TS

更新时间:2022-06-30

Ts()是第117号元素的缩写,它的原子序数是117,属于卤素之一,是金属单质。由于相对论性效应,化学性质(如键长)会和根据周期表上卤素的趋势推算的不同,它会拥有类金属属性,与相似。该元素于2010年首次成功合成,2012年再次成功合成。而以俄罗斯杜布纳联合核研究所为首的一个国际团队于2014年5月2日声明,他们利用新实验成功证实了其117号元素的存在,这一成果使得该超重元素向正式加入元素周期表更近了一步。国际化学协会(IUPAC) 最终确定117号元素由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室、橡树岭国家实验室和俄罗斯布纳(Dubha)联合核研究所的科学家共同合成。117号元素命名为以“田纳西州”英文地名拼写为开头tennessine的(缩写Ts)。

基本信息

中文名田纳西
外文名Tennessine
别名eka-砹、类砹
熔点573k-773k(预测)
密度较大
水溶性不强
沸点823k(预测)
原子质量294
符号Ts
卤族元素
外观银白色或灰色
警示术语具有放射性
编号117
半径156-157pm(推算)
第一电离能742.9KJ/mol(预测)
CAS号54101-14-3
物态可能是固体
电子排布2/8/18/32/32/18/7(预测)
危险性符号 R22,R45

理化性质

系列:卤素

颜色及外表:银白色或灰色

原子量 [291]

价电子排布可能为:[氡]5f146d107s27p5

电子在每能级的排布: 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7

原子序数:117

核内中子数:174[1]

核内质子数:117

核外电子数:117

核电荷数:117

所属周期:7

状态:可能为固态

发现历程

化学元素是具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。序号在92以后的重元素在自然界中难以稳定存在,104号及以后的元素被称为超重元素,寿命更加短暂,迄今所有的超重元素均为人工合成。不过按照已提出几十年的“稳定岛”理论,随着新合成的元素越来越重,它们会变得更加稳定,存在寿命也随之延长。

其实早在1989年左右,俄罗斯杜布纳联合核研究所的尤里(Yuri Oganessian)和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的罗恩洛希德和肯穆迪就已经开始合作研究超重元素了。

2010年,总部位于俄罗斯首都莫斯科郊外的杜布纳联合核研究所成功合成了117号新元素——在实验室人工创造的最新的超重元素。一篇描述了这一新发现论文已经被《物理评论快报》接受发表。新元素于2017年以前尚未被命名,放入元素周期表的116号元素和118号元素之间的位置,这两者都已经被发现。这种超重元素通常是具有非常强的放射性,并且几乎立即会发生衰变。但是,许多研究人员认为甚至更重的元素也可能占据一个可以让超重原子坚持了一段时间“稳定岛”。新的工作进一步支撑了一观点。对新元素的进行放射性衰变分析后,尤里的研究小组在新的论文中写道:“为预测超重元素‘稳定岛’的存在提供了试验验证”。由俄罗斯杜布纳的联合核研究所的尤里领导的研究小组报告称用含有97个质子和152个中子的锫249轰击钙Ca48——一种有20个质子和28个中子组成的Ca40的同位素。撞击会生成两种拥有117个质子的同位素,其中一种核素有176个中子,而另一种核素有177个中子。

2012年,俄罗斯科研小组再次成功合成117号元素,从而为117号元素正式加入元素周期表扫清了障碍。虽然2010年就首次成功合成了117号元素,然而国际理论与应用化学联合会(IUPAC)要求杜布纳联合核研究所再次合成该元素,之后他们才能正式批准将它加入元素周期表。杜布纳联合核研究所的一名高级负责人说,研究小组已经成功完成了验证工作,并向IUPAC正式提交117号元素的登记申请;如果顺利,117号元素将会在一年内被命名,并归入元素周期表。据悉,杜布纳联合核研究所使用粒子回旋加速器,用由20个质子和28个中子组成的钙48原子,轰击含有97个质子和152个中子的锫249原子,生成了6个拥有117个质子的新原子,其中的5个原子有176个中子,另一个原子有177个中子。

2014年5月2日,一个国际科研小组说,他们利用新实验成功证实了117号元素的存在,这一成果使得该超重元素向正式加入元素周期表更近了一步。

最新实验在德国亥姆霍兹重离子研究中心进行,欧洲、美国、印度、澳大利亚和日本等多国研究人员参与。他们在粒子加速器中,用钙离子轰击放射性元素锫,成功生成117号元素。117号元素很快又衰变成115号元素和113号元素。

这一成果发表在新一期《物理学评论通讯》上。研究人员接下来将把成果提交给国际纯粹与应用化学联合会审核,该联合会将会决定是否还需进一步验证。如果审核通过,该联合会还将决定哪个机构拥有117号元素的命名建议权。

而成功合成117号元素,按照德国亥姆霍兹重离子研究中心科学主管霍斯特·施托克尔的评价,是“通往生产与探测位于‘稳定岛’上的超重元素的重要一步”。

官方同意用“Tennessine”为117号元素命名还有一个原因,该元素在周期表中属于卤族元素,卤族元素在周期表中的英文名称都是以-ine结尾,比如氟为“Fluorine”、氯为“Chlorine”,这样可保持卤族元素名称的一致性。

田纳西州州长比尔·哈斯拉姆ORNL主任托姆·梅森分别发表声明。梅森表示,田纳西出现在元素周期表中证明了田纳西州在国际科学界的地位。哈斯拉姆代表所有田纳西州人民对获得这一荣耀表示感谢。

命名由来

原子序数为117的元素在历史上被称为(eka)。命名为以“田纳西州”英文地名拼写为开头的tennessine(缩写Ts),中文汉字推测为。IUPAC给予的暂时名称为Ununseptium。

2017年1月15日,全国科学技术名词审定委员会联合国家语言文字工作委员会组织化学、物理学、语言学界专家召开了113号、115 号、117号、118号元素中文定名会,确认了117号元素中文名称为。

反应实验

49,全世界只有ORNL的高通量同位素反应堆能够生成。ORNL为俄罗斯杜布纳联合核研究所提供了22毫克锫-249,经过6个月实验最后生成了6个Ts原子并获得了证实。

进行

位于杜布纳的科学家正在研究Bk +Ca核反应,以更多了解Uut的化学性质。

未来实验

曾发现鎶元素,位于德国达姆施塔特重离子研究所(GSI)的团队,已开始进行合成Uus的实验。GSI表示如果他们无法从美国取得Bk的话,会转而研究Pu(V,xn)反应,或Am(Ti,xn)。

核合成

下表列出能达到原子序117复核的目标、发射体组合。

2009年7月至2010年2月,联合核研究所(JINR)进行了历时7个月的实验,使用了以上的反应试图合成Ts。截面的数量级预测为2pb。蒸发残留物Ts及Ts估计会有较长的衰变链,一直衰变到?或铹。

该团队于2010年4月发布了一篇科学文章,(最初的结果于2010年1月公布)表示一共探测到6个原子,其中有一个Lv和五个Ts原子。前者衰变时连续发放6颗α粒子,最终变为同位素Db,再进行自发裂变。后者衰变时只发放3颗α粒子,变为Rg,再进行自发裂变。这个反应在两个激发能下进行:35 MeV(2×10颗粒子)及39 MeV(2.4×10颗粒子)。最初的衰变量据在联合核研究所的网站上以演示形式发布。

理论计算

下表列出能产生Ts原子核的各种目标、发射体组合。

使用量子穿隧模型及宏观微观模型的质量估值所进行的理论计算预测,Ts同位素(117)的α衰变半衰期约为0.1–40 ms。


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