Loading article…
| ハッシウム | |||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 発音 | / ˈ h æ s i ə m / [1] (ハス-ee-əm) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 質量数 | [271] （データは決定的ではない）[a] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 周期表におけるハッシウム | |||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子番号 ( Z ) | 108 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| グループ | グループ8 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 期間 | 期間7 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ブロック | dブロック | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 電子配置 | [ラン] 5f 14 6d 6 7s 2 [4] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 殻あたりの電子数 | 2、8、18、32、32、14、2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 物理的特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| STPでの フェーズ | 固体（予測）[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 密度（ rt付近 ） | 27～29 g/cm3 （ 予測）[6] [7] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 酸化状態 | (+2)、( +3 )、( +4 )、(+6)、+8 [8] [9] [10]（括弧：予測） | ||||||||||||||||||||||||||||||
| イオン化エネルギー |
| ||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子半径 | 経験的：126 pm （推定）[12] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 共有結合半径 | 134時（推定）[13] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| その他のプロパティ | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 自然発生 | 合成 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 結晶構造 | 六方最密充填（hcp） （予測）[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS番号 | 54037-57-9 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 歴史 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| ネーミング | 発見されたドイツのヘッセン州を意味するラテン語のHassiaにちなんで名付けられた[14] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 発見 | シュヴェリオネンフォルシュングの研究(1984) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ハッシウムの同位体 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
ハッシウムは合成化学元素で、記号は Hs、原子番号は108です。放射能が非常に強く、最も安定した既知の同位体の半減期は約10秒です。[a]同位体の1つである270 Hsは、変形した原子核の陽子と中性子の魔法数を持ち、自発核分裂に対する安定性が高くなります。ハッシウムは超重元素で、実験室で重い原子核と軽い原子核を融合させることで、ごく少量生成されています。この元素の自然発生は仮説として立てられていますが、発見されたことはありません。
元素周期表では、ハッシウムは超アクチニド元素で、第 7 周期、第 8 族に属し、したがって 6d 系列の遷移金属の 6 番目の元素です。化学実験により、ハッシウムはオスミウムのより重い同族体として作用し、酸素と容易に反応して揮発性の四酸化物を形成することが確認されています。ハッシウムの化学的性質は部分的にしか解明されていませんが、他の第 8 族元素の 化学的性質とよく似ています。
ハッシウムの発見につながった主な革新は、常温核融合の技術であった。この技術では、核融合した原子核の質量は以前の技術ほど差がなかった。これは、標的原子核の安定性の向上に依存しており、その結果、励起エネルギーが減少した。これにより、合成中の中性子放出数が減少し、より重く安定した原子核が生成された。この技術は、1974年にソビエト連邦のロシア連邦モスクワ州ドゥブナにある合同原子核研究所(JINR)で初めてテストされた。JINR は、1978年、1983年、および1984年にこの技術を使用して元素番号108の合成を試み、1984年の実験では、元素番号108が生成されたという主張がなされた。 1984年後半、西ドイツのヘッセン州ダルムシュタットにある原子核研究協会(GSI)から合成の主張が出された。国際純正・応用化学連合と国際純正・応用物理学連合によって結成されたトランスファーミウム作業部会による1993年の報告書では、ダルムシュタットの報告書は単独で決定的であるのに対し、ドゥブナの報告書は決定的ではないと結論付けられ、ドイツの科学者に主な功績が認められた。GSIは1992年に、施設があるドイツのヘッセン州(ラテン語でHassia) にちなんで、元素をハッシウムと命名したいと正式に発表し、1997年にこの名前が最終決定された。
最も重い元素の紹介
超重原子核の合成
超重原子核[b] は、大きさの異なる2つの原子核[c]を1つに結合する核反応で生成されます。大まかに言えば、2つの原子核の質量の不等性が大きいほど、2つが反応する可能性が高くなります。[21]重い原子核でできた物質を標的にして、軽い原子核のビームを照射します。2つの原子核は、十分に接近した場合にのみ1つに融合します。通常、原子核（すべて正に帯電）は、静電気反発により互いに反発します。強い相互作用はこの反発を克服できますが、原子核から非常に短い距離内に限られます。そのため、ビーム原子核は、ビーム原子核の速度と比較してそのような反発を無視できるように大幅に加速されます。 [22]ビーム核を加速するためにエネルギーを加えると、ビーム核は光速の10分の1ほどの速度に達することができる。しかし、エネルギーが多すぎるとビーム核は崩壊してしまう可能性がある。[22]
