次被观察到。
另一个是3月16日7:
04观察到的一个寿命为3.2ms的自发裂变事件。
2006年10月16日,美国与俄罗斯科学家以钙离子与锎(Cf,Californium)碰撞制造Uuo,并宣称存在千分之一秒。
但获得确认尚需数年时间。
名称,符号,序数
Uuo、Uuo、118
系列
惰性气体
族,周期,元素分区
18族,7,p
颜色和外表
未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量
[293]原子量单位
价电子排布
5f146d107s27p6
电子在每能级的排布
2,8,18,32,32,18,8
物质状态
可能是气态
1氢(qīng)2氦(hài)3锂(lǐ)4铍(pí)5硼(péng)6碳(tàn)7氮(dàn)8氧(yǎng)9氟(fú)10氖(nǎi)
11钠(nà)12镁(měi)13铝(lǚ)14硅(guī)15磷(lín)16硫(liú)17氯(lǜ)18氩(yà)
19钾(jiǎ)20钙(gài)21钪(kàng)22钛(tài)23钒(fán)24铬(gè)25锰(měng)26铁(tiě)27钴(gǔ)28镍(niè)29铜(tóng)30锌(xīn)31镓(jiā)32锗(zhě)33砷(shēn)34硒(xī)35溴(xiù)36氪(kè)
37铷(rú)38锶(sī)39钇(yǐ)40锆(gào)41铌(ní)42钼(mù)43锝(dé)44钌(liǎo)45铑(lǎo)46钯(bǎ)47银(yín)48镉(gé)49铟(yīn)50锡(xī)51锑(tī)52碲(dì)53碘(diǎn)54氙(xiān)
55铯(sè)56钡(bèi)57镧(lán)58铈(shì)59镨(pǔ)60钕(nǚ)
61钷(pǒ)62钐(shān)63铕(yǒu)64钆(gá)65铽(tè)66镝(dī)67钬(huǒ)68铒(ěr)69铥(diū)70镱(yì)71镥(lǔ)72铪(hā)
73钽(tǎn)74钨(wū)75铼(lái)76锇(é)77铱(yī)78铂(bó)79金(jīn)80汞(gǒng)81铊(tā)82铅(qiān)83铋(bì)84钋(pō)85砹(ài)86氡(dōng)
87钫(fāng)88镭(léi)89锕(ā)90钍(tǔ)91镤(pú)92铀(yóu)93镎(ná)94钚(bù)95镅(méi)96锔(jú)
97锫(péi)98锎(kāi)99锿(āi)100镄(fèi)101钔(mén)102锘(nuò)103铹(láo)104钅卢(lú)105钅杜(dù)106钅喜(xǐ)
107钅波(bō)108钅黑(hēi)109钅麦(mài)110钅达(dá)111钅仑(lún)
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