117 Ts 294*
卤素 p-block Period 7 Group 17 Radioactive Synthetic

Ts · Element 117 · Halogens

The second-to-last gap in the seventh period, filled in 2010 with a berkelium target.

20°C时的状态 固态~
原子量 294 u
ELECTRON CONFIGURATION [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁵

结构

鿬 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

每个条形图都显示鿬在全部118种元素中该性质的排名位置。

物理

密度 7.2 g/cm³~ 44%
熔点 623 K~ 32%
沸点 883 K~ 19%
比热容
热导率

原子

原子半径 247 pm~ 85%
共价半径 165 pm~
范德华半径 247 pm~

电子

电负性
电离能 675.4 kJ/mol~ 48%
电子亲和能 165.9 kJ/mol~ 85%

存在

地壳中的丰度 0 mg/kg 0%

身份

符号Ts
原子序数117
原子量294 u
类别卤素
p
晶体结构unknown
氧化态-1, +1, +3, +5, +7
发现时间2010
发现者JINR, Oak Ridge & 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 鿬 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

鿬 is liquid over a 260 K window, from 623 K to 883 K.

所在位置

在表中的位置

sits in period 7, group 17. Everything in group 17 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER 卤素

All 卤素

故事

鿬 是什么,以及我们如何发现它

The second-to-last gap in the seventh period, filled in 2010 with a berkelium target.

The discovery of 鿬

Joint Institute for Nuclear Research(JINR),俄罗斯 & Oak Ridge National Laboratory,美国(2010-2012)

国际合作的巅峰:鿬的发现代表了俄美科学合作的最高成就,将JINR在超重元素合成方面的专业能力与Oak Ridge在稀有锕系元素靶材制备方面的独特能力结合起来。

为期两年的密集攻关:鿬的发现需要从2010年到2012年进行为期两年的极具挑战性的实验,采用有史以来最先进的核合成技术,而成功率每周仅能产生单个原子。

Oganessian团队领导:发现团队由俄罗斯杜布纳Joint Institute for Nuclear Research的Yuri Oganessian领导,克服了看似不可能的技术挑战,制备并鉴定出有史以来合成的最重卤素。

Oak Ridge的关键贡献:Oak Ridge National Laboratory提供了鿬合成所必需的极其稀有的锫-249靶材,这是核物理学史上最具挑战性的靶材制备成就之一。

革命性技术创新:制备鿬需要开发前所未有的离子束优化技术、超灵敏粒子探测系统和革命性数据分析方法,推动整个超重元素研究领域向前发展。

IUPAC认可:International Union of Pure and Applied Chemistry于2015年正式认可这一发现,并授予发现团队命名权。“Tennessine”致敬田纳西州,Oak Ridge National Laboratory所在地。

历史性的科学成就:鿬的发现实现了人类首次成功合成第117号元素,填补了元素周期表中的关键空白,并证明即使是最具挑战性的科学目标,也能通过国际合作实现。

应用

鿬的用途

前沿核研究

卤素化学研究:鿬是已知最重的卤素,为研究相对论效应如何影响卤素化学提供了前所未有的机会。理论预测表明,尽管鿬位于第17族,但它可能表现出金属性质,这对传统化学认识提出了挑战。

超重元素合成研究:通过用钙-48轰击锫-249来制备鿬,可深入了解合成尽可能重的元素所需的最佳核反应条件,推动未来探索元素周期表的技术发展。

核稳定性研究:作为第117号元素,鿬在研究超重元素的核壳层效应和稳定性模式方面占据独特位置。它的衰变特征为了解核力和稳定机制提供了宝贵数据。

相对论量子化学:鿬为检验极端条件下原子结构的理论模型提供了难得的机会,尤其有助于计算相对论电子轨道效应如何影响超重元素中的化学键。

先进探测技术:制备和鉴定鿬需要现有最先进的粒子探测系统,推动核仪器领域创新,并惠及从医学成像到太空探索等多个科学领域。

国际科学合作:鿬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结合各自的专业知识与资源,实现看似不可能的科学目标。