2 つの原子核が融合するには、十分に近づくだけでは十分ではありません。2 つの原子核が互いに近づくと、通常は 10 −20 秒ほど一緒に留まり、その後、単一の原子核を形成するのではなく、離れていきます (反応前と同じ構成である必要はありません)。[22] [23]これは、単一の原子核の形成を試みている間に、静電反発によって形成されつつある原子核が引き裂かれるためです。[22]ターゲットとビームの各ペアは、その断面積によって特徴付けられます。断面積とは、2 つの原子核が互いに近づいた場合に融合が起こる確率であり、融合が起こるために入射粒子が衝突しなければならない横断面積で表されます。[d]この融合は、原子核が静電反発を通り抜けることができる量子効果の結果として起こる可能性があります。2 つの原子核がその段階を過ぎても近くに留まることができれば、複数の原子核相互作用によってエネルギーの再分配とエネルギー平衡がもたらされます。[22]
| 外部ビデオ | |
|---|---|
 オーストラリア国立大学の計算に基づく失敗した核融合の可視化[25] |
結果として生じる合体は励起状態[26] （複合核と呼ばれる）であり、したがって非常に不安定である。[22]より安定した状態に到達するために、一時的な合体はより安定した核を形成せずに核分裂する可能性がある。 [27]あるいは、複合核は少数の中性子を放出し、励起エネルギーを奪う可能性がある。後者が中性子の放出に十分でない場合、合体はガンマ線を生成する。これは 最初の核衝突から約 10 −16秒後に起こり、より安定した核の生成につながる。 [27] IUPAC/IUPAP 合同作業部会（JWP）による定義では、化学元素は、その核が10 −14秒以内に崩壊していない場合にのみ発見されたと認識されるとされている。この値は、核が電子を獲得して化学的性質を示すのにかかる時間の推定値として選択された。[28] [e]
崩壊と検出
ビームはターゲットを通過し、次のチャンバーであるセパレーターに到達します。新しい原子核が生成された場合は、このビームとともに運ばれます。[30]セパレーターでは、新しく生成された原子核が他の核種（元のビームの核種と他の反応生成物）から分離され[f]、原子核を停止させる表面バリア検出器に転送されます。検出器への衝突の正確な位置が記録され、そのエネルギーと到着時間も記録されます。[30]転送には約10 −6 秒かかります。検出されるためには、原子核はこの時間生き残らなければなりません。[33]崩壊が記録されると、原子核は再び記録され、崩壊の位置、エネルギー、および時間が測定されます。 [30]
原子核の安定性は強い相互作用によってもたらされる。しかし、その範囲は非常に短く、原子核が大きくなるにつれて、最外殻核子（陽子と中性子）への影響は弱まる。同時に、原子核は陽子間の静電反発によって引き裂かれ、その範囲は制限されない。[34]強い相互作用によって提供される全結合エネルギーは核子数とともに直線的に増加するのに対し、静電反発は原子番号の2乗とともに増加する。つまり、後者はより速く増加し、重い原子核と超重い原子核にとってますます重要になる。[35] [36]したがって、超重原子核は理論的に予測されており[37]、これまでに観測されている[38] 。そのような反発によって引き起こされる崩壊モード、すなわちアルファ崩壊と自発核分裂が優勢である。[g]ほぼすべてのアルファ線放出核種は210個以上の核子を持ち、[40]主に自発核分裂を起こす最も軽い核種は238個の核子を持つ。[41]どちらの崩壊モードでも、核子はそれぞれのモードに対応するエネルギー障壁によって崩壊が抑制されるが、トンネルを通り抜けることはできる。[35] [36]
アルファ粒子は、核子あたりの質量が小さいため、アルファ粒子が原子核から離れるための運動エネルギーとして使用できる程度のエネルギーが残るため、放射性崩壊でよく生成される。[43]自発核分裂は、静電反発力によって原子核が引き裂かれることで発生し、同一の原子核が分裂する場合でも、さまざまな原子核が生成される。[36]原子番号が増加すると、自発核分裂の重要性が急速に増す。自発核分裂の部分半減期は、ウラン（元素番号92）からノーベリウム（元素番号102）にかけて23桁減少し、[44]トリウム（元素番号90）からフェルミウム（元素番号100）にかけては30桁減少する。[45]初期の液滴モデルでは、核子数が約280の原子核では核分裂障壁が消失するため、自発核分裂がほぼ瞬時に起こると示唆されていた。[36] [46]後の原子核殻モデルでは、核子数が約300の原子核は安定の島を形成し、その中では自発核分裂に対する抵抗力がより強くなり、主に半減期の長いアルファ崩壊を起こすと示唆された。[36] [46]その後の発見により、予測された島は当初の予想よりも遠い可能性があることが示唆された。また、長寿命アクチニドと予測された島の中間の原子核は変形し、殻効果からさらなる安定性を獲得することも示された。[47]より軽い超重核[48]や、予想される島核[44]に近い核の実験では、自発核分裂に対する安定性がこれまで予想されていたよりも高いことが示されており、核に対する殻効果の重要性が示されています。[h]
アルファ崩壊は放出されたアルファ粒子によって記録され、崩壊生成物は実際の崩壊の前に簡単に特定できます。そのような崩壊または一連の連続崩壊によって既知の核種が生成される場合、反応の元の生成物は簡単に特定できます。[i] (崩壊系列内のすべての崩壊が実際に互いに関連していることは、これらの崩壊の位置によって確立され、これらの崩壊は同じ場所でなければなりません。) [30]既知の核種は、崩壊エネルギー (またはより具体的には、放出された粒子の運動エネルギー) などの崩壊の特定の特性によって認識できます。 [j]ただし、自発核分裂ではさまざまな核種が生成物として生成されるため、元の核種をその娘核種から特定することはできません。[k]
超重元素の合成を目指す物理学者が利用できる情報は、検出器で収集された情報、つまり、粒子が検出器に到達した場所、エネルギー、時間、および崩壊の時間です。物理学者はこのデータを分析し、それが確かに新しい元素によって引き起こされたものであり、主張されている核種とは異なる核種によって引き起こされたはずがないという結論を出そうとします。多くの場合、提供されたデータは、新しい元素が確実に生成されたという結論を出すには不十分であり、観察された効果について他に説明はありません。データの解釈に誤りがあったのです。[l]発見
常温核融合
1960 年代に使用された核反応は、4 個または 5 個の中性子の放出を必要とする高い励起エネルギーをもたらした。これらの反応では、反応における 2 つの核のサイズ差を最大化するために、原子番号の大きい元素で作られたターゲットが使用された。これにより、ターゲットと発射体の間の静電反発力が低くなるため核融合の可能性が高まったが、形成された複合核はしばしば分解し、新しい元素を形成するまで生き残ることができなかった。さらに、核融合プロセスでは必然的に中性子の少ない核が生成され、これは重い元素ほど安定性を最大化するために陽子 1 個あたりの中性子の数が多くなるためである。 [m]そのため、必要な中性子の放出により、最終生成物の寿命は通常短くなる。そのため、光線 (6 〜 10 個の陽子) では、最大106 個の元素しか合成できなかった。[62]
