
[superheavy element] 原子量大于已發現元素的假設新元素。一經發現,則将這些元素排在現周期表元素之後
超重元素的漢語詞典釋義
超重元素(Superheavy elements)是原子序數大于92(鈾元素)的一類人工合成放射性元素,屬于锕系後元素的範疇。其原子核内質子與中子的數量遠超自然界存在的穩定元素,因核穩定性差,半衰期極短,需通過實驗室核反應合成。
核心特征與分類
基本定義
根據《現代漢語詞典》(第7版),超重元素指“通過高能粒子轟擊靶核人工合成的、原子序數超過鈾的元素”,例如(Db,105號)、(Cn,112號)等。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其定義為“原子核内質子數超過103的元素”。
化學屬性
超重元素因電子層結構複雜,可能呈現特殊化學性質。例如,(Cn)的化學行為類似汞,但因相對論效應導緻熔點異常。這類元素的物化性質研究依賴理論模型與短壽命原子實驗。
研究現狀
截至2025年,已确認的超重元素包含118號元素Og(鿫),其合成需借助重離子加速器,如俄羅斯杜布納聯合核研究所的成果。中國科研團隊通過蘭州重離子加速器成功合成若幹新核素。
權威引用來源
超重元素是指原子序數極高(通常大于等于104或110)的人工合成元素,具有極不穩定的核結構,其定義和特性可從以下方面綜合理解:
定義與範圍
超重元素一般指原子序數大于等于104(如钅盧Rf)或110的元素。根據核理論,這類元素因質子數遠超天然存在的鈾(原子序數92),無法在自然環境中穩定存在,需通過人工核反應合成。
核穩定性與“穩定島”理論
核殼模型理論預言,質子數114、中子數184的“雙幻數核”附近可能存在相對穩定的超重核群(稱為“穩定島”),其半衰期可能顯著延長。例如,元素Og(118號)的半衰期僅約0.89毫秒,但理論推測某些未發現的超重元素可能維持數分鐘甚至更久。
合成方法
主要通過快速核反應合成:用加速器使輕核(如鈣-48)轟擊重靶核(如锫-249),通過核聚變形成超重核。例如,元素Nh(113號)由鋅-70轟擊铋-209合成。
特性與挑戰
研究意義
合成超重元素可驗證核物理理論、探索元素周期表邊界,并為新材料開發(如超導材料)提供潛在方向。目前人類已合成至118號元素Og,後續研究聚焦于“穩定島”區域的元素合成。
如需更完整的理論模型或實驗數據,可參考核物理領域權威期刊或國際純化學與應用化學聯合會(IUPAC)的官方報告。
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