114 Fl 𫓧 289*
后过渡金属 p-block Period 7 Group 14 Radioactive Synthetic

𫓧

Fl · Element 114 · Carbon group

Predicted to sit in an "island of stability" where superheavy nuclei live far longer.

20°C时的状态 固态~
原子量 289 u
ELECTRON CONFIGURATION [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p²

结构

𫓧 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

每个条形图都显示𫓧在全部118种元素中该性质的排名位置。

物理

密度 14 g/cm³~ 79%
熔点 200 K~ 9%
沸点 420 K~ 12%
比热容
热导率

原子

原子半径 247 pm~ 85%
共价半径 143 pm~
范德华半径 247 pm~

电子

电负性
电离能 820.1 kJ/mol~ 71%
电子亲和能

存在

地壳中的丰度 0 mg/kg 0%

身份

符号Fl
原子序数114
原子量289 u
类别后过渡金属
p
晶体结构unknown
氧化态0, +2, +4
发现时间1999
发现者JINR Dubna & Livermore

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 𫓧 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

𫓧 is liquid over a 220 K window, from 200 K to 420 K.

所在位置

在表中的位置

𫓧 sits in period 7, group 14. Everything in group 14 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER 后过渡金属

All 后过渡金属

故事

𫓧 是什么,以及我们如何发现它

Predicted to sit in an "island of stability" where superheavy nuclei live far longer.

The discovery of 𫓧

联合核研究所(JINR),俄罗斯(1999-2009)

俄罗斯科学领导力:𫓧的发现是俄罗斯核物理学的胜利,由Yuri Oganessian领导的国际团队在杜布纳的联合核研究所完成。这一成就延续了俄罗斯在发现超重元素方面的优良传统。

历时十年的研究计划:𫓧的发现历经1999年至2009年的系统实验,持续了十年,需要不断改进合成技术和检测方法。团队在多次失败尝试中坚持不懈,体现了科学探索的毅力。

国际合作:虽然研究由JINR领导,但发现过程还涉及包括德国和美国在内的多个国家的科学家。这种合作表明,在追求人类知识的过程中,基础科学能够超越国界。

技术突破:制备𫓧需要开发新的靶材制备技术、离子束优化方法和先进的粒子检测系统。这些创新推动了整个超重元素研究领域的发展。

IUPAC认可:国际纯粹与应用化学联合会于2011年正式认可JINR的发现,并授予该团队命名权。“Flerovium”是为了纪念Georgy Flerov,他是JINR超重元素研究的创始人。

科学遗产:𫓧的发现验证了关于超重元素合成路径的理论预测,并为向稳定岛探索的新研究方向打开了大门。这一成就激励人们继续探索元素周期表的边界。

全球影响:这一发现加强了核物理领域的国际合作,并展示了先进科学设施如何通过持续努力和技术创新实现看似不可能的目标。

应用

𫓧的用途

核研究应用

稳定岛探索:𫓧代表了超重元素研究中的一个关键里程碑,位于理论预测的“稳定岛”附近,在那里元素可能存在更长的时间。对它的研究为了解原子核壳层效应以及原子核稳定性的极限提供了关键数据。

相对论化学研究:作为第114号元素,𫓧为研究相对论效应如何影响超重元素中的化学键合提供了独特机会。理论预测表明,尽管𫓧位于第14族,但它的行为可能类似稀有气体,这使其成为验证计算化学理论的有趣对象。