より重い元素に進むために、ソ連のモスクワ州ドゥブナにある合同原子核研究所（JINR）のソ連物理学者ユーリ・オガネシアンは、陽子と中性子の魔法数を持つ鉛208、またはそれに近い別の原子核を衝突させるという別のメカニズムを提唱した。[63]陽子と中性子はそれぞれ固定された静止エネルギーの値を持ち、すべての陽子のそれらは等しく、すべての中性子のそれらは等しい。原子核では、このエネルギーの一部は陽子と中性子の結合に転用される。原子核が陽子や中性子の魔法数を持っている場合、さらに多くの静止エネルギーが転用され、核種の安定性が増す。この追加の安定性には、外部の原子核が既存の原子核を破壊して貫通するために、より多くのエネルギーが必要になる。[64]結合核子に転用されるエネルギーが増えると静止エネルギーが減り、質量が減る（質量は静止エネルギーに比例する）。反応する核の原子番号が等しくなると、それらの間の静電反発力が大きくなるが、標的核の質量超過が少ないため、その反発力は均衡する。 [63]これにより、新たに生成された複合核の励起エネルギーが少なくなり、安定状態に達するために必要な中性子放出が少なくなる。[64]このエネルギー差のため、前者のメカニズムは「高温核融合」、後者は「低温核融合」と呼ばれるようになった。[65]
常温核融合が初めて成功したと宣言されたのは1974年、JINRで当時未発見だった元素106の合成をテストしたとき だった。 [64]これらの新しい原子核は、自発的な核分裂によって崩壊すると予測されていた。JINRの物理学者は、当時知られていた核分裂原子核が実験中に観察されたものに類似した核分裂パラメータを示さなかったこと、また反応で2つの原子核のいずれかを変更すると観察された効果が打ち消されたことから、実験で元素106が生成されたと結論付けた。米国カリフォルニア州バークレーにあるカリフォルニア大学のローレンス・バークレー研究所（LBL、当初は放射線研究所、RL、後にローレンス・バークレー国立研究所、LBNL）の物理学者も、この新技術に大きな関心を示した。[64]この新しい方法がどこまで可能か、鉛の標的が物理学のクロンダイクであるかどうかについて尋ねられたとき、オガネシアンは「クロンダイクというのは誇張かもしれない[...]しかし、近いうちに、これらの反応で元素107〜108を取得しようとするだろう」と答えた。[64]
レポート
108番元素の合成は、 1978年にJINRのオガネシアン率いる研究チームによって初めて試みられました。チームは、ラジウム（具体的には同位体270 108）の融合から 108番元素、具体的には同位体270 108、[n]を生成する反応を使用しました。226
88ラ
）とカルシウム （48
20カナダ
研究者らはデータの解釈に不確かさを感じており、論文では元素の発見を明確に主張していなかった。 [66]同年、JINRの別のチームは鉛（ 208
82鉛
）と鉄 （58
26鉄
） ;彼らはデータの解釈に不確実性があり、元素番号 108がまだ生成されていない可能性を示唆した。[67]
1983年にJINRで新たな実験が行われた。[70] この実験の結果、おそらく元素番号108のビスマス （209
83バイ
）はマンガン （55
25ミネソタ
）263 108を得るには、 （207
82鉛
、208
82鉛
）は鉄砲で攻撃された（58
26鉄
）から264 108が得られ、カリホルニウム （249
98参照
）はネオン （22
10ね
）で270 108を得た。 [14]これらの実験は発見とは主張されておらず、オガネシアンは書面による報告書ではなく会議で発表した。[70]
1984年、ドゥブナのJINR研究者らは、以前の実験と全く同じ設定の実験を行った。ビスマスと鉛の標的に、それぞれより軽い元素であるマンガンと鉄のイオンを照射したのである。21件の自発核分裂事象が記録され、研究者らは、これらが264 108によって引き起こされたと結論付けた。 [71]
1984年後半、西ドイツのヘッセン州ダルムシュタットにあるゲゼルシャフト・シュヴェリオネンフォルシュング（GSI; 重粒子研究所）のピーター・アームブラスター氏とゴットフリート・ミュンツェンベルク氏率いる研究チームは、元素108の作成を試みた。チームは鉛を砲撃した（ 208
82鉛
）加速鉄でターゲット（58
26鉄
）核である。[72] GSIの元素108生成実験は、1982年に元素109 が生成された後まで延期された。これは、以前の計算では元素108の偶数-偶数同位体の自発核分裂半減期が1マイクロ秒未満であり、検出と識別が困難であることが示唆されていたためである。[73]元素108の実験は、 266 109が合成され、アルファ放出によって崩壊することが判明した後、最終的に進められた。これは、元素108の同位体も同様に崩壊することを示唆しており、これは元素106の同位体の合成を目的とした実験によって裏付けられた。GSIは、 265 108の原子3個の合成を報告した。2年後、彼らは偶数-偶数264 108の原子1個の合成を報告した。 [73]
仲裁
1985年、国際純正・応用化学連合（IUPAC）と国際純正・応用物理学連合（IUPAP）は、原子番号100以上の元素の発見を評価し、最終的な名前を確立するために、トランスファーミウムワーキンググループ（TWG）を結成した。このグループは、競合する3つの研究所の代表者との会議を開催し、1990年に元素の認定基準を確立し、1991年に発見の評価作業を終了して解散した。これらの結果は1993年に発表された。[74]
報告書によると、1984 年の JINR と GSI の研究は同時に独立して 108 番元素の合成を確立した。1984 年の 2 つの研究のうち、GSI の研究は単独で発見として十分であるとされた。GSI の研究に先行した JINR の研究は「非常に可能性が高い」108 番元素の合成を示した。 しかし、それはダルムシュタットの研究を考慮した結果、後から判断されたものである。JINR の研究は 108 番元素の同位体の遠い孫娘を化学的に特定することに焦点を当てていた (これらの娘同位体に別の祖先が存在する可能性を排除できなかった) のに対し、GSI の研究はそれらの 108 番元素の同位体の崩壊経路を明確に特定した。報告書は、主要な功績は GSI に与えられるべきであると結論付けた。[71]この判決に対する書面による回答で、JINR と GSI はどちらもその結論に同意した。同じ回答で、GSI は、JINR と GSI が両者間のすべての対立を解決できたことを確認した。[75]
ネーミング
歴史的に、新しく発見された元素は発見者によって命名された。最初の規制は1947年に行われ、IUPACは、名前が競合する場合に備えて命名に規制が必要であると決定した。[76] [o]これらの問題は、無機命名委員会と原子量委員会によって解決されることになっていた。彼らは、名前が競合している場合は名前を見直し、1つを選択する。決定は、使用状況などのいくつかの要素に基づいて行われ、主張の優先権を示すものではない。2つの委員会は、最終的な権威となるIUPAC理事会に名前を推奨する。[76]発見者は元素に名前を付ける権利を持っていたが、その名前はIUPACの承認を受ける必要があった。[76]原子量委員会は、ほとんどの場合、元素の命名には距離を置いていた。[76]
