超铀元素

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超铀元素在化学上指的是原子序数大于92（铀）的重元素，皆具有放射性。

概览

原子序数从1到92的元素中，除了𨱏、钷、砈和钫之外，都可以在地球上检测到相当的量，它们大多具有稳定或长半衰期的同位素，或者是铀和钍的普遍衰变产物。𨱏、钷、砈和钫虽然也存在于自然界中，但在地壳中仅有痕量的存在。砈和钫只存在于铀衰变链和钍衰变链的非常小的分支中，不但难以被生成，半衰期也极短，会很快衰变成其他元素；而原子序数较小的𨱏和钷只能由铀-238的自发裂变以及由钼/钕分别发生中子俘获而产生。

原子序数92以上的超铀元素由于半衰期较短，从地球诞生至今早已衰变殆尽，且在自然界中大多无法以较多的量稳定存在，因此都是以人工合成的方法产生的，仅有两个原子序最小的超铀元素在地球上被发现自然生成：镎和钸，不过皆为痕量的存在。例如我们可以在富铀的矿石中检测到钸的痕迹，在核试验后也有少量生成，它们是铀矿石经过中子俘获紧接着两次β衰变而成的：（238U → 239U → 239Np → 239Pu）。原子序大于103（铹）的超铀元素又称为超重元素，其半衰期更短，非常不稳定，只能在人工环境中少量制成，目前所发现原子序最大的超重元素是118号的缺字图片。

超铀元素现在可以用核反应炉或者粒子加速器人工合成。这些元素的半衰期有随着原子序数的增加而缩短的趋势，然而也有例外：例如𬭊和锔的一些同位素的半衰期就比预料中的还要长。格伦·西奥多·西博格预言了在这一系列元素中有更多的反常元素，并且把它们归类于「稳定岛」，即质子数或中子数为幻数的原子核具有特别的稳定性。

越重的超铀元素生产难度越大，成本越高，价格随原子序数增大而快速上涨。截至2008年，武器级钸的价格约为每克4,000美元[1]，而每克鉲的价格超过6,000万美元。[2]𰾭是目前产量能以肉眼所见的最重元素。[3]

原子序数≥99（𰾭以后）的超铀元素由于半衰期极短，非常不稳定，无法大量生产，因此在科学研究之外目前没有实际用途。

超铀元素中未发现的元素及已发现但尚未命名的元素，皆使用IUPAC元素系统命名法。超铀元素的命名曾引起很大的争论，104到109号元素命名的争论从1960年代开始一直到1997年才解决。

电子分布

序号 元素 电子在每能级的组态
93 镎 2，8，18，32，22，9，2
94 钸 2，8，18，32，24，8，2
95 𰾄 2，8，18，32，25，8，2
96 锔 2，8，18，32，25，9，2
97 锫 2，8，18，32，27，8，2
98 鉲 2，8，18，32，28，8，2
99 𰾭 2，8，18，32，29，8，2
100 镄 2，8，18，32，30，8，2
101 钔 2，8，18，32，31，8，2
102 锘 2，8，18，32，32，8，2
103 铹 2，8，18，32，32，8，3
104 𬬻 2，8，18，32，32，10，2
105 𬭊 2，8，18，32，32，11，2
106 𬭳 2，8，18，32，32，12，2
107 𬭛 2、8、18、32、32、13、2
108 𬭶 2、8、18、32、32、14、2
109 鿏 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2
110 𫟼 2, 8, 18, 32, 32, 16, 2
111 𬬭 2, 8, 18, 32, 32, 18, 1
112 鿔 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2
113 鉨 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3
114 𫓧 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4
115 镆 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5
116 𫟷 2, 8, 18, 32, 32, 18, 6
117 鿬 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7
118 鿫 2, 8, 18, 32, 32, 18, 8

参见

参考资料

  1. ^ Morel, Andrew. Elert, Glenn , 编. Price of Plutonium. The Physics Factbook. 2008. （原始内容存档于20 October 2018）. 
  2. ^ Martin, Rodger C.; Kos, Steve E. Applications and Availability of Californium-252 Neutron Sources for Waste Characterization (Report). 2001. CiteSeerX 10.1.1.499.1273 可免费查阅. 
  3. ^ Silva, Robert J. Fermium, Mendelevium, Nobelium and Lawrencium. Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements Third. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 978-1-4020-3555-5. 

外部连结