铹

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简介

铹-253 的半衰期为 20.5 天，是在多个铀原子捕获大量中子并经历一系列捕获和衰变步骤后产生的。由于 Es 是人工合成的，因此它既不存在于自然界中，也不存在于地球表面。它少量地通过热核弹爆炸或特定放射性元素的人工诱导自发转变产生。

1952 年 11 月 1 日，在太平洋环礁发生的热核爆炸留下了含有铹元素的碎片。邻近环礁的放射性尘埃被运往加州伯克利进行分析。斯坦利·汤普森、格雷戈里·乔平、阿尔伯特·吉奥索和伯纳德·哈维都在那里研究它。铹，一种新元素，在一个月内在 200 个原子中被发现并识别，但直到 1955 年才公开宣布。

谁发现了铹？

1952 年 11 月 1 日，第一枚热核武器“迈克”被引爆，导致了铹（元素 99）的意外发现。吉奥索和他在伯克利的同事们在 1952 年 12 月太平洋地区第一次重大热核爆炸的残骸中发现了铹，这是锕系元素序列中发现的第六个超铀原子。在埃尼威托克氢弹的大规模爆炸留下的残骸中，发现了铹是一种微量成分。由于仔细的理论准备考虑了实验室程序和化学和核性质的预测，因此发现了许多超铀元素。

铹是发现的微量元素之一。在早期的研究中也发现了镄和其他元素。由于围绕这种新型热核武器的保密性，它的存在以及许多其他新发现元素的存在直到 1955 年才公开。导致铹产生的核过程包括轰击每个同位素并随后使 β 衰变同位素能够产生。

铹的命名

为了纪念阿尔伯特·爱因斯坦，第二种元素以他的名字命名。铹的初始符号是 E，但当 IUPAC 在 1957 年接受其名称时，他们将其更改为 Es 以符合其当前规则，即所有新发现的元素都必须具有两个字母的符号。

铹原子序数

通常，元素的原子序数指定它包含多少个质子。原子序数表示质子的数量，用于识别元素。铹元素的原子序数为 99。原子中的电子在各种壳层上围绕原子核运行。元素的电子构型定义为其每个壳层中电子的数量。铹的电子构型为 [Rn] 5f117s2。铹每层电子的更简单表示方式为 2、8、18、32、29、8、22、8、18、32、8、2。铹的化合价可以从 +2 到 +3 到 +4 不等。

铹原子质量

在提及元素的原子质量时，原子质量以原子质量单位 (u) 表示，一个原子质量单位等于 C-12 同位素质量的 1/12。因为与质子和中子的质量相比，电子的质量可以忽略不计，所以在计算特定元素的原子质量时，我们将其质量相加。铹的原子质量为 252，但这可能会根据同位素而变化。

铹的同位素

铹是一种放射性金属元素，属于元素周期表中的锕系元素家族。它与氧原子、蒸汽和酸发生反应，但不与碱反应。铹原子需要被氧化到 +3。同位素是同一元素的不同变体，它们具有相同的原子序数，但质量不同，或者中子数不同。异构体是化合物或自由基的不同变体，它们在相同元素中具有相同数量的原子，但彼此之间在这些原子的排列方式和其他性质方面有所不同。铹有 3 种不同的异构体和 17 种已知的同位素，质量范围从 241 到 257。最长寿的铹同位素铹-252 的半衰期为 472 天。所有铹同位素都是放射性的。

铹的性质

铹与锕系元素的其他元素共享许多化学特性。它可以形成化合物和水溶液，并且在其最稳定的氧化态下呈浅粉色。关于其物理特性还有更多内容要说，但是由于其放射性，很难确定它们。由于它经历放射性衰变，因此任何样本都会逐渐被子元素污染。Es 在每种状态下都具有放射性同位素。

以下是铹的一些其他物理性质：

元素	符号
铹	Es
原子序数	99
原子质量	252 u
周期	7
区	f
族	锕系元素
状态	固体
熔点	860°C
关键同位素	$\mathrm{252_{ES}}$
晶体结构	面心立方

铹的用途

• 铹只产生过极少量的，主要用于研究。

• 通过铹，可以模拟和研究放射性衰变。

• 它是我们可以进行大规模研究的最重的元素之一。

• 虽然尚未商业化，但它具有一定的医学应用。

• 它主要用于研究加速衰老、聚焦医学放射治疗和辐射损伤。

结论

铹是一种人工合成的元素，以科学家阿尔伯特·爱因斯坦的名字命名。任何原始的铹，即地球形成时可能存在的铹，由于所有铹同位素的半衰期都很短，早已衰变。所有陆地铹都是在高功率核反应堆中、核武器试验中或研究实验室中产生的，并且它只在产生后很短时间内可用。从镅到镄的铹和其他超铀元素自然存在于奥克洛天然核裂变反应堆中，但现在不再存在。由于铹不自然存在，因此对生物体和环境都没有危害。

常见问题

1. 铹对人类有害吗？

无需担心铹的健康影响，因为它不存在于自然界中，并且尚未在地球的地壳中被识别。但是，它发出的辐射使其极其有害。

2. 铹在黑暗中发光吗？

元素数据库指出，铹是一种精致的银色色调。根据 Redfern 的说法，铹在黑暗中发出蓝色光芒的原因是由于其放射性衰变过程中释放了大量能量。

3. 铹闻起来像什么？

见过它的人将其描述为柔软、银色且无味的。

4. 铹用于炸弹吗？

是的，1952 年，在第一枚氢弹爆炸的残骸中发现了铹。

5. 铹有磁性吗？

是的，因为铹是顺磁性的。

6. 铹在医学领域有应用吗？

由于它是放射性的，因此不能在医学领域使用。