メンデレーエフの命名法では、名前のない未発見の元素に対してハッシウムは「エカオスミウム」と呼ばれる。これは「周期表でオスミウムの下にある最初の元素」（サンスクリット語の「1」を意味する「 eka」に由来）を意味する。1979年、IUPACは、この元素を「ウンニロクチウム」と呼ぶことを勧告し、対応する記号「Uno」を割り当てた。[77]これは、元素が発見され、発見が確認され、恒久的な名前が決定されるまでの仮置きとしての系統的元素名である。これらの勧告は化学界で広く採用されていたが、この分野で競合する物理学者たちはこれを無視した。 [78] [79]彼らは、記号E108、(108)、または108で「元素108」と呼ぶか、提案された名前「ハッシウム」を使用した。[80]
1990年、いくつかの元素の発見と命名の優先順位を確立することにおける行き詰まりを打破するために、IUPACは無機化学の命名法において、元素の存在が確立された後、発見者が名前を提案できることを再確認しました。（さらに、原子量委員会は命名プロセスから除外されました。）1991年に発表された元素発見の基準に関する最初の出版物は、TWGによる承認の必要性を明記しました。[76]
アームブラスターと彼の同僚は、公式に認められたドイツの発見者であり、 1992年9月7日に、GSIによって発見されたと認められた107番から109番までの元素の命名式を開催した。108番元素については 、科学者らは「ハッシウム」という名前を提案した。[81]これは、研究所があるドイツのヘッセン州のラテン語名ハッシアに由来している。 [14] [75]この名前は、1992年9月29日に署名された、元素の発見の優先権に関する裁定に対するIUPACの回答書の中で提案された。[75]
元素番号108の命名プロセスは、元素番号101から始まる多数の元素に命名するより大きなプロセスの一部であった。3つのチーム、JINR、GSI、LBLは、いくつかの元素の発見とそれらの元素に命名する権利を主張した。時にはこれらの主張が衝突した。発見者は元素に命名する権利があると考えられていたため、発見の優先権をめぐる争いは、しばしばこれらの新元素の名前をめぐる争いをもたらした。これらの争いはトランスファーミウム戦争として知られるようになった。[82]元素番号101以降の全元素に名前を付けるためのさまざまな提案があり、あるチームが提案した名前が別のチームが発見した元素に割り当てられることもあった。[p]しかし、すべての提案が同じように承認されたわけではなく、チームは何度か命名提案に公然と抗議した。[84]
1994年、IUPAC無機化学命名委員会は、 ドイツの物理学者オットー・ハーンにちなんで元素番号108を「ハーニウム」(Hn)と命名するよう勧告した。これは、ハーンとリーゼ・マイトナーにちなんで名付けられた元素(元素番号109はGSIの提案に従いマイトネリウムと命名するよう勧告された )が隣り合うことになり、核分裂の共同発見を称えるためである。[85] IUPACは、ドイツの提案はわかりにくいと感じているとコメントした。[86] GSIは、この提案は発見者に名前を提案する権利を与えるという長年の慣例に反するとして抗議した。[87]アメリカ化学会はGSIを支持した。[14] 「ハーニウム」という名前は、異なる記号Haではあるが、アメリカの科学者によって既に元素番号 105に提案され使用されていた。この元素については、JINRと発見をめぐって論争があった。そのため、彼らは名前の混乱を招くごちゃ混ぜに抗議した。[88]騒動の後、IUPACは競合機関の本拠地である3か国の国内加盟組織の代表者からなる特別委員会を組織し、1995年に新しい名前を作成しました。元素 108は再びハニウムと名付けられましたが、この提案も撤回されました。[89]最終的な妥協案は1996年に成立し、1997年に発表され、元素 108はハッシウム（Hs）と名付けられました。[90]同時に、元素105にはドゥブニウム（Db; JINRの所在地であるドゥブナに由来）という名前が割り当てられ 、ハニウムという名前はどの元素にも使用されませんでした。[91] [92] [q]
この命名の公式な根拠は、元素番号110のダルムシュタチウム の命名とともに、GSIの所在地の地名が完成したことであった。この地名は19世紀のユーロピウムとゲルマニウムに始まるものであった。この地名は、バークレーで発見された元素にアメリシウム、カリフォルニウム、バークリウムが命名されたことへの対抗策となる。アームブラスターはこれについて「この悪しき伝統はバークレーによって確立された。我々はヨーロッパのためにそれをやりたかったのだ」とコメントした。 [94]後に、元素番号 112の命名についてコメントした際、アームブラスターは「ドイツの科学者やドイツの町の名前を引き継がないようにあらゆる手を尽くした」と述べている。[94]
同位体
ハッシウムには安定同位体も天然同位体もない。いくつかの放射性同位体は、2つの原子を融合するか、より重い元素の崩壊を観察することによって、実験室で合成されている。2019年の時点で、これまでに生成されたハッシウムの量は、原子数百個程度であった。[103] [104]質量数263から277（274と276を除く）の13の同位体が報告されており、そのうちハッシウム265、-266、-267、-269、-271、および-277の6つは準安定状態が知られているが、[105] [w]ハッシウム277の準安定状態は未確認である。[106]これらの同位体のほとんどは、主にアルファ崩壊によって崩壊する。これは包括的な崩壊特性が利用可能なすべての同位体で最も一般的なものであり、唯一の例外は自発核分裂を起こすハッシウム277です。[105]軽い同位体は通常、2つの軽い原子核の直接融合によって合成されますが、重い同位体は通常、より大きな原子番号の原子核の崩壊生成物として観測されます。[97]
原子核には、確立された核殻があり、これらの殻の存在により、核はさらなる安定性を得ています。核が、特定の核殻を完成させる魔法数と呼ばれる特定の数の陽子または中性子を持っている場合、核は崩壊に対してさらに安定しています。知られている最高の魔法数は、陽子の場合は 82、中性子の場合は 126 です。この概念は、これらの魔法数の間に追加の数字を含めるように拡張されることがあります。これらの数字も、さらなる安定性をもたらし、「サブシェル」の閉鎖を示します。よく知られているより軽い核とは対照的に、超重核は変形しています。1960 年代まで、液滴モデルが核構造の支配的な説明でした。このモデルでは、核子数が約 280 の核子を持つ核では、核分裂障壁が消えると示唆されていました 。[107] [108]そのため、原子核が安定する構造を形成する前に、自発的な核分裂がほぼ瞬時に起こると考えられていました。[62] Z ≈ 103 [x]の原子核は重すぎて、かなり長い間存在できないように思われました。 [109]
