科学家宣称,他们通过设在俄罗斯杜布纳的U400回旋加速器实验设备,两次将高速钙-40离子加速,用来轰击人造元素锎-249,从而制造出3颗新原子。每颗新原子的原子核包含118个质子和179个中子。也就是说,这种新元素在元素周期表中的序号为118,原子量为297。其中一个原子是在2003年的试验中获得;另外两个则是在2005年年初的试验中获得。
用氦离子轰击锔而得。
118号元素奥介绍
Og也是第二个以在世科学家命名的元素,第一个是(Sg,106号元素)[3]
氢
第1号元素
氦
第2号元素
锂
第3号元素
铍
第4号元素
中文名
外文名
Oganesson
别名
气奥、Uuo
化学式
Og
分子量
[294][1]
54144-19-3
安全性描述
预计化学性质不活泼
危险性符号
R20,R37,R49
危险性描述
具有放射性
原子序数
118
原子质量
294u
原子半径
152pm
族
0族
周期
第七周期
半衰期
12ms
外层电子分布
5f146d107s27p6[4]
区
p区
共价键半径
1.57[1]
电子亲和力
5.403kJ/mol[1]
衰减方式
α[1]
编辑播报
2016年6月8日,总部位于瑞士苏黎世的国际纯粹与应用化学联合会宣布,将合成化学元素第118号(Og)提名为化学新元素。该新元素由美国和俄罗斯的科学家联合合成,为向极重元素合成先驱者、俄罗斯物理学家尤里·奥加涅相致敬,研究人员将第118号元素命名为Oganesson(缩写Og)。第118号元素是人类合成的最重元素。[6]
这种新元素将接受为期5个月的公众评议。按计划,该组织理事会将在2016年11月初正式批准4种新元素加入化学元素周期表大家庭。
Og元素中文名
核反应制取方程式:257Cf+40Ca→297Og+n(中子)
第118号元素是人类合成的最重元素。自从19世纪门捷列夫创制首张通行的化学元素周期表以来,人类已发现了118种元素。它们在元素周期表上按原子序数排列,每一列称作一个族,每一行称作一个周期。
118号超重元素从加速器运行到测试仪。如果这次合成的118号超重元素最终得到证实,门捷列夫元素周期表将增添新成员,新元素将排在氡之下。得到认可的最新一种元素将是第118号元素。[5]
锎
Californium
7440-71-3[1]
熔点
900℃
沸点
1470℃
密度
15.1g/cm3
外观
银白色
晶体结构
晶胞为六方晶胞
元素符号
Cf
元素类别
锕系元素
98
原子量
251.08
IIIB族
f区
电子排布
[Rn]5f107s2
电负性
1.3(鲍林标度)
锎(银白色)
美国原子能协会在1970年代初起向工业及学术机构销售锎-252同位素,每微克价格为10美元,从1970至1990年每年一共售出150微克锎-252。Haire和Baybarz于1974年用镧金属还原了氧化锎(III),首次制成数微克重、厚度小于1微米的锎金属薄片。
含锎矿石
同位素:同位素有245Cf到254Cf。最稳定的同位素是251Cf,半衰期是900年[3]。
锎的电子模型
物质的体积模量指的是该物质抗衡均匀压力的强度。锎的体积模量为50±5GPa,这与三价的镧系金属相似,但比一些常见的金属低。
参数
电子构型:1s22s2p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f106s26p67s2
同位素及放射线:Cf-245[44m];Cf-246[1.5d];Cf-247[3.1h];Cf-248[334d];Cf-249[351y];Cf-250[13y];Cf-251(放α[900y]);Cf-252[2.6y];Cf-253[17.8d];Cf-254[60.5d]
外围电子层排布:5f107s2
晶体数据:
晶胞为六方晶胞。
晶胞参数:
a=338pm
b=338pm
c=1102.5pm
α=90°
β=90°
γ=120°
锎的某些化合物
氧化态
化合物
公式
颜色
+2
二溴化锎
CfBr2
黄色
二碘化锎
CfI2
深紫色
+3
三氧化二锎
Cf2O3
黄绿色
三氟化锎
CfF3
鲜绿色
三氯化锎
CfCl3
翠绿色
三碘化锎
CfI3
柠檬色
+4
二氧化锎
CfO2
棕黑色
四氟化锎
CfF4
绿色
锎的化合价
锎离子
同位素
