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   109Mt
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(Upe)
𬭶𫟼
概况
名称·符号·序数(Meitnerium)·Mt·109
元素类别未知
可能为过渡金属[1][2]
·周期·9 ·7·d
标准原子质量[278]
电子排布[Rn] 5f14 6d7 7s2
(计算值)[1][3]
2, 8, 18, 32, 32, 15, 2
(预测)
历史
发现重离子研究所(1982年)
物理性质
物态固体(预测)[2]
密度(接近室温
37.4(预测)[1] g·cm−3
蒸气压
原子性质
氧化态9, 8, 6, 4, 3, 1(预测)[1][4][5]
电离能第一:800.8(估值)[1] kJ·mol−1

第二:1823.6(估值)[1] kJ·mol−1
第三:2904.2(估值)[1] kJ·mol−1

更多
原子半径122(预测)[1] pm
共价半径129(估值)[6] pm
杂项
晶体结构面心立方 (预测)[2]
磁序顺磁性(预测)[7]
CAS号54038-01-6
最稳定同位素
主条目:的同位素
同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰变
方式 能量MeV 产物
278Mt syn 7.6 s α 9.6 274Bh
276Mt syn 0.72 s α 9.71 272Bh
274Mt syn 0.44 s α 9.76 270Bh
270mMt? syn 1.1 s α 266Bh
此处只列出半衰期超过0.1秒的同位素

拼音mài注音ㄇㄞˋ粤拼mak6,音同“麦”;英语:Meitnerium),是一种放射性人工合成化学元素,其化学符号Mt原子序数为109。9 (VIIIB)族最重的元素,但由于没有足够稳定的同位素,因此未能通过化学实验来验证的性质是否符合周期律。于1982年首次合成。放射性极强,其最稳定同位素为278Mt,半衰期为7.6秒。

历史

发现

此元素在1982年8月29日由彼得·安布鲁斯特Gottfried Münzenberg英语Gottfried Münzenberg领导的研究团队所合成出来,此团队位于德国黑森邦达姆施塔特重离子研究所[8] 他们利用-58离子轰击-209合成了266Mt的单一原子:

命名

根据IUPAC元素系统命名法的旧称是Unnilennium,来自1、0、9的拉丁语写法。

1997年8月27日IUPAC正式对国际上分歧较大的101至109号元素的重新英文定名中,Meitnerium正式作为108号元素的命名,以纪念奥地利瑞典原子物理学家莉泽·迈特纳(Lise Meitner)。[9]

全国科学技术名词化学名词审定委员会据此于1998年7月8日重新审定、公布101至109号元素的中文命名,其中首次给出109号元素中文名:“”(mài,音同“麦”)[10][11][12]

未来实验

日本理化学研究所的一个团队已表示有计划研究以下反应:

同位素与核特性

核合成

能产生Z=109复核的目标、发射体组合

下表列出各种可用以产生109号元素的目标、发射体组合。

目标 发射体 CN 结果
208Pb 59Co 267Mt 反应成功
209Bi 58Fe 267Mt 反应成功
232Th 41K 273Mt 尚未尝试
231Pa 40Ar 271Mt 尚未尝试
238U 37Cl 275Mt 至今失败
237Np 36S 275Mt 尚未尝试
244Pu 31P 275Mt 尚未尝试
242Pu 31P 273Mt 尚未尝试
243Am 30Si 273Mt 尚未尝试
248Cm 27Al 275Mt 尚未尝试
250Cm 27Al 277Mt 尚未尝试
249Bk 26Mg 275Mt 尚未尝试
249Cf 23Na 272Mt 尚未尝试
251Cf 23Na 274Mt 尚未尝试
254Es 22Ne 276Mt 至今失败

作为衰变产物

科学家也曾在更重元素的衰变产物中发现的同位素。

蒸发残留 观测到的同位素
294Ts 278Mt
288Mc 276Mt
287Mc 275Mt
282Nh 274Mt
278Nh 270Mt
272Rg 268Mt

同位素发现时序

同位素 发现年份 核反应
266Mt 1982年 209Bi(58Fe,n)[8]
267Mt 未知
268Mt 1994年 209Bi(64Ni,n)[13]
269Mt 未知
270Mt 2004年 209Bi(70Zn,n)[14]
271Mt 未知
272Mt 未知
273Mt 未知
274Mt 2006年 237Np(48Ca,3n)
275Mt 2003年 243Am(48Ca,4n)[15]
276Mt 2003年 243Am(48Ca,3n)
277Mt 未知
278Mt 2009年 249Bk(48Ca,3n)[16]

核异构体

270Mt

科学家在278Nh的衰变链中确定探测到两个270Mt原子。这两个原子拥有非常不同的衰期和衰变能量,并来自两个不同的274Rg同核异构体。第一种同核异构体经过α衰变,能量为10.03 MeV,半衰期为7.16毫秒;另一种的半衰期为1.63秒,但衰变能量未知。由于缺乏数据,要对这些同核异构体进行实际的能级分配,必需作进一步的研究。

268Mt

多个实验的结果显示,268Mt的α衰变光谱是非常复杂的。从268Mt释放出的α粒子能量有10.28、10.22和10.10 MeV,半衰期也分别为42毫秒、21毫秒和102毫秒。长半衰期的一次衰变事件来自同核异能态。科学家正在研究其他两个半衰期差距的原因。由于缺乏数据,要对这些同核异构体进行实际的能级分配,必需作进一步的研究。