その後の原子核殻モデルでは、約300個の核子を持つ原子核が安定島を形成し、その中では原子核は自発核分裂に対してより抵抗力があり、主に半減期の長いアルファ崩壊を起こすことが示唆された。 [107] [108]そして、次の二重魔法数原子核（陽子と中性子の両方の魔法数を持つ）は、安定島の中心のZ = 110–114付近、予測される中性子魔法数 N = 184に位置すると予想される。その後の発見により、予測される島は当初の予想よりも遠い可能性があることが示唆された。また、長寿命アクチニドと予測される島の中間の原子核は変形し、殻効果からさらなる安定性を獲得することも示された。[108]自発核分裂に対する安定性の向上は、アルファ崩壊に対する安定性の増加も顕著であるが、自発核分裂に対して特に大きいはずである。[108]変形核のこの安定性に対応する核種のチャート上の領域の中心は270 Hsと決定され、108は変形核（球形からかけ離れた核）の陽子の魔法数であり、162はそのような核の中性子の魔法数であると予想された。[110]より軽い超重核[111]および予想される島に近い核[62]の実験では、自発核分裂に対する安定性がこれまで予想されていたよりも大きいことが示されており、核に対する殻効果の重要性が示されている。
理論モデルでは、一部のハッシウム同位体の不安定領域はA = 275 [112]およびN = 168–170付近にあると予測されており、これは変形核のN = 162と球形核のN = 184で予測される中性子殻閉鎖の間である。[113]この領域内の核種は核分裂障壁の高さが低く、自発核分裂に向かう部分半減期が短くなることが予測される。この予測は、 277 Hsの観測された半減期11ミリ秒と、隣接する同重体 277 Mtの半減期5ミリ秒によって裏付けられている。これは、奇数核子による妨害因子が予想よりもはるかに低いことが示されたためである。測定された半減期は、当初の偶数-偶数の276Hと278Dの半減期予測よりもさらに低く、これは殻閉鎖から離れたところで安定性にギャップがあること、そしておそらくこの領域での殻閉鎖が弱まっていることを示唆している。[113]
1991年、ポーランドの物理学者ジグムント・パティックとアダム・ソビチェフスキは、変形した原子核の陽子魔法数は108、中性子魔法数は162であると予測した[114]。これは、そのような原子核は基底状態では永久に変形しているが、それ以上の変形に対しては高くて狭い核分裂障壁を持ち、したがって自発核分裂までの寿命が比較的長いことを意味する。[115] [116]計算による270 Hsの殻安定化の見通しから、これは変形した二重魔法原子核の有望な候補となった。[117]実験データは乏しいが、既存のデータは研究者によって、魔法数としてN = 162の割り当てを支持するものと解釈されている。特に、この結論は269 Hs、270 Hs、および271 Hsの崩壊データから導き出された。[y] 1997年、ポーランドの物理学者ロバート・スモランチュクは、予測されるN = 184殻閉鎖の結果として、同位体292 Hsがアルファ崩壊と自発核分裂に対して最も安定した超重原子核である可能性があると計算した。[120] [121]
自然発生
ハッシウムは地球上で自然に発生することは知られていない。既知の同位体の半減期はいずれも短いため、原始的なハッシウムは今日まで生き残っていないだろう。しかし、未知の長寿命同位体や核異性体が存在する可能性は否定できない。それらのいくつかは、寿命が十分長ければ微量に存在する可能性がある。1914年には早くも、ドイツの物理学者リチャード・スウィンが、グリーンランド氷床のX線源として元素番号108を提案した。スウィンはこの 観察を検証できなかったため発見を主張しなかったが、1931年に、 Z = 108付近を含む長寿命の超ウラン元素の「領域」の存在を提案した。[122]
1963年、かつて原始キュリウム-247の存在を主張していたソ連の地質学者で物理学者のヴィクトル・チェルディンツェフは[ 123] 、天然のモリブデン鉱で元素番号 108 、具体的には半減期が4億年から5億年とされる同位体267 108を発見したと主張し、仮称としてセルゲニウム（記号Sg）を提案した。[124] [z]この名前はシルクロードの名前に由来し、「カザフスタンから来た」と説明されている。 [124]セルゲニウムがオスミウムのより重い同族体であると主張した彼の根拠は、セルゲニウムを含むとされる鉱物は、オスミウムと同様に、硝酸で煮沸すると揮発性酸化物を形成することであった。[125]
チェルディンツェフの研究結果は、ソ連の物理学者ウラジミール・クラコフによって、チェルディンツェフが主張するセルゲニウムの特性のいくつかが当時の原子物理学と矛盾しているという理由で批判された。クラコフが提起した主な疑問は、セルゲニウムの主張するアルファ崩壊エネルギーが予想より何桁も低く、また、主張された半減期が、主張された崩壊エネルギーでアルファ崩壊する核種に予測されるものより 8 桁も短いことであった。同時に、10 16 年程度の補正半減期は、サンプルに約 100 ミリグラムのセルゲニウムが含まれていることを意味するため、不可能である。[125] 2003年には、観測されたエネルギー4.5MeVのアルファ崩壊は、271Hs付近のハッシウム同位体の異なる超変形状態間の低エネルギーで強く増強された遷移によるものである可能性があることが示唆され、自然界に超重元素が存在する可能性は低いものの、少なくとも可能性があることを示唆した。[126]
2006年、ロシアの地質学者アレクセイ・イワノフは、271Hsの異性体の半減期が約(2.5 ± 0.5) × 10 8年であり、モリブデン鉱とオスミリジウム のいくつかのサンプルで約 4.4 MeVのエネルギーを持つアルファ粒子が観測されたことを説明できます。[127]この271 Hs 異性体は、それぞれレニウムとモリブデンと相同である271 Bh と271 Sgのベータ崩壊から生成される可能性があり、これらが自然界に存在するとすれば、レニウムとモリブデンとともにモリブデン鉱中に発生するはずです。ハッシウムはオスミウムと相同であるため、自然界に存在するとすれば、オスミウムとともにオスミリジウム中に発生するはずです。271 Bh と 271 Sg の崩壊系列は仮説的であり、この仮説的なハッシウム異性体の予測される半減期は、十分な量が地球上に留まるほど長くはありません。[127]太陽系が天の川銀河の渦巻き腕を通過するにつれて、より多くの271 Hが地球に堆積する可能性があり、これは太平洋とフィンランド湾の海底で発見されたプルトニウム239の過剰を説明できる。しかし、271 Hで濃縮された鉱物は、その娘核種であるウラン235と鉛207の過剰を含むと予測され、また、クリプトン、ジルコニウム、キセノンなどの自発核分裂中に形成される元素の割合も異なる。モリブデン鉱やオスミウム化物などの鉱物にハッシウムが自然に存在することは理論的には可能だが、非常に可能性が低い。[127]
2004年、JINRはフランス、オーヴェルニュ＝ローヌ＝アルプ地方のモダーヌにあるモダーヌ地下研究所で天然ハッシウムの探索を開始した。これは宇宙線による干渉や誤検出を避けるため地下で行われた。[14] 2008～09年に研究所で行われた実験の結果、天然オスミウムで中性子多重度（原子核に中性子が衝突して核分裂した後に放出される自由中性子の数）が3を超える記録された事象がいくつか検出され、2012～13年に研究所で行われた別の実験でこれらの発見が再確認された。これらの結果は、分析化学によって検出できる量の天然ハッシウムが自然界に存在する可能性があることを示唆したが、この結論は、記録された事象の原因となる長寿命のハッシウム同位体が存在するという明確な仮定に基づいている。[128]
