镆

Uup ₁₁₅Uup
	鈇 ← Uup → 鉝
外觀
	未知
概況
名稱·符號·序數	Ununpentium·Uup·115
元素類別	未知; 可能為貧金屬
族·週期·區	15·7·p
標準原子質量	[288]
电子排布	[Rn] 5f14 6d10 7s2 7p3; （預測）; 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5; （預測） Uup的电子層（2, 8, 18, 32, 32, 18, 5; （預測））
歷史
發現	聯合核研究所及勞倫斯利福摩爾國家實驗室（2003年）
物理性質
物態	固體（預測）
密度	（接近室温）; 11（預測） g·cm−3
熔点	~700 K，~430 °C，~810（預測） °F
沸點	~1400 K，~1100 °C，~2000（預測） °F
原子性質
氧化态	1, 3（預測）
电离能	第一：538.4（預測） kJ·mol−1
原子半径	200（預測） pm
共价半径	162（估值） pm
雜項
CAS号	54085-64-2
同位素查; 论; 编;

Ununpentium（Uup） ^[3]是原子序為115的化學元素的臨時名稱。

Uup是元素週期表15 (VA)族中最重的元素，但是由於還沒有足夠穩定的Uup同位素，因此並未能通過化學實驗來驗證其特性。

科學家在2003年第一次觀測到Uup，至今合成了大約30個原子，其中只探測到4次直接衰變。目前已知有5個質量數連續的同位素：^287–291Uup，其中²⁹¹Uup的半衰期最長，約為1分鐘。^[4]

歷史

發現

2004年2月2日，由俄羅斯杜布納聯合核研究所和美國勞倫斯利福摩爾國家實驗室聯合組成的科學團隊在《物理評論快報》上表示成功合成了Uup。^[5]^[6]他們使用⁴⁸Ca離子撞擊²⁴³Am目標原子，產生了4個Uup原子。這些原子通過發射α粒子，衰變為Uut，需時約100毫秒。

\,_{20}^{48}\mathrm {Ca} +\,_{95}^{243}\mathrm {Am} \to \,_{115}^{291}\mathrm {Uup} ^{*}\to \,_{115}^{288}\mathrm {Uup} +3\,_{0}^{1}\mathrm {n} \to \,_{113}^{284}\mathrm {Uut} +\,_{2}^{4}\mathrm {He}

美俄科學家的這次合作計劃也對衰變產物²⁶⁸Db進行了化學實驗，並證實發現了Uut。科學家在2004年6月和2005年12月的實驗中，通過量度自發裂變成功確認了𨧀同位素。^[7]^[8]數據中的半衰期和衰變模式都符合理論中的²⁶⁸Db，證實了衰變來自於原子序為115的主原子核。但是在2011年，IUPAC认为该结果只是初步的，不足以称得上是一项发现^[9]。

2013年，由瑞典隆德大学核物理学家Dirk Rudolph领导的团队在德国达姆施塔特 GSI亥姆霍兹重离子研究中心，通过将钙同位素撞擊镅的方法再次合成了115号元素^[9]。

命名

Uup最先被稱為“eka-鉍”。Ununpentium是該元素獲得正式命名之前，IUPAC元素系統命名法所賦予的臨時名稱。研究人員一般稱之為“元素115”。

未來實驗

Flerov核反應實驗室有計劃研究較輕的Uup同位素，所用反應為：²⁴¹Am + ⁴⁸Ca。^[10]

同位素與核特性

核合成

能產生Z=115复核的目標、發射體組合

下表列出各種可用以產生115號元素的目標、發射體組合。

目標	發射體	CN	結果
²⁰⁸Pb	⁷⁵As	²⁸³Uup	尚未嘗試
²³²Th	⁵⁵Mn	²⁸⁷Uup	尚未嘗試
²³⁸U	⁵¹V	²⁸⁹Uup	至今失敗
²³⁷Np	⁵⁰Ti	²⁸⁷Uup	尚未嘗試
²⁴⁴Pu	⁴⁵Sc	²⁸⁹Uup	尚未嘗試
²⁴³Am	⁴⁸Ca	²⁹¹Uup	反應成功
²⁴¹Am	⁴⁸Ca	²⁸⁹Uup	尚未嘗試
²⁴⁸Cm	⁴¹K	²⁸⁹Uup	尚未嘗試
²⁵⁰Cm	⁴¹K	²⁹¹Uup	尚未嘗試
²⁴⁹Bk	⁴⁰Ar	²⁸⁹Uup	尚未嘗試
²⁴⁹Cf	³⁷Cl	²⁸⁶Uup	尚未嘗試
²⁵¹Cf	³⁷Cl	²⁸⁸Uup	尚未嘗試

