超重元素(superheavy elements) 指原子序數大於等於104的元素,它們的6d亞層被填入電子。對超重元素進行合成方面的研究有助於探索原子核質量存在的極限,最終確定化學元素周期表的邊界,同時也是對原子核殼模型理論正確與否的實際檢驗。根據核結構的「液滴模型」, 當質子增加時核內的凝聚力不再能平衡Coulomb斥力, 重元素的穩定性降低, 原子核迅速分裂,形成了一個不穩定的核素海洋。然而, 按原子核「殼層模型」預期,一個後於雙幻數鉛同位素208Pb的第二個閉合雙殼層應出現在質子數114、中子數184處, 遠遠超過「液滴模型」的不穩定區域。Myers 和Swialeeki首先用半經驗公式討論了這個區域的宏觀穩定性; Nilsson用計算變形核能級方法改進了理論模型並提出宏觀-微觀理論; 在此基礎上,Strutinski等進行了新的理論計算, 並將殼層效應附加於原子核液滴模型理論。1967年, 科學家們預言在閉合雙殼層Z=114 和N=184 附近存在一個超重核素的「穩定島」。理論上超重核素的半衰期最長可達1015年。為了跨過不穩定核素的「海洋」真正登上「穩定島」, 科學家採用重離子作為入射粒子有效地引發合適的核反應。現在,104~118號元素皆已被成功合成出,並得到了IUPAC的承認和命名,七個周期的元素周期表已完整了。但是, 確切地說目前只是剛剛踏上超重元素「穩定島」的邊緣地帶, 還沒有完全進入「穩定島」。一個帶有幻想式的大遠景周期表中包含了218 種元素。
「穩定島」示意圖與元素周期表遠景圖
據報導,2015年12月30日,IUPAC與IUPAP組建的聯合工作組確認人工合成了113號、115號、117號和118號4個新元素。2016年6月8日,IUPAC經過審核後公布了113號、115號、117號、118號元素發現者提出的推薦名,推薦名供公眾審查與查閱,審查期為5個月。2016年11月30日,IUPAC正式公布113號元素名為nihonium,符號為Nh,源於日本國(簡稱日本)的國名Nihon;115號元素名為moscovium,符號為Mc,源於莫斯科市的市名Moscow;117號元素名為tennessine,符號為Ts,源於美國田納西州的州名Tennessee;118號元素名為oganesson,元素符號為Og,源於俄羅斯核物理學家尤裡·奧加涅相(Yuri Oganessian)。
全國科技名詞委聯合國家語言文字工作委員會召開113號、115號、117號、118號元素中文定名會,形成了《113號、115號、117號、118號元素中文定名方案》,如下圖所示。該方案需經上報教育部批准後正式公布。
113號、115號、117號、118號元素中文定名
本文「1~4」部分摘編自高勝利等編著《化學元素周期表(第四版)》,內容有刪節。標題為編者所加。
ISBN:978-7-03-050097-7
責任編輯:顧英利 楊新改