
104序号元素资料两则.pdf
6页104 序号元素资料两则一、钅卢,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113-115 MeV 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 “ ? ”(钅库)?1969 年, 美国的柏克来加州大学宣布用71 MeV 的碳-12 轰击锎 -249, 得到炉 -257 和炉-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 个中子得到炉 -258,半衰期为 0.01 秒他们还用和69 MeV 的碳-13 轰击锎 -249 得到炉-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炉-257 和炉-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 “ 炉”,以纪念新西兰物理学家卢瑟福(Ernest R. Rutherford) 。
但在 1970 年,美国人用氮 -15 轰击锎 -249 确实得到了炉 -260已知炉的最稳定同位素为炉-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,炉和上两个周期的锆和铪一样,生成四氟化炉,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,因而有理由相信炉是锕系后的周期系第四副族元素?二、自从 1937年人工制得第一个人造元素43 号元素锝以来,到1964 年,连续制得 61 号元素钷、 85 号元素砹、 87 号元素钫、 93 号元素镎、94 号元素钚、 95 号元素镅、 96 号元素锔、 97 号元素锫、 98 号元素锎、 99 号元素锿、 100 号元素镄、 101 号元素钔、 102号元素锘、 103 号元素铹,一共是 15 个元素经历了 27 年,不到两年的时间里就出现一个这真是令人想像不到的在这些人造元 素出现的过程中, 照射的粒子质量越来越大了; 照射的时间越来越长了; 产生新元素的量越来越少 了;它们的寿命越来越短了, 检测它们和分离出它们越来越困难了。
但是这些都没有阻碍科学家继 续寻找,反而使他们克服阻碍, 创造出更新的科学技术方法, 连续不断地制得一个又一个更新的元 素早在 1964年,前苏联人就宣布,在莫斯科附近杜布纳(Dubna )城核研究联合研究所的核反应 实验室里用氖离子22Ne照射钚242Pu, 获得了质量数为 260 的 104 号元素, 把这个核反应写成式子是:242Pu + 22Ne → 260104 + 41 0n 据说,进行这个实验, 需要成百升分离出的氖气, 照射时间 40 小时产生的260104 新核从钚靶反冲,射向镍传送带(如图),带长8 米,以一定的转速把新核向前移送此时自发裂变的产物的反冲 核射至按序分列的磷酸盐玻璃片上当照射停止后用化学处理玻璃片, 几小时后在显微镜下观察到径迹 根据径迹在片上出现的位置, 计算出它的半衰期在0.1 到 0.5 秒之间变动,平均是0.3 秒在鉴定中是将离开靶的反冲原子进入氮气流中,并被阻停, 然 后与氯气作用它与氯的化合物很容易通过一种专门的过滤器,而锕系元素的氯化物就不能通过 如果它属于锕系元素, 它就将被过滤器吸收 结果表明 104 号元素已不再属于锕系元素了锕系元素到 103号元素为止, 104号元素已属于钛( Ti )分族,化学性质与铪( Hf)相似,正如化学元素 周期表所示的那样。
前苏联人把这一元素命名为kurchatovim ,以纪念在前苏联对核技术和核能作出贡献的科学家 库尔查托夫( I .Kurchatov )于是,在前苏联新出版的一些有关化学书籍、杂志中,在化学元素 周期表 104 号元素的位置上, 在元素铪的下面排出了“ Ku”,是他们给出这个新元素的符号我国有人提议译成“”到 1969年 4 月,美国西部加利福尼亚州伯克利城加利福尼亚大学分校以吉奥索为首的几位科 学家们先后用加速的碳离子照射锎,氧离子照射锔, 氮离子照射锫, 获得了 104 号元素的另一些同位素:249Cf + 12C → 257104 + 41 0n 249Cf + 12C → 258104 + 31 0n 249Cf + 13C → 259104 + 31 0n 248Cm + 18O → 261104 + 51 0n 249Bk + 15N → 261104 + 31 0n 质量数为 261 的是已知 104号元素各同位素中寿命最长的,半衰期约65 秒这些美国科学家又把这个新元素命名为rutherfordium,以纪念英籍新西兰物理学家卢瑟福 (E.Rutherford )。
美国人也急急忙忙在新出版的一些有关化学书籍、杂志中,在元素周期表 104号元素的位置上排出“ Ru ”,是他们定的这个新元素的符号我们又有人把它译成“”接着 105号元素的几个同位素又在1970—1971 年间先后在杜布纳和伯克利制得这些核反应 是:249Cf + 15N → 260105 + 41 0n 243Am + 22Ne → 261105 + 41 0n 249Bk + 18O → 262105 + 51 0n 262105的半衰期 34秒,是寿命最长的美国人把这一元素命名为hahnium(),元素符号定为Ha ,以纪念发现核裂变的德国科学家哈恩( O .Hahn )前苏联人又把这一元素称为nielsbohrium (),元素符号定为Ns,以纪念首先提出原子结构的量子化轨道理论的丹麦科学家尼尔斯?玻尔( Niels Bohr )261104和262105 的寿命长达几十秒, 鼓舞了科学家们继续寻找更重的元素吉奥索表示获得106 号元素没有任何科学疑虑就在 1974年,美国科学家们以吉奥索为首用氧离子照射锎-249,获得质量数 263 的 106 号元 素:249Cf + 18O → 263106 + 21 0n 半衰期 0.9 秒。