熱聚變

²³⁸U(⁵¹V,xn)^289−xUup

有強烈證據顯示重離子研究所在2004年底一項氟化鈾(IV)實驗中曾進行過這個反應。他們並未發布任何報告，因此可能並未探測到任何產物原子，這是團隊意料之內的。^[11]

²⁴³Am(⁴⁸Ca,xn)^291−xUup (x=3,4)

杜布納團隊首先在2003年7月至8月進行了該項反應。在兩次分別進行的實驗中，他們成功探測到3個²⁸⁸Uup原子與一個²⁸⁷Uup原子。2004年6月，他們進一步研究這項反應，目的是要在²⁸⁸Uup衰變鏈中隔離出²⁶⁸Db。團隊在2005年8月重複進行了實驗，證實了衰變的確來自²⁶⁸Db。

同位素發現時序

同位素	發現年份	核反應
²⁸⁷Uup	2003年	²⁴³Am(⁴⁸Ca,4n)
²⁸⁸Uup	2003年	²⁴³Am(⁴⁸Ca,3n)
²⁸⁹Uup	2009年	²⁴⁹Bk(⁴⁸Ca,4n)^[4]
²⁹⁰Uup	2009年	²⁴⁹Bk(⁴⁸Ca,3n)^[4]

同位素產量

熱聚變

下表列出直接合成Uup的熱聚變核反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。

發射體	目標	CN	2n	3n	4n	5n
⁴⁸Ca	²⁴³Am	²⁹¹Uup		3.7 pb, 39.0 MeV	0.9 pb, 44.4 MeV

理論計算

衰變特性

利用量子穿隧模型的理論計算支持實驗得出的α衰變數據。^[12]

蒸發殘留物截面

下表列出各種目標-發射體組合，並給出最高的預計產量。

MD = 多面；DNS = 雙核系統；σ = 截面

目標	發射體	CN	通道（產物）	σ_max	模型	參考資料
²⁴³Am	⁴⁸Ca	²⁹¹Uup	3n (²⁸⁸Uup)	3 pb	MD	^[13]
²⁴³Am	⁴⁸Ca	²⁹¹Uup	4n (²⁸⁷Uup)	2 pb	MD	^[13]
²⁴³Am	⁴⁸Ca	²⁹¹Uup	3n (²⁸⁸Uup)	1 pb	DNS	^[14]
²⁴²Am	⁴⁸Ca	²⁹⁰Uup	3n (²⁸⁷Uup)	2.5 pb	DNS	^[14]

化學屬性

推算的化學屬性

氧化態

Uup預計為7p系的第3個元素，是元素週期表中15 (VA)族最重的成員，位於鉍之下。這一族的氧化態為+V，但穩定性各異。氮的+V態很難形成，因為它有較低的d-電子軌域，而且氮原子容納不下5個配體。磷、砷和銻能夠表現出明顯的+V態特性，但鉍卻很難達到該氧化態，因為其6s²電子不易參與形成化學鍵。這個現象稱為“惰性電子對效應”，一般與6s電子軌域的相對論性穩定性相關。Uup預計會延續這個趨勢，並只會具有+III和+I氧化態。氮(I)和鉍(I)也存在，但較罕見，而Uup(I)很可能會有一些獨特的屬性。^[15]由於自旋軌道耦合作用，鈇可能會有完整的軌域，並具有類似惰性氣體的屬性。這樣的話，Uup可能只有一顆價電子，因為Uup⁺離子會和鈇有相同的電子排布。

參考資料

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外部鏈接

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發現

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