未来应用基础:虽然目前仅限于研究,但对鿬性质的了解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。

严格限于研究用途

粒子加速器实验:鿬仅存在于配备现有最强离子加速器的高度专业化核物理设施中。制备鿬需要连续运行数月才能产生少量原子,因此每次合成都堪称非凡成就。

核反应机制研究:科学家利用鿬的合成来了解极端能量下的重离子聚变过程和核反应动力学,推进核物理学及反应机制的基础知识。

理论化学验证:鿬为检验关于超重元素化学性质的量子力学预测提供实验数据,尤其有助于验证关于最重卤素具有异常化学行为的理论。

先进仪器创新:鿬的探测推动新型粒子识别系统、计时电子学和数据采集方法的发展,并惠及包括材料科学和医学物理在内的更广泛科学研究。

卓越科学培训:鿬实验为核物理学家和研究生提供了无与伦比的培训机会,提升人类在超重元素科学和前沿核研究技术方面的专业能力。

国际研究协调:鿬研究促进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

不存在于自然界:鿬无法通过宇宙中任何地方发生的自然核过程形成。它含有117个质子的原子核过于庞大且不稳定,无法存在于恒星环境、超新星、中子星并合或任何其他已知天体物理过程中。

仅能在实验室制备:每一个鿬原子都是通过最先进粒子加速器中的核聚变反应人工制得的。该过程需要用钙-48离子轰击锫-249靶材,成功率每周仅能产生一两个原子。

宇宙条件不可能满足:即使是最极端的宇宙环境,也缺乏形成并保存鿬原子核所需的精确条件。该元素极短的半衰期确保任何假设中形成的鿬都会在被探测到之前衰变。

超专业设施要求:鿬仅存在于世界上最先进的核物理实验室中,尤其是俄罗斯的Joint Institute for Nuclear Research和美国的Oak Ridge National Laboratory,代表了人类核研究能力的最高水平。

根本性的核不稳定性:鿬的合成性质源于基本核物理原理。随着质子数远远超过自然界的上限,质子之间的电磁排斥完全压倒将原子核结合在一起的强核力。

未来制备前景:尽管革命性的加速器技术最终可能提高鿬的合成效率,但由于其固有的核不稳定性和极快的放射性衰变,该元素始终只能是人工合成的。

处理

安全

鿬 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。

极强放射性——最高级别安全规程

强烈的α辐射:鿬会以毫秒计的极短半衰期发生极快速的α衰变,释放能量极高的α粒子,能够造成立即致命的辐射剂量。即使是单个原子也会带来极大危害。

最高级别的容纳系统:所有鿬研究都在现有屏蔽最严密的粒子加速器设施中进行,配备多重冗余隔离屏障、先进的远程操作系统和持续辐射监测,以保护工作人员。

复杂的放射性衰变:鿬的衰变会产生一系列放射性子核,每一种都会带来严重的辐射风险。完整分析衰变链对于妥善制定安全计划和设计隔离系统绝对不可或缺。

仅限顶尖专业人员:鿬研究需要世界上经验最丰富的核物理学家,他们必须接受数十年的辐射安全培训,并拥有处理科学界已知最危险放射性材料的丰富经验。

绝对远程操作:鿬的极强放射性使任何直接操作都不可能实现。所有合成、探测和分析都通过为核物理研究开发的最先进遥控系统完成。

最高级别环境保护:尽管每次仅产生单个原子,鿬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,确保所有放射性材料得到绝对隔离。

快速回答

鿬:常见问题

What is 鿬?

鿬 (symbol Ts) is element 117 on the periodic table, a 卤素 in period 7, group 17. The second-to-last gap in the seventh period, filled in 2010 with a berkelium target. At room temperature it is expected to be a solid, and it is radioactive.

What is the electron configuration of 鿬?

鿬's ground-state electron configuration is [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁵, giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 electrons respectively. Its outer shell holds 7 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of 鿬?

No sample of 鿬 has ever been condensed, so both figures are calculated rather than measured: it is predicted to melt at 623 K (349.9 °C) and boil at 883 K (609.9 °C).

What is the atomic mass of 鿬?

鿬 has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 294, is the mass number of its longest-lived known isotope.

How dense is 鿬?

鿬 is predicted to have a density of about 7.2 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.

Who discovered 鿬, and when?

鿬 was discovered in 2010 by JINR, Oak Ridge & Livermore. It is named after tennessee.

How common is 鿬 on Earth?

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

Is 鿬 radioactive?

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