美国化学会命名委员会提议以美国化学家西博格(G .Seaborg)的姓氏命名它为 seaborgium,元素符号定为 Sg西博格领导的小组先后发现从94 号元素到 102号元素多种新元素而荣获1951 年诺贝尔化学奖差不多同时,前苏联科学家们用铬离子照射铅,获得106 号元素的另一同位素:207Pb + 54Cr → 259106 + 21 0n 这又开辟了一条新的合成新元素的道路,是用较重元素的离子, 使二者冷熔合(cola fusion ) 科学家们风趣地说:它们彼此温柔地接吻而不再飞离接着过了两年, 1976 年前苏联科学家又用冷熔合方法合成了107号元素:209Bi + 54Cr → 261107 + 21 0n 到 80 年代初,当时西德的科学家们追赶上来1982年 8 月 29日,西德黑森( Hassen)州达 姆斯塔特( Darmstadt )城重离子研究中心实验室以门岑贝格和阿姆布鲁斯特为首的物理学家们宣布:他们捉住了一条罕见的鱼 是迄今发现的最重的化学元素109 号元素它是用铁离子照射铋获 得:58Fe + 209Bi → 266109 + 1 0n 它仅仅生存了 5 毫秒,也就是 0.005 秒。
它确实是当时最重的,比它稍轻的108 号元素还没有合成呢?弟弟却比哥哥先诞生了吉奥索问悉报告后大加赞扬:这是一项了不起的工作,虽然他们只获得仅仅一个原子108号元素比 109 号元素晚两年在西德的同一实验室里诞生,是在1984年 3 月用铅离子照射 铁获得:58Fe + 208Pb → 265108 + 1 0n 到 1985年初,苏联科学家们证实了它的存在,它的寿命只有几毫秒德国人只制得它的三个原子问题是如何命名它们了,总不能让苏联人和美国人各自称呼它们早在 1979年,国际纯粹和应用化学联合会就作出明确规定,终止用科学家的姓氏命名新元素, 提出新元素命名的几个原则:(1)新元素的命名应该与原子序数具有简单而明确的关系2)不论是金属元素,还是非金属元素,它们的拉丁名称词尾都加-ium 3)新元素符号采用三个字母,以区别已知元素采用的一个或两个字母具体命名是采用希腊文拉丁文数词联合起来这些数词是nil =0,un=1,bi =2,tri =3, quad=4,Pent=5,hex=6,sep=7,oct =8,enn=9这样,从 104 号起各元素的命名可以列成如表所示表:104 号起各元素命名元素的原子序数名称元素符号104105106107...110...116...unnilquadiumunnilpentiumunnilhekiumunnilseptium...ununnilium...ununhexium...ungunpunhuns...nun...unh...这对我们汉字的音译增添了麻烦。
我国化学元素的命名是采用单字,一般是从拉丁名称的第一 音节或第一和第二音节的译音而造字现在这些拉丁名称的第一音节以及第二音节往往是相同的 了即使是这样,我国在出版的化学元素周期表中104 号、105号、106 号,, 元素的格子里还是 填出 unq、unp、unh,, 等符号,只是没有名称美国化学会又表现出它的大国“作风”,不听这一套当他们在1974 年合成 106 号元素后, 用西博格的姓氏命名它时, 国际纯粹和应用化学联合会曾表示反对,并且表示化学元素命名也只能 用已故科学家的姓氏, 而当时西博格仍健在 美国化学会立即反驳说: 不能以健在的科学家姓氏命名化学元素是荒唐可笑的 1952 年以爱因斯坦和费米的姓氏命名99 号元素和 100 号元素时他们两 人都健在事实上国际纯粹和应用化学联合会的规定没有法律效力,只具有一定的权威性在这种情况下, 国际纯粹和应用化学联合会只得多次召请一些国家的化学界人士讨论,修改他 们曾经制定的规定一直到 1997年 8 月 30 日,经过 40 个成员国的讨论,进行了表决,以64名赞成, 5 名反对和 12 名弃权通过了 104 号到 109 号元素的命名(见表)。
表:104~109号元素命名元素原子序数名称符号104105106107108109rutherfordiumdubniumseaborgiumbohriumhassiummeitneriumRfDbSgBhHsMt联合会还作了一些说明:维持101、102、103 号元素名称——钔( mendelevium Md)锘 (nobeliumNo)和铹( lawrencium Lr ),因为这些元素的名称已经被广为接受105号元素命名为 dubnium 是纪念俄罗斯杜布纳城实验室在人造元素中作出的贡献107号元素命名由原来的nielsbohrium改为 bohrium 是受到玻尔家族支持的,也得到广泛的 拥护,因为硬把玻尔的名加到姓前而组成nielsbohr , 是违背欧洲人姓名传统的, 是很难被接受的108号元素命名为 hassium 是为纪念德国黑森州实验室在人造108、 109 号元素中作出的贡献109号元素命名为 meitnerium 是为纪念奥地利出生的女科学家梅特纳(L.Meitner )她参 与了哈恩领导的核裂变反应,并对核裂变在理论上作出解释,获得国际原子能委员会1966 年费米奖。
美国化学家西博格在闻悉他的姓氏被接纳作为106 号元素的命名后十分欣喜 他对美国媒体记 者们表示:从现在起 1000年后 Sg作为 1。