经过美国核能管理委员会可以购得微克量的锎-252作商业用途。世界上仅有两处生产锎的设施:位于美国的橡树岭国家实验室以及位于俄罗斯的核反应器研究所。到2003年为止,两座设施分别每年生产0.25克和0.025克的锎-252。
中子源
可用作高通量的中子源。[5]
能够利用的锎的数量非常少,使其应用受到了限制,可是,它作为裂解碎片源,被用于核研究[6]。
该元素是世界上最昂贵的元素,1克价值2700万美元,是金子的65万倍[7]。
应用发展
橡树岭国家实验室建造的50吨重运输桶,可用于运载最多1克的Cf。运输此类高放射性物质必须用到重型容器,以避免可能的意外。
锎-251的临界质量很低(约为5kg)。人们曾夸大其低临界质量的可能用途。
2006年10月,位于俄罗斯杜布纳联合核研究所的研究人员宣布成功合成3颗Uuo(118号元素)原子。他们利用钙-48撞击锎-249,产生了这个目前最重的元素。该次实验的目标体是一片面积为32cm、含有10mg锎-249的钛薄片。其他用到锎来合成的超铀元素还包括1961年以硼原子核撞击锎所形成的铹元素。
锎在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤。由于锎-252中子源可以做得很小很细,这是其它中子源所做不到的,所以把中子源经过软管送到人体腔内器官肿瘤部位,或者植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等,锎-252中子治疗都有相当好的疗效。[9]
我国生产和应用锎-252中子源始于20世纪90年代。1992年中国已建立了锎-252中子源生产线。由俄罗斯提供锎-252原料和工艺设备,在中国生产锎-252中子源。[9]
中国已有公司从事锎-252中子治疗仪的开发,于1999年起,经过几年的临床应用,显示出非常好的疗效。[9]
锎是一种人造元素,其同位素锎-252被用于近距离治疗。这种同位素首次发现于氢弹爆炸后的尘埃,是能够产生丰富中子的唯一核素。1968年医用锎源被用来治疗首例病人,中子近距离治疗法由此诞生。中子治癌是最先进的癌症治疗方法之一,治疗效果优于当前被广泛使用的放疗。它无须让病人全身接受放射性射线,而是利用特制的施源器将中子源送入人体或肿瘤内进行腔内、管内或组织间照射,放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞。[9]
锎累积在骨骼组织里的锎会释放辐射,破坏身体制造红血球的能力。由于放射性极强,在环境中的存量极低,所以锎在生物体中没有任何自然的用途。
在进食受锎污染的食物或饮料,或吸入含有锎的悬浮颗粒之后,锎就会进入体内。在身体里,只有0.05%的锎会进入血液里,其中的65%会积累在骨骼中,肝脏25%,其余的主要通过排尿排出身体。骨骼和肝脏中积累的锎分别会在50年和20年后消失。锎会首先附在骨骼的表面,之后会慢慢蔓延到骨骼的各个部分。
一旦进入体内,锎会造成很大的损害。另外,锎-249和锎-251能释放伽马射线,对外表组织造成伤害。锎所释放的电离辐射在骨骼和肝脏中可致癌[10]。
锫
Berkelium
鉳
Bk
247
986℃
14.78g/cm3
柔软的银白色放射性金属
应用
在基础科学研究之外没有实际的用途
质子数
97
常见化合价
+3,+4
1.3
4,3
元素周期表
MainBk+4
Other
10
a=341.6pm
b=341.6pm
c=1106.9pm
同位素及放射线:Bk-242[7m]Bk-244[4.4h]Bk-245[4.9d]Bk-247(放α[1400y])Bk-248[23.7h]Bk-249[320d]Bk-250[3.22h]Bk-251[56m]
电子亲合和能:0KJ·mol-1
电子模型
共价半径/:
发现年代:1949年
名称由来:
元素用途:
没有什么实际用途。
元素辅助资料:
在合成95、96号元素后,经过5年的准备工作,西博格领导的小组在1949年末用高能α粒子轰击镅-241,得到97号元素。
物理特性
α型锫金属的双六方密排晶体结构,层序为ABAC(A:绿色,B:蓝色,C:红)[1]
同素异形体
化学特性
存量
由于所有锫同位素的半衰期都在1,380年以下,远远不足以从地球形成时(数十亿年前)存留至今。因此所有的原始锫元素(地球形成时存在的锫)至今都已衰变殆尽了。