292 Hsはアルファ崩壊と自発核分裂に対して特に安定である可能性があるため、自然界に存在する候補と考えられていた。しかし、この核種はベータ崩壊に対して非常に不安定であると予測されており、286 Hsなどのハッシウムのベータ安定同位体は他の崩壊経路では不安定すぎるため、自然界で観察できない。[121] 2012年にドイツのバイエルン州ガルヒングにあるマイアー・ライプニッツ研究所で行われた292 Hsとその同族オスミウムの自然界での探索は失敗に終わり、その存在量の上限はオスミウム1グラムあたりハッシウム3 × 10−15 グラム。 [ 129]
予測される特性
さまざまな計算から、ハッシウムは周期律と一致して、今のところ第8族元素の中で最も重い元素であることが示唆されている。その特性は、オスミウムのより重い同族元素に予想されるものと概ね一致するはずである。すべての超アクチノイド元素の場合と同様に、相対論的効果から多少の偏差が生じることが予想される。[130]
ハッシウムまたはその化合物の特性はほとんど測定されていない。これは、ハッシウムの生産が極めて限られており、生産コストが高いこと[131]と、ハッシウム（およびその親）が非常に速く崩壊するという事実による。四酸化ハッシウムの吸着エンタルピーなど、いくつかの特異な化学関連の特性が測定されているが、ハッシウム金属の特性は未だ不明であり、予測値しか得られていない。
相対論的効果
ハッシウムに対する相対論的効果は、その原子核の高電荷によって生じるはずであり、これにより原子核の周りの電子がより速く動き、その速度は光速に匹敵するほどになる。[132]主な効果は3つある。直接相対論的効果、間接相対論的効果、スピン軌道分裂である。（既存の計算ではブライト相互作用は考慮されていないが、これは無視できるほど小さいため、これを省略しても現在の計算の不確実性は2%以下になる。）[133]
原子番号が増加すると、電子と原子核の間の静電引力も増加する。これにより電子の速度が増加し、質量が増加する。これは次に原子軌道、特にs軌道とp 1/2軌道の収縮につながる。これらの軌道の電子は原子にさらに密着し、原子核から引き離されにくくなる。これが直接的な相対論的効果である。当初は最も内側の電子に対してのみ強いと考えられていたが、後に価電子にも大きな影響を与えることが立証された。[134]
s 軌道と p 1/2軌道は原子核に近いため、原子核の電荷の大部分を自らが引き受ける（「シールド」する）。これにより、残りの電子を引き付ける電荷が少なくなり、その軌道は拡大して原子核から引き離されやすくなる。これが間接相対論効果である。[135]直接相対論効果と間接相対論効果の組み合わせの結果として、Hs +イオンは中性原子と比較して、7s 電子ではなく 6d 電子が不足している。比較すると、Os + は中性原子と比較して 6s 電子が不足している。[4]ハッシウムのイオン半径（酸化状態+8）はオスミウムよりも大きいが、これはHs8 +イオンの最外殻軌道である6p3 /2軌道の相対論的膨張によるものである（ただし、実際にはこのような高電荷イオンは化学環境では分極しすぎてあまり現実的ではない）。[136]
電子軌道にはいくつかの種類があり、文字 s、p、d、f で表されます (g 軌道は、元素番号 120以降で化学的に活性になり始めると予想されます)。これらはそれぞれ方位量子数 lに対応しており、s は 0、p は 1、d は 2、f は 3 です。すべての電子はスピン量子数 sにも対応しており、これは +1/2 または -1/2 に等しくなります。[137]したがって、全角運動量量子数 j = l + sはj = l ± 1/2に等しくなります( l = 0の場合は、各軌道の両方の電子に対してj = 0 + 1/2 = 1/2 になります)。[137] 電子のスピンはその軌道と相対論的に相互作用し、この相互作用によりサブシェルがエネルギーの異なる 2 つに分裂します ( j = l − 1/2 の電子はエネルギーが低いため、これらの電子を取り出すのがより困難です)。[138]たとえば、6 つの 6p 電子のうち、2 つは 6p 1/2になり、4 つは 6p 3/2になります。これがスピン軌道分裂です (サブシェル分裂またはjj結合と呼ばれることもあります)。[139] [aa]これは p 電子で最も顕著ですが[133] 、ハッシウムの化学では重要な役割を果たしませんが[11]、d 電子と f 電子の場合も同じ桁数です[133] (定量的には、スピン軌道分裂は電子ボルトなどのエネルギー単位で表されます)。[137]
これらの相対論的効果は、オスミウムと比較して、イオン化エネルギーの増加、電子親和力の減少、および+8酸化状態の安定性の増加の原因であり、それらがなければ、傾向は逆転するでしょう。 [ 141]相対論的効果はハッシウムの化合物の原子化エネルギーを減少させます。これは、d軌道のスピン軌道分裂が電子と原子核間の結合エネルギーを低下させ、相対論的効果が結合におけるイオン性を低下させるためです。 [141]
物理的および原子的
8族の以前の元素 は比較的融点が高く、Feは1538 °C、Ruは2334 °C、Osは3033 °Cである。これらと同様にハッシウムも室温で固体であると予測されているが[5]、その融点は正確に計算されていない。ハッシウムは、より軽い同族のオスミウムと同様に、六方最密構造（c / a = 1.59）で結晶化するはずである[5]。[5]純粋な金属ハッシウムは、体積弾性係数（均一な圧縮に対する抵抗）が450 GPaであると計算されている[5] [142]。これは、ダイヤモンドの体積弾性係数442 GPaに匹敵する。 [143]ハッシウムは、118の既知の元素の中で最も密度が高い元素の1つであると予想されており、オスミウムの測定値22.59 g/cm 3に対して、予測密度は27～29 g/cm 3である。[6] [7]
ハッシウムの原子半径は約 126 pm であると予測されています。[12] 7s 軌道の相対論的安定化と 6d 軌道の不安定化により、Hs +イオンは [ Rn ] 5f 14 6d 5 7s 2 の電子配置を持つと予測され、7s 電子の代わりに 6d 電子を放出します。これは、より軽い同族体の挙動とは逆です。Hs 2+ イオンは [Rn] 5f 14 6d 5 7s 1の電子配置 を持つ と予測 され、 Os 2+イオンに対して計算されたものと類似しています。[4]化合物では、ハッシウムはd ブロック元素の結合特性を示すと計算されており、その結合は主に 6d 3/2軌道と 6d 5/2軌道によって実行されます。前の周期の元素と比較すると、7s、6p 1/2、6p 3 / 2、7p 1/2軌道がより重要であるはずである。[144]
化学薬品
ハッシウムは6d遷移金属シリーズの6番目のメンバーであり、白金族金属によく似ていると予想されています。[146]これらの特性のいくつかは、気相化学実験によって確認されました。[147] [148] [149]第 8族元素はさまざまな酸化状態を示しますが、ルテニウムとオスミウムは+8のグループ酸化状態を容易に示します。この状態は、グループが下がるほど安定します。[145] [150] [151]この酸化状態は非常にまれです。安定した元素の中で、ルテニウム、オスミウム、キセノンだけが、適度に安定した化合物でこの酸化状態を達成できます。[ab]ハッシウムは同族元素に従い、安定した+8状態になると予想されますが、[148]それらと同様に、+6、+4、+3、および+2などのより低い安定した酸化状態を示すはずです。[12] [10]ハッシウム(IV)は、水溶液中でハッシウム(VIII)よりも安定していると予想されます。[154]ハッシウムはむしろ貴金属であるはずである。[155] Hs 4+ /Hsカップルの標準還元電位は0.4 Vであると予想される。 [12]
