BH[元素名]

BH[元素名]

化學元素Bohrium為紀念尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)而命名,是化學元素釒波的簡稱,半衰期分別約為(1-2)ms和5s。把食鹽含量的質量分數為15%的水溶液定為15,而在純水中時定為零,其間等分為14,並延伸到15以上。

基本信息

定義

元素表元素表
釒波,念bō,是一種人工合成的放射性化學元素,它的化學符號是Bh,它的原子序數是107,英文名稱bohrium,屬於過渡金屬之一。Bh-262是最穩定的同位素,它的半衰期有102毫秒。

簡介

釒波,1976年,Yu.Ts.Oganessian等人宣稱,他們在研究54Cr轟擊209Bi反應時觀察到兩例自發裂變事件,半衰期分別約為(1-2)ms和5s。5s半衰期的事件認為是來自於257105,而新的約(1-2)ms的自發裂變事件,則被指定為來自於261107【Oga76】。1981年,GSI小組用“冷熔合”反應合成了262107【Mun81】。先後觀察到5個事件,均是通過反衝譜儀分離後測時間關聯的a粒子到已知核確定的,其中一個衰變到254Lr,一個衰變到246Cf,兩個衰變到250Fm,一個衰變到250Md。262107的a粒子能量為10.4MeV,衰變半衰期為t1/2~5ms。262107的產生截面約為2´10-34cm2。GSI的發現者們開始提出的名字為以丹麥物理學家尼爾斯·玻爾的名字[1]“NielsBohr”組成的Nielsbohrium(Ns),IUPAC認為可以以NielsBohr來命名該元素,但建議用Bohrium,理由是,還從來沒有一個人的firstname出現在一個元素的命名中。該元素最終被命名為Bohrium,元素符號為Bh。

發現歷史

正式發現

位於德國達姆施塔特重離子研究所,由PeterArmbruster和GottfriedMünzenberg為首的團隊於1981年首次確定性地成功合成元素。它們將鉻-54原子核加速撞擊鉍-209目標,並製造出5個-262同位素原子IUPAC/IUPAP鐨後元素工作小組在其1992年的報告當中將重離子研究所的團佇列為的正式發現者。

提出命名

該德國團隊建議將該元素命名為Nielsbohrium,符號為Ns,以紀念丹麥物理學家尼爾斯·玻爾。前蘇聯杜布納聯合核研究所的科學家卻曾經建議把第105號元素(現名為釒杜)命名為Nielsbohrium。德國的團隊希望在紀念波爾的同時,肯定杜布納團隊作為首次提出該冷核聚變反應的一方,從而解決命名爭議。杜布納團隊與德國團隊就此對107號元素的命名達成了共識。
在104至106號元素命名爭議的同時,國際純粹與套用化學聯合會(IUPAC)使用Unnilseptium(符號為Uns)作為臨時的系統化命名。1994年,IUPAC的一個委員會建議將107號元素命名為Bohrium(現名),而非Nielsbohrium,因為此前並沒有以某科學家的全名為元素取名的先例。發現者對此表示反對,並擔心這樣的名稱會和(Boron)混淆,特別是兩者的含氧負離子的國際命名:Bohrate(酸鹽)和Borate(硼酸鹽)。這個問題交由IUPAC位於丹麥的分支處理,但最終的投票結果仍然決定使用Bohrium。1997年,Bohrium一名成為了國際承認的107號元素的命名。IUPAC之後決定將酸鹽改稱Bohriates,而非Bohrates。

合成方法

超重元素的合成方法是將兩種較輕的元素通過粒子加速器相互高速撞擊,並以此產生核聚變反應。多數同位素都可以用這種方法合成,但某些較重的同位素則目前只在原子序更高的元素的衰變產物當中發現。
根據所用能量的高低,核合成分為“”和“”兩類。在熱核聚變反應中,低質量、高能的發射體朝著高質量目標(錒系元素)加速,產生處於高激發能的覆核(約40至50MeV),再裂變或蒸發出3至5顆中子。[12]在冷核聚變反應中,聚變所產生的覆核有著低激發能(約10至20MeV),因此這些產物的裂變可能性較低。覆核冷卻至基態時,會只射出1到2顆中子,因此產物的含中子量更高。[11]冷核聚變一詞在此指的不是在室溫下發生的核聚變反應

