超鈾元素

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超鈾元素在化學上指的是原子序數大於92（鈾）的重元素，皆具有放射性。

概覽

原子序數從1到92的元素中，除了鎝、鉕、砈和鍅之外，都可以在地球上檢測到相當的量，它們大多具有穩定或長半衰期的同位素，或者是鈾和釷的普遍衰變產物。鎝、鉕、砈和鍅雖然也存在於自然界中，但在地殼中僅有痕量的存在。砈和鍅只存在於鈾衰變鏈和釷衰變鏈的非常小的分支中，不但難以被生成，半衰期也極短，會很快衰變成其他元素；而原子序數較小的鎝和鉕只能由鈾-238的自發裂變以及由鉬/釹分別發生中子俘獲而產生。

原子序數92以上的超鈾元素由於半衰期較短，從地球誕生至今早已衰變殆盡，且在自然界中大多無法以較多的量穩定存在，因此都是以人工合成的方法產生的，僅有兩個原子序最小的超鈾元素在地球上被發現自然生成：錼和鈽，不過皆為痕量的存在。例如我們可以在富鈾的礦石中檢測到鈽的痕跡，在核試驗後也有少量生成，它們是鈾礦石經過中子俘獲緊接著兩次β衰變而成的：（238U → 239U → 239Np → 239Pu）。原子序大於103（鐒）的超鈾元素又稱為超重元素，其半衰期更短，非常不穩定，只能在人工環境中少量製成，目前所發現原子序最大的超重元素是118號的缺字圖片。

超鈾元素現在可以用核反應爐或者粒子加速器人工合成。這些元素的半衰期有隨著原子序數的增加而縮短的趨勢，然而也有例外：例如𨧀和鋦的一些同位素的半衰期就比預料中的還要長。格倫·西奧多·西博格預言了在這一系列元素中有更多的反常元素，並且把它們歸類於「穩定島」，即質子數或中子數為幻數的原子核具有特別的穩定性。

越重的超鈾元素生產難度越大，成本越高，價格隨原子序數增大而快速上漲。截至2008年，武器級鈽的價格約為每克4,000美元[1]，而每克鉲的價格超過6,000萬美元。[2]鑀是目前產量能以肉眼所見的最重元素。[3]

原子序數≥99（鑀以後）的超鈾元素由於半衰期極短，非常不穩定，無法大量生產，因此在科學研究之外目前沒有實際用途。

超鈾元素中未發現的元素及已發現但尚未命名的元素，皆使用IUPAC元素系統命名法。超鈾元素的命名曾引起很大的爭論，104到109號元素命名的爭論從1960年代開始一直到1997年才解決。

電子分佈

序號 元素 電子在每能級的組態
93 錼 2，8，18，32，22，9，2
94 鈽 2，8，18，32，24，8，2
95 鋂 2，8，18，32，25，8，2
96 鋦 2，8，18，32，25，9，2
97 鉳 2，8，18，32，27，8，2
98 鉲 2，8，18，32，28，8，2
99 鑀 2，8，18，32，29，8，2
100 鐨 2，8，18，32，30，8，2
101 鍆 2，8，18，32，31，8，2
102 鍩 2，8，18，32，32，8，2
103 鐒 2，8，18，32，32，8，3
104 鑪 2，8，18，32，32，10，2
105 𨧀 2，8，18，32，32，11，2
106 𨭎 2，8，18，32，32，12，2
107 𨨏 2、8、18、32、32、13、2
108 𨭆 2、8、18、32、32、14、2
109 䥑 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2
110 鐽 2, 8, 18, 32, 32, 16, 2
111 錀 2, 8, 18, 32, 32, 18, 1
112 鎶 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2
113 鉨 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3
114 鈇 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4
115 鏌 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5
116 鉝 2, 8, 18, 32, 32, 18, 6
117 鿬 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7
118 鿫 2, 8, 18, 32, 32, 18, 8

參見

參考資料

  1. ^ Morel, Andrew. Elert, Glenn , 編. Price of Plutonium. The Physics Factbook. 2008. （原始內容存檔於20 October 2018）. 
  2. ^ Martin, Rodger C.; Kos, Steve E. Applications and Availability of Californium-252 Neutron Sources for Waste Characterization (Report). 2001. CiteSeerX 10.1.1.499.1273 可免費查閱. 
  3. ^ Silva, Robert J. Fermium, Mendelevium, Nobelium and Lawrencium. Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (編). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements Third. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 978-1-4020-3555-5. 

外部連結