第8族元素は、独特の酸化物化学を示す。より軽い元素はすべて、既知または仮説上の四酸化物MO 4 を有する。[156]それらの酸化力は、グループが下がるにつれて低下する。FeO 4は、その非常に大きい電子親和力（中性原子または分子に電子が追加されて陰イオンを形成するときに放出されるエネルギー量）のために知られていない[157]。その結果、よく知られている鉄酸 (VI)、FeOが形成される。2−4
...[158] ルテニウム(VI)の酸中での酸化によって形成される四酸化ルテニウムRuO 4は、容易に還元されてルテニウム酸(VI) RuOに変化する。2−4
.... [159] [160]空気中でルテニウム金属を酸化すると二酸化物RuO 2が形成される。[161]対照的に、オスミウムは燃焼して安定な四酸化物OsO 4を形成し、[162] [163]これは水酸化物イオンと錯体を形成してオスミウム(VIII)酸塩錯体[OsO 4 (OH) 2 ] 2− を形成する。[164]したがって、ハッシウムはオスミウムのより重い同族体として挙動し、安定で非常に揮発性の高い四酸化物HsO 4を形成し、[14] [147] [149] [150] [165]これは水酸化物と錯体を形成してハッシウム酸塩(VIII) [HsO 4 (OH) 2 ] 2− を形成する。[166]四酸化ルテニウムと四酸化オスミウムは、対称的な四面体分子構造と電荷中性のため、揮発性がある。四酸化ハッシウムも同様に非常に揮発性の高い固体であるはずである。第8族四酸化物の揮発性の傾向は、実験的に RuO 4 < OsO 4 > HsO 4 であることがわかっており、これは計算結果を裏付けている。特に、石英に対するHsO 4の吸着エンタルピー（原子、分子、イオンがガス、液体、または溶解した固体から表面に付着するために必要なエネルギー）の計算値は−(45.4 ± 1) kJ/mol であり、実験値 −(46 ± 2) kJ/molと非常によく一致する。[167]
実験化学
化学調査の最初の目標は、四酸化物の形成であった。ルテニウムとオスミウムは揮発性の四酸化物を形成し、+8の酸化状態で安定した化合物を示す唯一の遷移金属であるため、これが選択された。[168]気相化学研究のためのこの選択は最初から明らかであったが、[150]ハッシウムの化学的特性評価は長い間困難な作業であると考えられていた。[150]ハッシウム同位体は1984年に初めて合成されたが、化学研究を可能にするほど長寿命のハッシウム同位体が合成されたのは1996年になってからであった。残念ながら、このハッシウム同位体269 Hsは、 277 Cnの崩壊から間接的に合成されたものである。 [150]間接合成法は化学研究には不向きであるだけでなく[169]、同位体277 Cn を生成する反応は収率が低く、断面積はわずか 1 pb [150]であり、化学研究に十分なハッシウム原子が得られませんでした。[146] 269 Hs と270 Hsの直接合成は、 248 Cm( 26 Mg, x n) 274− x Hs ( x = 4 または 5)反応で行われ、断面積が 7 pb とやや大きいため、より有望に思われました。[150]この収率は、ボーリウムの化学的特性評価に使用された反応の収率より約 10 倍低いものでした。[150]ハッシウムを化学的にうまく特性評価するには、照射、分離、検出の新しい技術を導入する必要がありました。[150]
ルテニウムとオスミウムはランタノイド収縮により化学的性質が非常に似ているが、鉄はそれらといくつかの違いがある。例えば、ルテニウムとオスミウムは金属が+8の酸化状態にある安定した四酸化物を形成するが、鉄はそうではない。[150] [156]ハッシウムの化学的特性評価の準備として、研究は鉄ではなくルテニウムとオスミウムに焦点を当てた[150]。ハッシウムの予測データはルテニウムとオスミウムと非常によく一致していたため、ハッシウムはルテニウムとオスミウムに似ていると予想されたためである。[170] [171]
最初の化学実験は、2001年にガス熱クロマトグラフィーを用いて、合成オスミウム放射性同位体172 Osと173 Osを基準として行われた。実験中、248 Cm( 26 Mg,5n) 269 Hsと248 Cm( 26 Mg,4n) 270 Hsの反応を用いて7つのハッシウム原子が合成された。その後、それらはヘリウムと酸素の混合ガス中で熱酸化され、四酸化ハッシウム分子を形成した。[147] [149] [172]
- Hs + 2 O 2 → HsO 4
測定された四酸化ハッシウムの沈着温度は四酸化オスミウムのそれよりも高く、前者が揮発性の低い物質であることを示しており、ハッシウムは確実に第8グループに分類された。[147] [149] [173] HsO 4の吸着エンタルピーは、−46 ± 2 kJ/mol は予測値よりも大幅に低かった。−36.7 ± 1.5 kJ/mol であり、OsO 4 はHsO 4よりも揮発性が高いことを示している。これは、両者の揮発性は非常に似ているはずであるという以前の計算と矛盾している。比較のために、OsO 4の値は以下のとおりである。−39 ± 1 kJ/mol。[174]（実験データに近い結果をもたらした計算は、実験後の2008年に行われた。）[167]検出器に使用されている化学物質である二酸化ケイ素とは異なり、四酸化ハッシウムは窒化ケイ素と異なる相互作用をする可能性がある。そのような相互作用に違いがあるかどうか、そしてそれが測定に影響を与えたかどうかを確立するには、さらなる研究が必要である。そのような研究には、269 Hsの核特性のより正確な測定や、OsO 4に加えてRuO 4との比較が含まれるだろう。[173]
2004年、科学者たちは四酸化ハッシウムと水酸化ナトリウムを反応させてハッシウム(VIII)ナトリウムを形成した。これはオスミウムでよく知られている反応である。これはハッシウム化合物との最初の酸塩基反応であり、ハッシウム(VIII)ナトリウムを形成した。[166]
- HsO
4+ 2 NaOH → Na
2[HsO
4（おお）
2]
マインツ大学の研究チームは2008年にGSIの新しいTASCA施設を使ってハッシウム原子の電着を研究する計画を立てた。彼らの目的は226 Ra( 48 Ca,4n) 270 Hs反応を使うことだった。[175] GSIの科学者たちはTASCAを使って226 Ra( 48 Ca, x n)反応を使ってハッシウム(II)化合物ハッソセン、Hs( C 5 H 5 ) 2の合成と性質を研究したいと考えていた。この化合物はより軽い化合物であるフェロセン、ルテノセン、オスモセンに類似しており、ルテノセンやオスモセンのように重なり合った配座で2つのシクロペンタジエニル環を持ち、フェロセンのようなねじれ配座ではないと予想される。[10]安定かつ揮発性の高い化合物であると予想されるハソセンが選ばれたのは、ハッシウムが+2という低い形式酸化状態にあるためである。メタロセンでは金属と環の間の結合は主に共有結合であるが、これまで研究されてきた高い+8状態ではなく、相対論的効果は低い酸化状態でより強くなることが予想される。ハソセンの高度に対称的な構造と原子数が少ないため、相対論的計算が容易になる。[10] 2021年現在、ハソセンに関する実験報告はない。[176][アップデート]
