107 Bh 𬭛 272*
过渡金属 d-block Period 7 Group 7 Radioactive Synthetic

𬭛

Bh · Element 107 · Manganese group

A superheavy element whose chemistry, tested one atom at a time, behaves as predicted for group 7.

20°C时的状态 固态
原子量 272 u
ELECTRON CONFIGURATION [Rn] 5f¹⁴ 6d⁵ 7s²

结构

𬭛 原子

这不是环上点阵的示意图,而是对每个已占据子层实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样的结果。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。

轨道云

测量值

性质表

每个条形图都显示𬭛在全部118种元素中该性质的排名位置。

物理

密度 37.1 g/cm³~ 98%
熔点
沸点
比热容
热导率

原子

原子半径 247 pm~ 85%
共价半径 141 pm~
范德华半径 247 pm~

电子

电负性
电离能 742.9 kJ/mol~ 60%
电子亲和能

存在

地壳中的丰度 0 mg/kg 0%

身份

符号Bh
原子序数107
原子量272 u
类别过渡金属
d
晶体结构unknown
氧化态+7
发现时间1981
发现者GSI Darmstadt

来源:IUPAC 2021 标准原子量 ·《CRC 化学与物理手册》· NIST。标有 ~ 的数值是预测值,而非测量值。

按比例显示的大小

How big is a 𬭛 atom?

Radius 247 pm — that is 0.247 nm, so about 2024 million of them side by side would span a millimetre.

热范围

Solid, liquid, gas — and when

𬭛的这两种状态转变均未测得——历史上从未同时存在过足够多的原子。

所在位置

在表中的位置

𬭛 sits in period 7, group 7. Everything in group 7 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER 过渡金属

All 过渡金属

故事

𬭛 是什么,以及我们如何发现它

A superheavy element whose chemistry, tested one atom at a time, behaves as predicted for group 7.

The discovery of 𬭛

𬭛于1981年由德国科学家团队首次合成,该团队由Peter Armbruster和Gottfried Münzenberg领导,研究地点是德国达姆施塔特的GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research,使用了先进的重离子加速器技术。这项发现通过用加速到极高能量的铬-54离子轰击铋-209靶,利用核聚变反应产生𬭛-262。德国团队使用先进的探测设备,通过仔细分析放射性衰变链,识别出𬭛原子的特征衰变信号,确认了元素107的产生。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)为尚未发现的元素制定的系统命名规则,这种元素最初被赋予临时名称“unnilseptium”,其含义是拉丁语中的“一〇七”。德国研究团队提议以丹麦物理学家Niels Bohr的名字命名为“bohrium”,以纪念他对原子理论和量子力学作出的基础性贡献。然而,当苏联团队声称早在1976年就在Dubna的Joint Institute for Nuclear Research合成了这种元素,并提议使用名称“nielsbohrium”时,元素107的命名引发了争议。关于优先权和命名的争议持续了多年,双方团队都为各自的主张提供证据,科学界则仔细评估实验数据。IUPAC最终根据德国团队实验​​证据的质量和可重复性,认可了其主张,并于1997年正式采用名称“bohrium”和符号“Bh”。𬭛的发现是超重元素研究领域的一项重大成就,证明了人类能够在核稳定性极限附近制造和识别元素。此次合作涉及多个机构,代表了加速器物理学和核探测方法多年的技术发展。这项发现为合成更重的元素铺平了道路,并增进了我们对原子结构基本极限的理解。

应用

𬭛的用途

𬭛是一种半衰期以秒计、寿命极短的人工合成超重元素,目前除基础科学研究外没有实际应用。这种元素的存在仅用于推进我们对核物理、原子结构以及物质理论极限的理解。研究机构利用𬭛研究超重元素的性质,并检验关于核稳定性以及所谓“稳定岛”的理论预测,在那里某些超重原子核可能具有更长的半衰期。这种元素是检验核模型的重要对象,这些模型预测极端条件下物质的行为,帮助科学家理解质子和中子如何在非常重的原子核中相互作用。𬭛的研究有助于增进我们对核壳层结构以及决定核稳定性的幻数的了解,并提供可能促成发现寿命更长的超重元素的线索。对𬭛化学性质的研究虽然因其半衰期极短而极具挑战性,但有助于验证关于超重元素应如何表现其化学性质以及它们在元素周期表中位置的理论预测。这项研究对于理解原子结构的基本极限,以及具有未来技术应用价值的稳定超重元素是否可能存在,都具有重要意义。用于探测和研究𬭛的技术推动了核物理仪器和研究方法的发展,并促进了粒子探测和核分析能力的改进。虽然𬭛本身目前没有实际应用,但对它的研究所获得的知识有助于核物理研究,而核物理研究是许多重要技术的基础,包括核能、医用同位素和材料科学。如果发现寿命更长的𬭛同位素或相关超重元素,未来可能会出现应用机会,它们或许能为专门的技术应用提供独特性质。对这种元素的研究还有助于我们理解恒星核合成以及宇宙中重元素形成的过程。

