106 Sg 𬭳 271*
过渡金属 d区 第7周期 第6族 放射性 合成

𬭳

Sg · 元素106 · 过渡金属

以Glenn Seaborg命名,当时他仍然在世——这在元素周期表中尚属首次。

20°C时的状态 固态
原子量 271 u
电子排布[Rn] 5f¹⁴ 6d⁴ 7s²

结构

𬭳原子

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

每个条形图显示𬭳在全部118种元素中该属性所处的位置。

物理

密度 35 g/cm³~ 97%
熔点 —
沸点 —
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 752.6 kJ/mol~ 62%
电子亲和能 —

存在情况

地壳中的丰度 0 mg/kg 0%

身份

符号Sg
原子序数106
原子量271 u
类别过渡金属
区d
晶体结构unknown
氧化态+6
发现1974
发现者Lawrence Berkeley National Laboratory

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

𬭳的原子有多大?

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

𬭳的两种状态转变均未测定——因为同时存在过的原子太少。

所在位置

在表中的位置

𬭳位于第7周期、第6族。 第6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。

其他过渡金属

所有过渡金属

背后的故事

𬭳是什么,以及我们如何发现它

以Glenn Seaborg命名,当时他仍然在世——这在元素周期表中尚属首次。

𬭳的发现

伯克利实验室成就(1974年)

𬭳于1974年6月由Albert Ghiorso、J. M. Nitschke、José R. Alonso、Carol T. Alonso、M. Nurmia、G. T. Seaborg等人在劳伦斯伯克利国家实验室发现。这一发现延续了冷战时期美国在超重元素合成领域的领先地位。

SuperHILAC加速器成功

研究团队使用伯克利的超重离子直线加速器(SuperHILAC),用氧-18离子轰击锎-249靶,生成半衰期为0.9秒的𬭳-263。这代表了超重元素合成技术的一项重大突破。

纪念Glenn T. Seaborg

该元素以“seaborgium”命名,以纪念Glenn T. Seaborg(1912-1999)。他是诺贝尔奖得主,发现了十种超铀元素,并革新了核化学。值得注意的是,元素命名时Seaborg仍在世,这使其成为第一个以在世人物命名的元素。

国际争议与解决

杜布纳的苏联科学家对发现优先权提出异议,引发了又一场冷战时期的命名争议。IUPAC最初于1994年拒绝“seaborgium”这一名称,但在1997年改变决定,正式承认该名称以及伯克利的发现优先权。

现代确认(2025年)

国际合作团队于2025年利用GSI的TASCA分离器发现𬭳-257,代表了𬭳研究的最新进展。22次观测到的衰变事件提供了详细的核数据,显示出超重元素物理学的持续进步。

用途

𬭳的用途

族6化学验证

𬭳是理解超重元素族6化学行为的关键测试对象,帮助科学家确定在极端相对论条件下,铬、钼和钨的化学性质如何延伸至超重区域。

核结构研究

科学家利用𬭳研究超重原子核中的核壳层效应和稳定性规律。2025年最新发现的𬭳-257为裂变性质以及影响超重元素行为的壳层效应提供了新见解。

相对论化学研究

𬭳使对化学键中的相对论效应开展突破性研究成为可能。在极端核电荷作用下,电子轨道的形状和能量会发生显著改变。这些研究验证了关于超重元素化学性质的理论预测。

核衰变过程分析

研究团队利用𬭳研究包括α衰变序列、自发裂变和K异构态在内的复杂衰变链。最近在𬭳-259中发现K异构态,为探索核结构现象开辟了新途径。

先进探测系统开发

𬭳研究推动了超灵敏分析技术的创新,包括TASCA等充气分离器、先进粒子探测阵列,以及用于识别单个超重原子的复杂数据分析方法。

顶尖研究实验室应用

𬭳的应用仅限于世界领先的核物理设施,包括德国的GSI亥姆霍兹重离子研究中心、日本的RIKEN、美国的伯克利实验室和俄罗斯的JINR。这些设施利用𬭳开展前沿超重元素研究。