同位素产量

下表列出直接合成的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。

冷聚变

发射体 目标 CN 1n 2n 3n
58Fe 209Bi 267Mt 7.5 pb
59Co 208Pb 267Mt 2.6 pb, 14.9 MeV

理论计算

下表列出各种目标-发射体组合,并给出最高的预计产量。

HIVAP = 重离子汽化统计蒸发模型; σ = 截面

目标 发射体 CN 通道(产物) σmax 模型 参考资料
243Am 30Si 273Mt 3n (270Mt) 22 pb HIVAP [17]
243Am 28Si 271Mt 4n (267Mt) 3 pb HIVAP [17]
249Bk 26Mg 275Mt 4n (271Mt) 9.5 pb HIVAP [17]
254Es 22Ne 276Mt 4n (272Mt) 8 pb HIVAP [17]
254Es 20Ne 274Mt 4-5n (270,269Mt) 3 pb HIVAP [17]

化学属性

推算的化学属性

物理特性

根据周期表的趋势,应该是一种高密度金属,密度大约为37.4 g/cm3[1]:8.9,:12.5,:22.5),熔点也很高,约为2600至2900°C(钴:1480,铑:1966,铱:2454)。它的耐腐蚀性可能很高,甚至比铱更高。

氧化态

预计将是6d系过渡金属的第7个元素,也是周期表中9族最重的成员,位于的下面。较重的两个9族元素氧化态为+6,而铱最稳定的为+4和+3态,铑则呈稳定的+3态。因此预期会形成稳定的+3状态,但也可能有稳定的+4和+6态。

化学特性

应可形成六氟化物MtF6。这氟化物预计将较六氟化铱更加稳定,因为同族元素从上到下的+6氧化态越来越稳定。

在与氧发生反应时,铑主要形成Rh2O3 ,而铱会被氧化为+4态的IrO2。因此可能会形成二氧化物MtO2

9族元素的+3态常见于与卤素直接反应所形成的三卤化物(氟化物除外)。因此应可形成MtCl3、MtBr3和MtI3

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Östlin, A.; Vitos, L. First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals. Physical Review B. 2011, 84 (11). Bibcode:2011PhRvB..84k3104O. doi:10.1103/PhysRevB.84.113104. 
  3. ^ Thierfelder, C.; Schwerdtfeger, P.; Heßberger, F. P.; Hofmann, S. Dirac-Hartree-Fock studies of X-ray transitions in meitnerium. The European Physical Journal A. 2008, 36 (2): 227. Bibcode:2008EPJA...36..227T. doi:10.1140/epja/i2008-10584-7. 
  4. ^ Ionova, G. V.; Ionova, I. S.; Mikhalko, V. K.; Gerasimova, G. A.; Kostrubov, Yu. N.; Suraeva, N. I. Halides of Tetravalent Transactinides (Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, 110th Element): Physicochemical Properties. Russian Journal of Coordination Chemistry. 2004, 30 (5): 352. doi:10.1023/B:RUCO.0000026006.39497.82. 
  5. ^ Himmel, Daniel; Knapp, Carsten; Patzschke, Michael; Riedel, Sebastian. How Far Can We Go? Quantum-Chemical Investigations of Oxidation State +IX. ChemPhysChem. 2010, 11 (4): 865–9. PMID 20127784. doi:10.1002/cphc.200900910. 
  6. ^ Chemical Data. Meitnerium - Mt页面存档备份,存于互联网档案馆), Royal Chemical Society
  7. ^ Saito, Shiro L. Hartree–Fock–Roothaan energies and expectation values for the neutral atoms He to Uuo: The B-spline expansion method. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 2009, 95 (6): 836. Bibcode:2009ADNDT..95..836S. doi:10.1016/j.adt.2009.06.001. 
  8. ^ 8.0 8.1 Münzenberg, G.; Armbruster, P.; Heßberger, F. P.; Hofmann, S.; Poppensieker, K.; Reisdorf, W.; Schneider, J. H. R.; Schneider, W. F. W.; Schmidt, K.-H. Observation of one correlated α-decay in the reaction 58Fe on 209Bi→267109. Zeitschrift für Physik A. 1982, 309 (1): 89. Bibcode:1982ZPhyA.309...89M. doi:10.1007/BF01420157. 
  9. ^ Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997). Pure and Applied Chemistry. 1997, 69 (12): 2471. doi:10.1351/pac199769122471. 
  10. ^ 中国化学会无机化学名词小组修订. 无机化学命名原则 : 1980, 统一书号:13031·2078. 1982-12: 4-5 [2020-11-10]. 
  11. ^ 刘路沙. 101—109号元素有了中文定名. 光明网. 光明日报. [2020-11-10]. (原始内容存档于2020-11-10). 
  12. ^ 贵州地勘局情报室摘于《中国地质矿产报》(1998年8月13日). 101~109号化学元素正式定名. 贵州地质. 1998, 15: 298–298 [2020-11-10]. (原始内容存档于2020-12-03). 
  13. ^ 详见𬬭
  14. ^ 详见
  15. ^ 详见
  16. ^ Oganessian, Yu. Ts.; Abdullin, F. Sh.; Bailey, P. D.; Benker, D. E.; Bennett, M. E.; Dmitriev, S. N.; Ezold, J. G.; Hamilton, J. H.; Henderson, R. A. Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117. Physical Review Letters. 2010, 104. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. PMID 20481935. doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502. 
  17. ^ 17.0 17.1 17.2 17.3 17.4 Wang Kun; 等. A Proposed Reaction Channel for the Synthesis of the Superheavy Nucleus Z = 109. Chinese Physics Letters. 2004, 21 (3): 464. Bibcode:2004ChPhL..21..464W. arXiv:nucl-th/0402065. doi:10.1088/0256-307X/21/3/013. 

外部链接

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