由于半衰期极短,且粒子加速器能够产生的数量极其微少,𬭛在日常生活或工业中没有实际应用。这种元素仅用于配备重离子加速器的大型科研机构开展的先进核物理研究。研究实验室研究𬭛,旨在理解超重元素的基本性质,并检验核结构的理论模型。这种元素可作为基准,用于验证预测极端原子量条件下物质行为的计算模型。核物理学家利用𬭛研究探索理论上的“稳定岛”,那里超重元素可能具有更长的半衰期和潜在的有用性质。对𬭛的研究有助于推动粒子加速器技术和研究罕见核事件的探测方法发展。教育机构将𬭛作为现代核物理学以及人类持续探索原子结构极限的教学示例。科学出版物和数据库依靠𬭛研究来更新和完善核物理与化学的理论模型。国际合作项目研究𬭛,以推进全球对超重元素合成及其性质的认识。这种元素的发现和研究展示了现代核物理设施以及国际科学合作的能力。虽然𬭛本身无法实际使用,但对其性质的研究推动了许多核技术赖以发展的基础科学。为𬭛研究开发的方法通过更好地理解核过程,促进了核医学、核能和材料科学的发展。

来源

自然存在

0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements

𬭛不在地球上自然存在,必须通过粒子加速器中的核聚变反应人工制造,因此它是人类技术能够产生的最稀有物质之一。这种元素通过以极高能量用较轻的入射原子核轰击较重的靶原子核来合成,通常使用铋-209靶和铬-54入射原子核,通过核聚变产生𬭛-262。𬭛的生产需要先进的粒子加速器设施,能够将离子加速到精确能量,并以极高精度将其引导至靶材料上。即使采用最先进的加速器技术,一次也只能产生几个𬭛原子,因此不可能积累出可测量数量的这种元素。已知最稳定的同位素𬭛-270的半衰期约为61秒,这意味着任何样品中有一半会在产生后约一分钟内衰变。𬭭的其他同位素半衰期更短,有些在发生放射性衰变前只能存在几毫秒。这种元素极端稀有,意味着所有𬭛研究都必须针对单个原子或极少数原子进行,需要极其灵敏的探测设备。全球只有少数几个地点设有𬭛生产设施,包括德国的GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research和日本的RIKEN实验室。𬭛的人工合成性质意味着它没有地质分布或天然储库,只存在于核物理实验室的受控环境中。𬭛的环境浓度基本为零,因为它会迅速发生放射性衰变,无法在自然界中持续存在。人类迄今制造的𬭛总量少得远不足以用肉眼看见,数十年的研究或许只产生了几千个原子。随着加速器技术进步,未来的产量可能增加,但𬭛很可能仍将是科学界已知最稀有的物质之一。

处理

安全

𬭛 具有放射性。 It has no stable isotope — every nucleus decays. 处理时需要适当的屏蔽和许可。

由于具有极强的放射性,𬭛带来了独特的安全挑战,不过主要危险并非来自元素本身,而是来自其生产和研究过程中涉及的高能辐射与核过程。这种元素的强放射性要求在研究环境中处理高放射性材料时采用专门的辐射安全规程和防护系统。使用𬭛的人员必须佩戴适当的辐射监测设备,并遵守严格规程,以尽量减少电离辐射暴露。𬭛的半衰期很短,样品会迅速衰变为其他放射性元素,形成需要仔细监测和控制的复杂衰变产物混合物。生产𬭛的设施必须配备先进的辐射屏蔽、通风系统和废物管理能力,以处理高放射性材料。主要安全问题不是直接接触𬭛原子,因为其数量极少,可以忽略不计,而是暴露于与其生产和衰变相关的强辐射场中。𬭛研究设施的工作人员必须接受辐射安全和放射性材料事故应急响应程序的专门培训。研究环境需要持续监测辐射水平,并严格遵守辐射暴露ALARA(在合理可行的范围内尽量低)原则。必须制定应急程序,以应对加速器设施中可能发生的放射性污染事故或设备故障。𬭛研究产生的废物含有具有不同半衰期的各种放射性衰变产物,因此需要长期储存和监测。𬭛的产量极少,意味着常规化学毒性并不是重要问题,但辐射安全仍然至关重要。孕妇和18岁以下人员通常不得进入开展𬭛研究的区域,因为他们对辐射更加敏感。

快速回答

𬭛:常见问题

What is 𬭛?

𬭛 (symbol Bh) is element 107 on the periodic table, a 过渡金属 in period 7, group 7. A superheavy element whose chemistry, tested one atom at a time, behaves as predicted for group 7. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.

What is the electron configuration of 𬭛?

𬭛's ground-state electron configuration is [Rn] 5f¹⁴ 6d⁵ 7s², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 electrons respectively.

What is the atomic mass of 𬭛?

𬭛 has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 272, is the mass number of its longest-lived known isotope.

How dense is 𬭛?

𬭛 is predicted to have a density of about 37.1 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.

Who discovered 𬭛, and when?

𬭛 was discovered in 1981 by GSI Darmstadt. It is named after niels Bohr.

How common is 𬭛 on Earth?

𬭛 does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.

Is 𬭛 radioactive?

Yes. 𬭛 has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.