118 Og 鿫 294*
稀有气体 p区 第7周期 第18族 放射性 合成

鿫

Og · 元素118 · 稀有气体

人类制造出的最重元素,也是当时唯一以在世人物命名的元素。

20°C时的状态 固态~
原子量 294 u
电子排布[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁶

结构

鿫原子

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

每个条形图显示鿫在全部118种元素中该属性所处的位置。

物理

密度 5 g/cm³~ 29%
熔点 325 K~ 18%
沸点 450 K~ 13%
比热容 —
热导率 —

原子

原子半径 247 pm~ 85%
共价半径 157 pm~
范德华半径 247 pm~

电子

电负性 —
电离能 858.7 kJ/mol~ 74%
电子亲和能 5.4 kJ/mol~ 5%

存在情况

地壳中的丰度 0 mg/kg 0%

身份

符号Og
原子序数118
原子量294 u
类别稀有气体
区p
晶体结构unknown
氧化态0, +1, +2, +4, +6
发现2002
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

鿫的原子有多大?

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

鿫在125 K的范围内呈液态,温度从325 K到450 K。

所在位置

在表中的位置

鿫位于第7周期、第18族。 第18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。

其他稀有气体

所有稀有气体

背后的故事

鿫是什么,以及我们如何发现它

人类制造出的最重元素,也是当时唯一以在世人物命名的元素。

鿫的发现

联合核研究所(JINR),俄罗斯(2002-2006)

俄罗斯的终极成就:鿫的发现代表俄罗斯超重元素研究的巅峰成就,由 Yuri Oganessian 在俄罗斯杜布纳联合核研究所领导的团队完成,使俄罗斯成为将元素周期表推向绝对极限的世界领先者。

四年的终极挑战:鿫的发现历时四年,是从2002年至2006年间进行的最具挑战性的核物理实验,涉及将粒子加速器科学推向绝对能力极限的技术创新。

Oganessian 的遗产:在 Yuri Oganessian 的领导下,发现团队完成了许多人认为不可能的任务,制造出了迄今合成的最重元素,并通过前所未有的科学奉献与创新完成了元素周期表的第七周期。

革命性的技术掌握:制造鿫需要开发核物理研究史上最先进的离子束聚焦系统、最灵敏的粒子探测方法和最复杂的数据分析技术。

IUPAC 的终极认可:国际纯粹与应用化学联合会于2015年正式认可 JINR 的发现,并授予以 Yuri Oganessian 本人命名的权利。“Oganesson”是继𬭳之后首个以在世科学家命名的元素。

历史性的科学巅峰:鿫的发现代表人类在超重元素合成方面的最大成就,证明即使是看似最不可能的科学目标,也能通过非凡的奉献和技术创新实现。

全球科学影响:这一成就最终验证了理论核物理模型,并激励人们继续探索发现超出现有元素周期表界限的元素。

用途

鿫的用途

终极核物理研究

第七周期完成研究:鿫完成了元素周期表的第七周期,因此对于理解周期性趋势,以及验证当前技术能够合成的最重元素相关理论预测至关重要。

稀有气体化学革命:作为最重的稀有气体,鿫为研究相对论效应如何彻底改变化学行为提供了前所未有的机会。理论预测表明,鿫可能是具有金属性质的固态,从而彻底改变人们对稀有气体化学的理解。

