钅杜

---

简介

钅杜是一种 d 区元素，位于元素周期表第七周期第五族。钅杜的电子构型为 [Rn]5𝑓146𝑑3 7𝑠2，其各个电子层分别包含 2、8、18、32、32、11、2 个电子。虽然其确切外观尚不确定，但据推测，钅杜可能是金属灰色或银白色。这种元素了解甚少，也没有已知的应用。由于钅杜是人工合成的元素，因此在自然界中找不到。

什么是钅杜？

钅杜是一种原子序数为 105 的化学元素，符号为 Db。钅杜在室温下为固体，被归类为过渡金属。钅杜不存在于自然状态下。该元素最初的合成归功于杜布纳联合核研究所，以及加利福尼亚大学的阿尔伯特·吉奥索及其同事。俄罗斯的 JINR 设施以该元素命名。钅杜除了科学研究之外，没有同位素应用。

历史

钅杜的历史始于俄罗斯。杜布纳联合核研究所于 1967 年发现了钅杜这种人工合成的元素。他们通过用氖-22 离子轰击镅-243 原子，产生了钅杜-261 和钅杜-260 以及中子。劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员也于 1970 年发现了钅杜-260 原子，方法是用氮-15 离子轰击锎-249 原子。钅杜已被发现，但谁发现了它仍然存在争议。钅杜最稳定的同位素钅杜-268 在大约 32 小时的半衰期后自发裂变。

伯克利团队提出了“镄”的名称，以纪念物理学家奥托·哈恩。后来 IUPAC 将该元素命名为钅杜。

钅杜的化学性质

以下是钅杜表现出的化学性质。

质子	105
电子	105
中子	157
电子构型	[Rn]5𝑓146𝑑3 7𝑠2
共价半径	149 pm
原子半径	139 pm
相态	固体
氧化态	5, 4, 3
第一电离能	664.8 𝑘𝐽 · 𝑚𝑜𝑙−1

钅杜在水中表现出化学特性。使用 88 英寸回旋加速器手动进行的研究，利用 〖249𝐵𝑘 180 离子照射产生的 〖262𝐷𝑏 研究了钅杜的水相化学性质。

与同族的钽 (𝑇𝑎) 一样，钅杜在用 $\mathrm{HNO_{3}}$ 熏蒸后首先吸附在玻璃表面。另一种化学分离尝试包括将阴离子氟化物萃取到甲基异丁基酮中。在这些条件下，Ta 实际上定量地被萃取到甲基异丁基酮中，而 Nb 仅被少量萃取。发现 Db 的化学行为与较轻的同族元素 Ta 不同。根据所选条件，Db 可能根据其非-𝑇𝑎-样行为产生多负阴离子，如 [DbF7] 2。

作为对这一令人惊讶的发现和其他 Db 化学方面研究的一部分，使用 ARCA II 进行大量自动化分离。在最初的研究中，使用三异辛胺 (𝑇𝑖𝑂𝐴) 这种液相阴离子交换剂在惰性载体上进行分离。发现 𝑇𝑖𝑂𝐴 可以从 𝐻𝐶𝑙 溶液中去除所有 5 族元素，包括镤。然而，实验发现，在较低的 𝐻𝐶𝑙 浓度下，𝐷𝑏 表现出与 𝑇𝑎 截然不同的行为，并遵循其较轻的同族元素 𝑁𝑏 和 𝑃𝑎。

钅杜的用途

钅杜除了基础科学研究外没有其他用途，因为它既不自然存在于游离状态，也不在实验室中大量产生。钅杜的研究主要基于挥发性钅杜化合物的表征、氟化物介质中钅杜的分离以及化学合成及其鉴定。

钅杜的性质

钅杜应该位于元素周期表第 5 族，与钽、铌和钒同族。许多研究了 105 号元素性质的研究发现，它们在很大程度上符合周期律的预测。然而，相对论效应可能会导致显着的偏差，这些效应在原子和宏观尺度上都会极大地改变物理性质。由于多种因素，包括难以产生超重原子，低生产率仅允许微观尺度，需要放射化学实验室来测试原子，这些原子的半衰期短，以及除了参与超重原子合成之外还有许多不需要的活动，这些性质一直难以测量。迄今为止，只有单个原子是研究对象。并且其物理状态估计为固体。

以下是钅杜表现出的通用性质。

符号	Db
原子质量	268 u
元素类型	过渡金属
周期、族、区	7、d、5
密度	29 g/𝑐𝑚3
热导率	0.58 W/cmK
另一个名称	杜布尼

氧化态和同位素

钅杜有七种已知的同位素。最可靠的是〖268𝐷𝑏，半衰期约为 32 小时。发现了钅杜的几种同位素，并进行了各种实验。

研究了超重核〖250−275𝐷𝑏 的放射性，并使用库仑势和邻近势进行了介绍。在超重核〖250−275𝐷𝑏 中，半衰期对应于几种衰变模式，例如簇衰变 (12𝐶、14𝑁、18、20O、23F、20𝑁𝑒、34S、28𝑀𝑔 和 40𝐶𝑎)，并检查了自发裂变。对研究的半衰期和可用的实验进行了比较。给出了钅杜同位素的分支比和衰变机制。钅杜同位素〖254−263𝐷𝑏 被称为发射体，但像〖250−253𝐷𝑏 和〖264−275𝐷𝑏 这样的同位素已知会自发裂变。检测到的钅杜 α 发射同位素的半衰期为 1 ms 至 100 s，衰变能范围为 6 MeV 至 10 MeV。预测了哪些弹丸-靶标组合可用于产生超重核 253–263Db。球形弹丸和靶标的组合产生更大的蒸发残余截面。

钅杜只有三种氧化态，分别为 +5、+4 和 +3。

结论

超重或超镄元素包括钅杜。如果曾经产生了足够的钅杜，那么它的化学特性应该类似于过渡金属。钽元素将是最接近的类似物。最初通过用氖-22 原子轰击镅-243 来产生钅杜。钅杜的所有同位素都具有放射性。半衰期最长的一种为 28 小时。钅杜的产量从未超过几个原子。目前对其特性了解甚少，并且在现实世界中没有实际应用。

常见问题

1. 钅杜的物质状态是什么？

钅杜的标准状态估计为固体。

2. 钅杜的 IUPAC 名称是什么？

钅杜的 IUPAC 名称是𬭳。

3. 钅杜是天然存在的元素吗？

钅杜是人工合成的，因为它在地球上并不自然存在。

4. 钅杜是由什么材料制成的？

氮用于轰击锎-249 以产生钅杜。氖也可用于轰击镅-243 来产生它。

5. 钅杜的含义是什么？

一种人工合成的、短寿命的放射性元素。