116 Lv 𫟷 293*
后过渡金属 p区 第7周期 第16族 放射性 合成

𫟷

Lv · 元素116 · 后过渡金属

通过融合钙-48和锔-248制得,并在数毫秒内衰变。

20°C时的状态 固态~
原子量 293 u
电子排布[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁴

结构

𫟷原子

这不是环上点阵图,而是对每个已占据亚层的实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样。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

属性表

每个条形图显示𫟷在全部118种元素中该属性所处的位置。

物理

密度 12.9 g/cm³~ 75%
熔点 623 K~ 32%
沸点 1035 K~ 25%
比热容 —
热导率 —

原子

原子半径 247 pm~ 85%
共价半径 175 pm~
范德华半径 247 pm~

电子

电负性 —
电离能 578.9 kJ/mol~ 23%
电子亲和能 74.9 kJ/mol~ 61%

存在情况

地壳中的丰度 0 mg/kg 0%

身份

符号Lv
原子序数116
原子量293 u
类别后过渡金属
区p
晶体结构unknown
氧化态-2, +2, +4, +6
发现2000
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~的数值为预测值,而非测量值。

尺寸,按比例显示

𫟷的原子有多大?

半径247 pm——即0.247 nm,因此大约2.02百万个这样的原子并排起来才有一毫米长。

温度范围

固态、液态、气态——以及转变时机

𫟷在412 K的范围内呈液态,温度从623 K到1035 K。

所在位置

在表中的位置

𫟷位于第7周期、第16族。 第16族中的所有元素具有相同的最外层电子数,因此它们的性质非常相似。

其他后过渡金属

所有后过渡金属

背后的故事

𫟷是什么,以及我们如何发现它

通过融合钙-48和锔-248制得,并在数毫秒内衰变。

𫟷的发现

联合核研究所(JINR),俄罗斯(2000-2006)

俄罗斯核物理研究实力:𫟷的发现是俄罗斯超重元素研究取得的又一项成就,由Yuri Oganessian领导的国际团队在杜布纳的联合核研究所完成,延续了俄罗斯不断拓展元素周期表边界的领先地位。

六年研究行动:𫟷的发现需要从2000年到2006年进行六年的系统实验,包括不断改进合成技术、靶材制备方法和复杂粒子探测系统,以获得可重复的结果。

国际合作:虽然该发现由JINR主导,但也有美国Lawrence Livermore National Laboratory参与合作,展示了共享专业知识和资源如何推动基础科学取得突破性成果。

技术突破:制备𫟷需要开发改进的离子束聚焦系统、更先进的靶材冷却技术和更灵敏的粒子识别方法,从而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。“Livermorium”这一名称旨在纪念Lawrence Livermore National Laboratory对超重元素研究作出的关键贡献。

科学意义:𫟷的发现为关于超重元素合成路径的理论预测提供了重要验证,并为超重元素区域的核稳定性提供了关键数据。

全球影响:这项成就加强了核物理领域的国际合作,并证明先进科学设施能够通过持续努力、技术创新和合作研究取得非凡突破。

用途

𫟷的用途

核物理研究应用

超重元素衰变研究:𫟷为超重元素区域的α衰变模式和原子核稳定性提供了关键数据。其相对较长的半衰期(对于超重元素而言)使人们能够详细研究衰变机制和原子核结构性质。

稳定岛研究:作为第116号元素,𫟷位于接近理论预测的稳定岛的战略位置,超重元素可能在那里存在较长时间。研究重点是了解可能增强稳定性的原子核壳层效应。

相对论化学探索:𫟷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,它的行为可能类似于钋,但由于相对论轨道收缩,也会出现显著差异。