稳定岛探索:鿫研究为超重元素区域的原子核稳定性提供了关键数据,有助于了解理论上的“稳定岛”是否可能通过未来元素合成技术的进步实现。

相对论量子力学检验:鿫是在极端条件下检验原子结构量子力学模型的终极对象,为验证或反驳有关超重原子中电子行为的理论预测提供实验数据。

超重元素合成极限:制造鿫将粒子加速器技术推向绝对极限,有助于了解利用当前核物理技术能够达到的最大原子序数,并指导未来技术发展。

国际科学协作的巅峰:鿫研究代表基础科学领域国际合作的顶峰,需要多个国家汇集专业知识与资源,才能实现人类最具挑战性的核合成目标。

未来技术愿景:虽然目前只能产生单个原子,但对鿫性质的理解有助于实现发现稳定超重元素这一终极科学目标,而这些元素可能以超越当前人类想象的方式改变技术。

仅限终极研究应用

最大粒子加速器挑战:鿫只能存在于世界上最强大的核物理设施中,需要以最大能量连续运行数月,才能产生单个原子,代表人类最具挑战性的科学合成成就。

终极核反应研究:科学家利用鿫合成研究重离子聚变过程和核反应动力学的绝对极限,推进极端条件下核物理学的基础知识。

理论化学的终极检验:鿫为检验关于超重元素化学性质的量子力学预测提供了终极实验挑战,尤其是那些认为相对论效应会彻底改变稀有气体性质的理论。

顶尖仪器创新:探测鿫需要迄今开发的最先进粒子鉴别系统,推动核仪器领域创新,代表人类技术成就的顶峰。

精英科学训练:鿫实验为核物理学家提供终极训练机会,代表超重元素科学和核物理学中最具挑战性、最负盛名的研究。

终极国际合作:鿫研究需要世界顶尖核物理实验室之间的协调,代表国际科学合作与知识共享的最高水平。

来源

自然存在

地壳中含量为0 mg/kg · 比0%的元素更丰富

绝对人工合成元素

完全不可能自然形成:鿫不可能通过宇宙中任何可设想的自然核过程形成。其含有118个质子的原子核代表原子核不稳定性的绝对极限,在任何已知条件下自然形成在物理上都不可能。

终极实验室挑战:每个鿫原子都是通过当前技术能够实现的最具挑战性的核聚变反应人工制造的。该过程需要用钙-48离子轰击锎-249靶材,成功率为每月产生单个原子。

宇宙中的绝对不可能:即使是可设想的最极端宇宙事件,包括中子星碰撞和质量最大的恒星核心,也完全缺乏产生并保存鿫原子核所需的条件。

顶尖设施要求:鿫只能存在于人类最先进的核物理设施——俄罗斯联合核研究所,这代表着人类核研究能力和技术成就的绝对顶峰。

终极核不稳定性:鿫的人工合成本质体现了核物理原理的极限。由于含有118个质子,电磁斥力完全压倒核力,形成了迄今制造出的最不稳定原子核。

未来也无法自然形成:即使未来加速器技术发生革命性进步,鿫也不可能自然存在,因为其具有根本性的核不稳定性,并且一经形成就倾向于立即发生放射性衰变。

处理

安全

鿫具有放射性。 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。

终极放射性——最高级别安全规程

瞬时高能衰变:鿫会发生α衰变,半衰期极短,以毫秒计,并释放所有已知元素中能量最高的α粒子。即使是单个原子也构成极端辐射危害,需要绝对隔离。

终极隔离要求:所有鿫研究都在地球上屏蔽最严密的核设施内进行,配备多重冗余隔离系统、现有最先进的远程操作设备,以及以最高灵敏度持续进行的辐射监测。

最大放射性危害:鿫衰变会产生一系列放射性极强的子体原子核,每一种都会带来严重辐射风险。完整衰变链代表科学界已知的最危险放射性序列之一。

全球最资深的专业人员:鿫研究需要由经验最丰富的核物理学家开展,他们接受过数十年的辐射安全培训,并拥有处理人类制造出的最危险放射性材料的无与伦比的专业知识。

绝对远程操作:鿫的极端放射性使任何形式的直接操作都绝对不可能。所有合成、探测和分析都通过为科学研究开发的最先进远程控制系统完成。

终极环境保护:尽管鿫研究只产生单个原子,研究设施仍维持最严格的环境监测和放射性废物管理规程,以确保绝对隔离人类已知的最危险放射性材料。

快速解答

鿫:常见问题

鿫是什么?

鿫(符号Og)是元素周期表中的第118号元素,属于7周期18族的稀有气体。 人类制造出的最重元素,也是当时唯一以在世人物命名的元素。 在室温下预计为固态,并且具有放射性。

鿫的电子排布是什么?

鿫的基态电子排布为[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁶,共有7个已占据的电子层,电子分布为2, 8, 18, 32, 32, 18, 8。 它的最外层有8个电子,这决定了它的成键行为。

鿫的熔点和沸点是多少?

从未将鿫的样品冷凝出来,因此这两个数值是计算得出的,而非测量结果:预计其在325 K(51.9 °C)熔化,在450 K(176.9 °C)沸腾。

鿫的原子量是多少?

鿫没有稳定同位素,因此没有标准原子量。所列数值294是其已知寿命最长同位素的质量数。

鿫的密度是多少?

预计鿫的密度约为5 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。

谁发现了鿫,是在什么时候?

鿫由JINR Dubna & Livermore于2002年发现。 它以yuri Oganessian,核物理学家命名。

鿫在地球上有多常见?

鿫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。

鿫具有放射性吗?

是。鿫没有稳定同位素——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。