{{Other uses|subject=第119号元素Uue|other=-{zh-cn:文件扩展名;zh-tw:檔案副檔名}-“uue”|Uuencode}}
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Ununennium(化學符號為Uue)是一種尚未被發現的化學元素,原子序數是119。直到这个元素被发现、确认并确定了永久名称之前,Ununennium和Uue分别为这个元素的暂时系统命名和化学符号。在扩展元素周期表裡,Uue预测是s区元素和碱金属,也是第一个第8週期元素。它是目前最轻的未发现元素。
日本的理化学研究所自2018年开始尝试合成该元素,俄罗斯杜布纳联合原子核研究所则于2026年起开始尝试。兰州重离子研究装置也有计划尝试合成Uue。理论和实验证据表明,Uue等第8週期元素的合成很可能比之前的元素要困难得多。
Uue预测是第七种碱金属,性质应与较轻的碱金属相似。不过,相对论效应可能会导致Uue的某些性质与直接用元素周期律推测的性质不同。举个例子,Uue预测会比铯、钫更不活泼,反应性更接近钾、铷。此外,Uue除了会有碱金属特征性的+1氧化态外,也有學者预测它能形成其它碱金属都未知的+3和+5氧化态。
概论
历史
尝试合成
以前
114至118号元素(鈇至鿫)皆由位于俄罗斯杜布纳的杜布纳联合原子核研究所(JINR)通过热聚变反应发现,反应涉及用几乎稳定、富有中子的钙-48轰击从钚至锎的元素,合成有更多中子的超重元素。
: + → * → 没有原子
对于更重的超重元素,更实际的合成反应需要使用比Ca重的发射体,但这会使得反应更对称,119号元素的合成将突破当前技术的极限。
从2012年4月到9月,德国达姆施塔特的亥姆霍兹重离子研究中心(GSI)通过用钛-50轰击锫-249,尝试合成295Uue和296Uue。由于249Bk和50Ti的反应在可以实际运行的反应中最不对称,它最有可能合成出119号元素。由于Uue的半衰期预计较短,GSI团队使用了能够在微秒内记录衰变事件的新型快速电子设备。但实验人员把发射体改成48Ca以确认鿬的发现,提早结束实验。橡树岭国家实验室提供反应中的248Cm目标,RIKEN则研发高能钒离子束。RIKEN最初在回旋加速器开始实验,2020年完成直线粒子加速器的升级后也用以合成Uue。两台机器不断运作,直至观测到第一次事件。
: + → * → 还没有原子
产生的Uue同位素预计会经两次α衰变衰变成已知的镆同位素287Mc和288Mc。在这之后已知会发生五或六次α衰变事件,可以此证实它们的发现。
截至2023年9月,RIKEN团队已尝试Cm+V反应长达462天。RIKEN的报告称虽然Cm+V反应预测不如Bk+Ti反应,但出于锔更易获得的因素选择前者。Bk+Ti反应更优是因为Ti发射体更靠近双幻数原子核Ca。此外,Ti的原子序为偶数(22),而涉及偶数原子序发射体的反应截面通常更高。,RIKEN团队仍全天候尝试该反应。
JINR亦在尝试合成Uue。2023年尾,JINR报道首次用比Ca重的发射体成功合成超重元素的案例。他们用Cr轰击U,得到116号元素鉝的新同位素Lv。该实验旨在测量涉及Cr发射体的反应截面,为120号元素的合成做准备,而实验中成功合成超重元素则属意外之喜。2026年2月,JINR的尤里·奥加涅相称合成Uue的实验应该会在5月开始,会用Ti轰击Bk目标,初步结果将于2026年9月至10月公布。截止2026年6月,该实验的灵敏度已达到480 fb,Vladimir Utyonkov称实验灵敏度需达到180–200 fb才能观测到Uue原子。
命名
依照门捷列夫对有待命名或尚未发现的元素的命名法,119号元素应名为类钫()。1979年,IUPAC推出用于提供临时名称及代用元素符号的元素系统命名法。根据这套命名法,119号元素应称为,化学符号Uue。尽管各级化学教科书都广泛使用IUPAC的命名,但行内的科学家却一般直接称它为“119号元素”,化学符号E119、(119)或119。原子核的稳定性在96号元素锔之后迅速下降,之后的元素的半衰期比锔低了四个数量级,101号元素钔之后的元素的半衰期更是短于30个小时。尽管如此,由于尚未完全了解的原因,在原子序110至114周围的原子核的稳定性略微增加,这导致了核物理学中所谓的“稳定岛”的出现。加利福尼亚大学伯克利分校的格伦·西奥多·西博格教授提出的这个概念解释了为什么超重元素的半衰期比预测的要长。
291–307Uue预测的α衰变半衰期都是微秒级别的,其中294Uue的α衰变半衰期最长,预测约485微秒。不过如果算上所有的衰变方式,它们的半衰期预测只剩几十微秒。
未来最有可能合成的同位素是293Uue至296Uue,可由243Am+54Cr、248Cm+51V和249Bk+50Ti反应产生。
原子和物理性质
Uue作为第一个第8周期元素,预测会是碱金属,在元素周期表中位于锂、钠、钾、铷、铯和钫之下。碱金属最外层的s轨道中都有一个价电子(价电子排布ns1),在化学反应中可以轻易失去,形成+1氧化态,因此反应性很高。Uue预计会延续这个趋势,价电子的排布为8s1,因此Uue的行为预计很像它的较轻的同类物。然而据预测,它在某些特性上与较轻的碱金属不同。这个效应被称为亚层分裂,因为它将7p亚层分裂成更稳定和更不稳定的部分。计算化学家将这种分裂理解为角量子数 l 从1分裂成1/2和3/2,分别为7p亚层较稳定和较不稳定的部分。]]
| valign=bottom |
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由于外层的8s电子变得稳定,Uue的第一电离能(从电中性原子中移除一个电子所需的能量)预测为4.53 eV,比钾之后的所有碱金属都高,甚至比121号元素Ubu的4.45 eV都高。因此,第8周期的碱金属Uue不是整个周期电离能最低的,这和之前的所有周期不同。事实上,计算出来的Uue的静态偶极极化性(αD)很小,接近于钠。
Uue的类氢原子(只有一个电子的原子)——Uue118+的电子预测会非常快地移动,使得它的质量是静止电子的1.99倍,是相对论效应的特征。作为比较,钫的类氢原子的电子质量为1.29,铯的则为1.091。Uue的沸点预测在630℃左右,类似钫的620℃左右,它们都比铯的671℃低。或铷的+3氧化态。因此,Uue不能替代铯电正性最高的元素的地位,而它的电负性最有可能接近钠的0.93(鲍林标度)。Uue的升华热(ΔHsub)预测为94 kJ/mol(钫的值在77 kJ/mol左右)。Uue–Au键将会是金和碱金属之间最弱的键,但仍然稳定。通过外推,可以给出Uue的吸附焓(−ΔHads):在金上为106 kJ/mol(钫的值是136 kJ/mol)、在铂上为76 kJ/mol、在银上为63 kJ/mol,都是碱金属之中最低。这些数据表明在由贵金属制成的表面上研究Uue的色谱法吸附可行。Uue在聚四氟乙烯表面的吸附焓预测为17.6 kJ/mol,在碱金属当中最低。这些信息对于Uue未来的化学实验非常有用。碱金属的ΔHsub和−ΔHads值都不成比例相关,因为它们会随着原子序数的增加而向相反的方向变化。
注释
参考资料
扩展阅读
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