精密核测量

研究团队将𬭳用于先进核能谱学研究,包括α衰变能量测量、γ射线探测和核寿命研究。2025年发现𬭳-257,展示了现代超重元素研究所能达到的精度。

单原子化学实验

科学家利用𬭳开展革命性的单个原子化学研究,在分析化学能力的绝对极限下,通过气相色谱和萃取技术研究其氧化态和化学键。

核仪器创新

𬭳研究推动了最先进探测系统的开发,包括TASCA分离器、位置灵敏探测器和先进计时系统,这些代表了核物理仪器技术的最高水平。

来源

自然存在

地壳中含量为0 mg/kg · 比0%的元素更丰富

纯人工合成

𬭳只能通过人工合成存在于粒子加速器中,在地球上或恒星现象中从未被自然探测到。这种超重元素代表了一种除人类技术干预外,在宇宙其他地方都不存在的物质。

热聚变合成方法

科学家通过用氧-18离子轰击锎-249靶,或在直线加速器中用铬-52离子轰击铅-206/208靶来制备𬭳。最近发现𬭳-257所采用的是铬-52轰击铅-206靶。

超短核寿命

最稳定的𬭳同位素271Sg的半衰期仅为2.4分钟,而新发现的257Sg仅存活12.6毫秒。这些极短的寿命说明了研究超重元素性质的挑战。

逐原子生产规模

𬭳的生产规模为每次实验生成单个原子,2025年发现𬭳-257时仅观测到22次衰变事件。全世界所有研究设施每年的总产量或许只有数百至数千个原子。

宇宙中不存在

不同于通过恒星核合成或宇宙射线相互作用形成的元素,由于半衰期极短且对核反应条件要求极为特殊,𬭳无法自然存在。它代表了人工元素制造技术的最高水平。

处理

安全

𬭳具有放射性。 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。

极端放射性危害

最高级别危险:𬭳是一种强放射性超重元素,会发生α衰变和自发裂变,释放危险的高能粒子、中子和γ辐射。即使是单个原子也会带来理论上的健康风险,因此需要绝对密封的防护规程。

多种辐射发射模式

𬭳同位素会发射高能α粒子并发生自发裂变,新发现的𬭳-257同时表现出α衰变和自发裂变路径。这会产生多种同时存在的辐射危害,包括裂变碎片和中子发射。

最高级别安全要求

研究需要最高级别的密封系统,包括重屏蔽热室、机器人操作设备、中子探测与屏蔽设备,以及持续进行的多参数辐射监测。紧急去污设施和专门的医疗设施必须随时可用。

高放废物管理

所有接触𬭳的材料都会成为极其危险的核废物,需要专门的长期储存和环境监测。污染会造成持续数十年的辐射危害,因此必须采取最严格的核安全规程。

快速解答

𬭳:常见问题

𬭳是什么?

𬭳(符号Sg)是元素周期表中的第106号元素,属于7周期6族的过渡金属。 以Glenn Seaborg命名,当时他仍然在世——这在元素周期表中尚属首次。 在室温下为固态,并具有放射性。

𬭳的电子排布是什么?

𬭳的基态电子排布为[Rn] 5f¹⁴ 6d⁴ 7s²,共有7个已占据的电子层,电子分布为2, 8, 18, 32, 32, 12, 2。

𬭳的原子量是多少?

𬭳没有稳定同位素,因此没有标准原子量。所列数值271是其已知寿命最长同位素的质量数。

𬭳的密度是多少?

预计𬭳的密度约为35 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。

谁发现了𬭳,是在什么时候?

𬭳由Lawrence Berkeley National Laboratory于1974年发现。 它以glenn T. Seaborg命名。

𬭳在地球上有多常见?

𬭳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。

𬭳具有放射性吗?

是。𬭳没有稳定同位素——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。