半衰期

沒有穩定或自然產生的同位素。 的一些同位素已在實驗室中成功合成,所用方法有兩種:高速撞擊兩種原子核以產生核聚變,或製造出更高的元素並觀測其衰變產物。正式發現了的 同位素有11種,原子量為260–262、264–267、270–272、274。其中的 -262擁有已知的亞穩態。這些同位素都會經α衰變,然而某些仍未被發現的 同位素理論上會進行自發裂變。
較輕的同位素一般有較短的半衰期。Bh(260)、Bh(261)、Bh(262)、Bh(262m)和Bh(263)的半衰期在100毫秒以下。同位素Bh(264)、Bh(265)、Bh(266)和Bh(271)較為穩定,半衰期在1秒左右,而Bh(263)和Bh(272)則有大約10秒的半衰期。質量最高的同位素最為穩定,其中Bh(270)和Bh(274)分別有大約61秒和54秒的半衰期。未知的Bh(273)和Bh(275)同位素預期將會有更長的半衰期,分別為90分鐘和40分鐘。值得注意的是,在被發現之前,理論預計的Bh(274)半衰期也長達90分鐘左右,但最終實際只有54秒。
高質子量的Bh(260)、Bh(261)和Bh(262)是直接由冷核聚變產生的,Bh(262m)和Bh(264)則是在䥑和錀的衰變鏈中被發現的。高中子量的Bh(266)和Bh(267)是通過向錒系元素目標進行放射產生的。中子量最高的四個同位素Bh(270)、Bh(271)、Bh(272)和Bh(274)分別是在Uut、Uup和Uup和Uut的衰變鏈中發現的。後七個同位素的半衰期在8毫秒至1分鐘不等。
的同位素
(ε:電子捕獲;α:α衰變;SF:自發裂變)
同位素 半衰期
衰變形式 發現年份 所用反應
260 Bh 35 ms α 2007年 209 Bi(52 Cr,n)
261 Bh 11.8 ms α 1986年 209 Bi(54 Cr,2n)
262 Bh 84 ms α 1981年 209 Bi(54 Cr,n)
262m Bh 9.6 ms α 1981年 209 Bi(54 Cr,n)
263 Bh 0.2? ms α? 未知
264 Bh 0.97 s α 1994年 272 Rg(—,2α)
265 Bh 0.9 s α 2004年 243 Am(26 Mg,4n)
266 Bh 0.9 s α 2000年 249 Bk(22 Ne,5n)
267 Bh 17 s α 2000年 249 Bk(22 Ne,4n)
268 Bh 25? s α, SF? 未知
269 Bh 25? s α? 未知
270 Bh 61 s α 2006年 282 Uut(—,3α)
271 Bh 1.2 s α 2003年 287 Uup(—,4α)
272 Bh 9.8 s α 2005年 288 Uup(—,4α)
273 Bh 90? min α, SF? 未知
274 Bh ~54 s α 2009年 294 Uus(—,5α)
275 Bh 40? min SF? 未知

化學特性

推算

預計是元素周期表中6d系過渡金屬的第四個元素,也是7族元素中最重的一個,位於之下。該族的所有元素都擁有明顯的+7氧化態,其穩定性隨著質量的增加而提升。因此 也預計會有穩定的+7態。鎝同時也有穩定的+4態,而錸擁有穩定的+4和+3態。也有可能擁有這些較低的氧化態。
該族的重元素會形成具揮發性的七氧化物M2O7,所以應該會形成具揮發性的Bh2O7。這個氧化物應該會在水中溶解,形成高酸HBhO4。錸和鎝在其氧化物的鹵化反應後能夠形成鹵氧化物MO3Cl,所以BhO3Cl也可能會在這種反應中產生。該族較重元素的氧化物在氟化反應會產生MO3F和MO2F3,而錸則另外會形成ReOF5和ReF7。因此,也應會產生這些氟氧化物,從而證實它會延續7族元素的化學特性。

化學實驗

1995年第一次嘗試分離元素的實驗以失敗告終。
儘管相對論性效應頗為重要,不過107號元素仍然是個典型的7族元素,這在2000年得到證實。
2000年,保羅謝爾研究所的團隊利用267Bh原子進行了化學反應。這些原子是Bk-249和Ne-22離子的融合產物。這些原子在經過熱能化後,與HCl/O2混合物反應,並形成一種具揮發性的氯氧化物。這條反應也同時產生了同族的較輕元素鎝(同位素為108Tc)及錸(同位素為169Re)。測量出來的吸附等溫線明確指出一種揮發性氯氧化物的產生,其特性和氯氧化錸相似。這證實是一個典型的7族元素。
2Bh+3O2+2HCl→2BhO3Cl+H2

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