物理性质
熔点(℃):986
沸点(℃):
密度(g/cc,300K):14.78
比热/J/gK:
地质数据
丰度
太阳(相对于H=1×1012):未知海水中/p.p.m.:零
地壳/p.p.m.:零大西洋表面:太平洋表面:
大气/p.p.m.(体积):大西洋深处:太平洋深处:
生物数据
人体中含量
肝/p.p.m.:
器官中:零肌肉/p.p.m.:
血/mgdm-3:日摄入量/mg:零
骨/p.p.m.:人(70Kg)均体内总量/mg:零
同位素的制备
锔-249的半衰期很短,只有64分钟,所以不太可能进一步转换为Cm。不过,锔-249会经β衰变形成Bk。
Bk半衰期较长,有330天,因此可以再捕获一颗中子。但是产生出来的Bk半衰期又非常短,只有3.212小时,所以不可能再变成更重的锫同位素,而是衰变为锎同位素Cf:
虽然Bk是锫最稳定的同位素,但是合成该同位素的过程却缺乏效率。这是因为锔-247(原同位素)的衰变率很慢,所以在进行β衰变形成锫-247,就已吸收了更多的中子,形成别的同位素了。因此Bk是最容易合成的锫同位素,但其产量仍然微乎其微(美国在1967至1983年间的锫产量总和只有0.66克,每毫克价格高达185美元)。
同位素Bk是在1956年以能量为25MeV的α粒子撞击含各种锔同位素的混合物而首次合成的。该同位素和Bk的讯号互相重叠,无法直接辨识,但科学家通过测量衰变产物Cf量的增加,确定了这个新的同位素的存在。同年,科学家以α粒子撞击Cm,产生了锫-247:
分离
锫金属的制备
氧化物
卤化物
F
Cl
Br
I
BkF3
(黄色)
BkCl3
(绿色)
Cs2NaBkCl6
BkBr3
(黄绿色)
BkI3
BkF4
Cs2BkCl6
(橙色)
其他无机化合物
有机化合物
应用领域
用来合成Uus的锫目标体,溶于水中
锔
Curium
纪念
居里夫妇
实质
元素类型
化学符号
Cm
发现年代
1944年
发现者
锔元素的命名为了纪念居里夫妇
锔在地球上没有单质或化合物矿藏存在,只能人工来合成。
元素名称:锔
MainCm+3
OtherCm+2,Cm+4
18.28
a=349.6pm
b=349.6pm
c=1133.1pm
元素类型:金属
单质密度:13.511g/cm3单质熔点:1340.0℃单质沸点:约3000℃
熔点(℃):1067
沸点(℃):3110
密度(g/cc,300K):13.5
同位素半衰期
242Cm106d
243Cm29.1y
244Cm18.1y
245Cm8500y
246Cm4730y
247Cm1.56x10^7y
248Cm3.40x10^5y
250Cm9000y
危害简介
UNSCEAR2000报道,切尔诺贝利核事故在1996年估算的242Cm释放活性总量约为0.9PBq。242Cm为α放射性核素,主要通过食入、吸入、皮肤及伤口途径造成内污染[4]。
体内代谢
(1)吸收。
①呼吸道吸收。有关锔在人肺组织中的转运资料极为罕见。从1例事故性吸入244CmO2和AmO2的内污染案例来看,244CmO2由肺脏的半廓清期为28d。ICRP第48号出版物指出,基于锔由肺脏的清除速度快,所有化合物M类的半廓清期约为数十天[5]。
②胃肠道吸收。关于锔在人胃肠道吸收的资料极罕见。动物资料表明,锔由胃肠道的吸收率介于3×105~4×103。
(2)分布。锔自血液中的清除速度相当快,在静脉注入后0.25~1h,血液锔含量占注入量的21%,而在注入后2.5~10h,则降低到注入量的1%。在血液中,锔主要存在于血浆内,其中,半数以上与球蛋白结合,与白蛋白的结合量占5%~7%。自血液清除后的锔主要沉积在骨骼和肝脏。
(3)排除。锔自人体内的主要排除途径是肠道和肾脏。由胃肠道摄入人体内的锔,因其吸收率很低,大部分自肠道排除。ICRP第48号出版物认为钚在人体内的代谢参数既适用于镅,也适用于锔,即进入血液的锔,有10%直接排除出体外,50%沉积在骨骼,30%沉积在肝脏,其余10%沉积在其他器官组织中。锔自骨骼和肝脏的生物半排期分别为50a和20a。
损伤效应
治疗
加速排除[6]:DTPA是加速排出242Cm的首选药物,促排效果显著。但DTPA对难溶性锔化合物(二氧化锔)的促排效果是很差的。沉积在体内的锔几乎全部在骨骼内,而且它们由骨骼中的排除非常缓慢。