先进核物理:𫓧的合成需要将钙-48与钚-244进行聚变,推动了对核反应的理解边界。这些实验增进了人们对重离子碰撞动力学以及极高能量下核聚变机制的认识。

检测技术开发:制备𫓧推动了粒子检测系统、计时电子学和数据采集方法的创新。这些技术进步也惠及医学物理、材料科学和太空探索等更广泛的科学领域。

国际合作框架:𫓧研究体现了全球科学合作,来自俄罗斯、德国和美国的团队共享资源和专业知识,共同实现基础科学目标。

理论模型验证:𫓧为检验原子结构的量子力学模型提供了实验数据,尤其有助于验证极高原子核电荷和相对论条件下电子轨道行为的理论。

未来技术基础:了解𫓧的性质有助于实现长期科学目标,即发现稳定的超重元素,并可能以目前难以想象的方式推动技术革命。

仅用于研究

粒子加速器实验:𫓧只存在于配备强大回旋加速器和直线加速器的专门研究设施中。制备𫓧需要连续轰击数周才能产生单个原子,因此每次合成都代表着非凡的科学成就。

核衰变分析:科学家利用𫓧研究α衰变模式和自发裂变过程,从而深入了解核稳定机制以及支配原子核行为的基本力。

计算化学验证:𫓧可作为检验超重元素化学理论预测的对象,尤其用于验证认为它可能表现出类似稀有气体性质、尽管位于第14族的模型。

先进仪器测试:𫓧的检测需要现有最先进的粒子鉴别系统,推动了新技术的开发,并使多个科学学科受益。

教育研究价值:𫓧实验为核物理学家和研究生提供培训机会,推动超重元素科学和核仪器领域专业能力的发展。

国际科学交流:𫓧研究促进了世界领先核物理实验室之间的合作,推动跨国界的知识共享和技术进步。

来源

自然存在

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

完全人工合成的元素

不存在天然形成过程:𫓧无法通过任何已知的天然核过程形成。它含有114个质子的原子核过于沉重且不稳定,无法存在于恒星核心、超新星或中子星环境中,因此只能人工制备。

只能在实验室中制备:每一个𫓧原子都通过粒子加速器中的人工核聚变产生。该过程包括用钙-48离子轰击钚-244靶,最佳条件下每天只能实现几次原子级聚变。

宇宙中不可能形成:即使是最极端的宇宙事件,也缺乏形成并保存𫓧原子核所需的精确条件。该元素的半衰期很短,这意味着任何假设形成的𫓧都会在被天文观测到之前衰变。

依赖加速器:𫓧只存在于德国GSI亥姆霍兹重离子研究中心和俄罗斯联合核研究所等高度专业化设施中。这些设施代表了人类在核物理研究方面最先进的能力。

核不稳定性的根源:𫓧的人工合成性质源于基本核物理原理。随着原子序数增加,质子之间的电磁排斥不断压过强核力,从而阻止天然稳定性的形成。

未来合成前景:虽然改进的加速器技术可能提高𫓧的制备效率,但由于其固有的核不稳定性和快速放射性衰变,该元素仍将保持人工合成的性质。

处理

安全

𫓧 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。

强放射性——极严格的安全规程

快速α衰变:𫓧会发生α衰变,其半衰期根据同位素不同,从毫秒到秒不等。释放的α粒子具有极高能量,暴露数秒内就可能对生物组织造成严重辐射损伤。

多重屏障隔离:所有𫓧研究都在高度屏蔽的加速器设施内进行,这些设施配备多重隔离系统、远程操作设备和持续辐射监测,以保护工作人员免受致命辐射暴露。

自发裂变风险:某些𫓧同位素会发生自发裂变,释放出具有巨大能量的中子和裂变碎片。该过程会产生额外的辐射危害,需要专门的屏蔽和检测系统。

仅限受过严格培训的人员:𫓧研究要求核物理学家具备全面的辐射安全培训,并拥有多年放射性材料操作经验。严格的访问控制确保只有合格人员才能进入研究区域。

必须远程操作:𫓧的极强放射性使任何直接人工操作都无法进行。所有合成、检测和分析都通过远程控制系统完成,以尽量减少辐射暴露,同时最大限度地收集科学数据。

环境保护:尽管𫓧的数量极少,研究设施仍执行严格的环境监测和废物管理规程,以防止任何放射性污染物逃逸出隔离系统。

快速回答

𫓧:常见问题

What is 𫓧?

𫓧 (symbol Fl) is element 114 on the periodic table, a 后过渡金属 in period 7, group 14. Predicted to sit in an "island of stability" where superheavy nuclei live far longer. At room temperature it is expected to be a liquid, and it is radioactive.

What is the electron configuration of 𫓧?

𫓧's ground-state electron configuration is [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 electrons respectively. Its outer shell holds 4 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of 𫓧?

No sample of 𫓧 has ever been condensed, so both figures are calculated rather than measured: it is predicted to melt at 200 K (-73.1 °C) and boil at 420 K (146.9 °C).

What is the atomic mass of 𫓧?

𫓧 has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 289, is the mass number of its longest-lived known isotope.

How dense is 𫓧?

𫓧 is predicted to have a density of about 14 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.

Who discovered 𫓧, and when?

𫓧 was discovered in 1999 by JINR Dubna & Livermore. It is named after the Flerov Laboratory.

How common is 𫓧 on Earth?

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

Is 𫓧 radioactive?

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