先进核仪器:𫟷的制备推动了复杂粒子探测系统、离子束技术和数据分析方法的发展,这些技术惠及包括医学物理和材料研究在内的多个科学领域。

国际科学合作:𫟷研究体现了基础科学领域的全球合作,来自俄罗斯、美国和其他国家的团队共享资源与专业知识,不断拓展人类知识的边界。

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

未来技术基础:了解𫟷的性质有助于实现发现稳定超重元素这一长期科学目标,而这些元素可能以目前难以想象的方式推动技术革命。

仅用于研究

粒子加速器合成:𫟷只存在于配备强大回旋加速器和直线加速器的专业核物理设施中。制备𫟷需要数周持续轰击才能产生单个原子,因此每次合成都具有重要科学意义。

核衰变分析:科学家利用𫟷研究α衰变链和自发裂变过程,从而深入了解支配原子核和核稳定性机制的基本力。

计算化学测试:𫟷可作为检验超重元素化学理论预测的基准,尤其适用于验证因相对论电子效应而产生异常化学行为的相关模型。

先进探测技术开发:识别𫟷需要现有最先进的粒子探测系统,推动了核仪器领域的创新,并惠及更广泛的科学研究和技术开发。

科学培训平台:𫟷实验为核物理学家和研究生提供了极具价值的培训机会,提升了人类在超重元素科学和核研究技术方面的专业能力。

国际研究交流:𫟷研究促进了世界领先核物理实验室之间的合作,推动了跨国界的知识共享和技术进步。

来源

自然存在

地壳中含量为0 mg/kg · 比0%的元素更丰富

完全由人工合成的元素

不存在自然形成:𫟷无法通过宇宙中任何地方发生的自然核过程形成。其含有116个质子的原子核过重且不稳定,无法存在于恒星核心、超新星或任何其他已知天体物理环境中。

只能在实验室制备:每个𫟷原子都是通过粒子加速器中的核聚变反应人工制成的。该过程包括用钙-48离子轰击锔-248靶,成功率每天仅有几个原子。

宇宙中不可能形成:即使是中子星碰撞等最极端的宇宙事件,也缺乏形成并保存𫟷原子核所需的精确条件。该元素的短半衰期确保其会在任何可能被探测到之前迅速衰变。

依赖专业设施:𫟷只存在于先进核研究设施中,例如俄罗斯的联合核研究所和德国的GSI亥姆霍兹重离子研究中心,这些设施代表了人类最先进的核物理能力。

核不稳定性的起源:𫟷的人工合成性质源于基本核物理原理。随着原子序数增加,质子之间的电磁斥力日益超过强核力,从而阻止原子核自然保持稳定。

未来合成发展:虽然改进的加速器技术可能提高𫟷的生产效率,但由于其固有的核不稳定性和快速放射性衰变特征,该元素仍将是人工合成元素。

处理

安全

𫟷具有放射性。 它没有稳定同位素——每个原子核都会衰变。的处理需要适当的屏蔽和许可。

强放射性——极端安全措施

高能α衰变:𫟷发生α衰变,半衰期从毫秒到秒不等,会释放能量极高的α粒子,在暴露后数秒内即可对生物组织造成严重辐射损伤。

多层次防护:所有𫟷研究均在具有严密屏蔽的加速器设施内进行,设施配备多重防护屏障、远程操作设备和持续辐射监测系统,以保护人员免受致命辐射照射。

自发裂变危害:某些𫟷同位素可能发生自发裂变,释放高能中子和裂变碎片,造成额外的辐射风险,因此需要专业屏蔽和探测系统。

需要经过严格培训的人员:𫟷研究要求核物理学家具备全面的辐射安全培训,并拥有多年处理极强放射性材料的经验。严格的出入控制确保只有合格人员才能进入研究区域。

必须远程操作:𫟷的极强放射性使任何直接人工操作都无法进行。所有合成、探测和分析均通过复杂的远程控制系统完成,在开展科学研究的同时最大限度地减少辐射暴露。

环境保护规程:尽管制得的数量极少,𫟷研究设施仍会执行严格的环境监测和放射性废物管理规程,以防止任何污染物从防护系统中逸出。

快速解答

𫟷:常见问题

𫟷是什么?

𫟷(符号Lv)是元素周期表中的第116号元素,属于7周期16族的后过渡金属。 通过融合钙-48和锔-248制得,并在数毫秒内衰变。 在室温下预计为固态,并且具有放射性。

𫟷的电子排布是什么?

𫟷的基态电子排布为[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁴,共有7个已占据的电子层,电子分布为2, 8, 18, 32, 32, 18, 6。 它的最外层有6个电子,这决定了它的成键行为。

𫟷的熔点和沸点是多少?

从未将𫟷的样品冷凝出来,因此这两个数值是计算得出的,而非测量结果:预计其在623 K(349.9 °C)熔化,在1035 K(761.9 °C)沸腾。

𫟷的原子量是多少?

𫟷没有稳定同位素,因此没有标准原子量。所列数值293是其已知寿命最长同位素的质量数。

𫟷的密度是多少?

预计𫟷的密度约为12.9 g/cm³,但从未制得足够大的样品来称量。作为比较,水的密度为1.0 g/cm³。

谁发现了𫟷,是在什么时候?

𫟷由JINR Dubna & Livermore于2000年发现。 它以lawrence Livermore 国家实验室命名。

𫟷在地球上有多常见?

𫟷在地球上不会以任何有意义的数量自然存在——它是在反应堆或加速器中制得的。

𫟷具有放射性吗?

是。𫟷没有稳定同位素——它的每个原子核都会衰变。 自然界中不存在可用数量的该元素,必须通过合成获得。