注記
- ^ abハッシウムの最も安定した同位体は、測定数が少ないことから生じる不確実性のため、既存のデータに基づいて決定することはできません。1 標準偏差に対応する271 Hsの半減期は、既存のデータに基づくと、46+56
−16秒であるのに対し、269 Hsは13+10
−4秒である。これらの測定値は信頼区間が重なり合っている。また、 277m Hsはこれら2つよりも安定している可能性があり、その半減期はおそらく110 ± 70秒であるが、2016年現在、この同位体の崩壊イベントは1件しか記録されていない[アップデート]。[2] [3] - ^ 原子物理学では、原子番号が大きい元素は重い元素と呼ばれます。鉛（元素番号82）はそのような重い元素の一例です。「超重元素」という用語は、通常、原子番号が103を超える元素を指します（ただし、原子番号が100 [16]または112 [17]を超えるなどの他の定義もあります。この用語は、仮想の超アクチノイド系列の先頭に上限を置く「超アクチノイド」という用語と同義語として提示されることもあります）。[18]「重同位体」（特定の元素）および「重原子核」という用語は、共通言語で理解できるもの、つまりそれぞれ（特定の元素の）高質量の同位体と高質量の原子核を意味します。
- ^ 2009年、オガネシアン率いるJINRのチームは、対称的な136 Xe + 136 Xe反応でハッシウムを生成しようとした結果を発表しました。彼らはそのような反応で単一の原子を観察することができず、核反応の確率の尺度である断面積の上限を2.5 pbとしました。[19]比較すると、ハッシウムの発見につながった208 Pb + 58 Feの反応の断面積は約20 pb（より正確には19 pb）でした。+19
-11 発見者らの推定によると、1億2,000万年前のものである。[20] - ^ ビーム粒子を加速するために加えられるエネルギーの量も、断面積の値に影響を与える可能性がある。例えば、28
14シ
+1
0ん
→28
13アル
+1
1p
反応断面積は12.3MeVでの370mbから18.3MeVでの160mbまで滑らかに変化し、13.5MeVで広いピークを示し、最大値は380mbである。[24] - ^ この数字は複合原子核の寿命の一般的に受け入れられている上限値でもある。[29]
- ^ この分離は、生成された核が未反応のビーム核よりもゆっくりとターゲットを通過することに基づいています。分離器には電場と磁場が含まれており、移動する粒子への影響は粒子の特定の速度で打ち消されます。[31]このような分離は、飛行時間測定と反跳エネルギー測定によっても支援され、この2つを組み合わせることで核の質量を推定できる場合があります。[32]
- ^ すべての崩壊モードが静電反発によって引き起こされるわけではない。例えば、ベータ崩壊は弱い相互作用によって引き起こされる。[39]
- ^ 1960年代にはすでに、原子核の基底状態はエネルギーと形状が異なり、核子の特定の魔法数が原子核のより高い安定性に対応していることが知られていました。しかし、超重原子核は変形しすぎて原子核構造を形成できないため、原子核構造は存在しないと想定されていました。[44]
- ^ 原子核の質量は直接測定されるのではなく、別の原子核の質量から計算されるため、このような測定は間接的と呼ばれます。直接測定も可能ですが、ほとんどの場合、超重原子核では利用できません。[49]超重原子核の質量の最初の直接測定は、2018年にLBNLで報告されました。[50]質量は、転送後の原子核の位置から決定されました（転送は磁石の存在下で行われたため、位置は原子核の軌道を決定するのに役立ちます。軌道は原子核の質量電荷比に関連しています）。[51]
- ^ 崩壊が真空中で起こった場合、崩壊前後の孤立系の全運動量は保存されなければならないため、娘核も小さな速度を受ける。2つの速度の比、したがって運動エネルギーの比は、2つの質量の比に反比例する。崩壊エネルギーは、アルファ粒子の既知の運動エネルギーと娘核の運動エネルギーの合計（前者の正確な分数）に等しい。[40]計算は実験にも当てはまるが、違いは崩壊後に核が検出器に結び付けられているため動かないことである。
- ^自発核分裂はソ連の物理学者 ゲオルギー・フレロフ[52]によって発見された。彼はJINRの指導的科学者であり、この施設の「趣味」だった。[53]対照的に、LBLの科学者たちは、核分裂に関する情報は元素の合成を主張するには不十分であると信じていた。彼らは、複合核が陽子やアルファ粒子のような荷電粒子ではなく中性子だけを放出したと立証するのが困難であったため、自発核分裂は新元素の特定に使用できるほど十分に研究されていないと信じていた。[29]そのため、彼らは連続的なアルファ崩壊によって新しい同位体を既知の同位体に関連付けることを好んだ。[52]
- ^ 例えば、元素番号102は1957年にスウェーデンのストックホルム県ストックホルムのノーベル物理学研究所で誤って特定された。[54]この元素が作られたという決定的な主張は以前にはなく、この元素にはスウェーデン、アメリカ、イギリスの発見者によってノーベリウムという名前が付けられた。後にこの特定は誤りであることが判明した。[55]翌年、RLはスウェーデンの結果を再現することができず、代わりにこの元素の合成を発表したが、この主張も後に反証された。[55] JINRは自分たちが最初にこの元素を作ったと主張し、この新元素にジョリオチウムという独自の名前を提案した。[56]ソビエトの名前も受け入れられなかった（JINRは後に元素番号102の命名を「性急」だと述べた）。[57]この名前は、1992年9月29日に署名された元素の発見の優先権に関する裁定に対する書面による回答の中でIUPACに提案されました。 [57]「ノーベリウム」という名前は広く使用されているため変更されませんでした。[58]
- ^ 一般的に、より重い原子核はより多くの中性子を必要とする。なぜなら、陽子の数が増えると、陽子間の静電反発も増加するからである。この反発は、核子内のクォーク間の強い相互作用によって生成される結合エネルギーによってバランスが取られる。このエネルギーは、核子内のクォークを一緒に保持するのに十分であり、その一部は異なる核子の結合のために残される。核子の数が多いほど、核子を結合するためのエネルギーも大きくなる（総結合エネルギーが大きいことは、必ずしも核子あたりの結合エネルギーが大きいことには対応しない）。[60]しかし、陽子あたりの中性子が多すぎると、結合エネルギーを打ち消す核子あたりの静電反発が減少するため、ベータ崩壊が起こる。[61]
- ^ 化学記号の左側にある上付き数字は、その核種の質量を表します。たとえば、48 Ca はカルシウム 48の表記です。超重元素の研究では、名前と記号が割り当てられていない元素は、記号の代わりに原子番号で参照されることがよくあります。記号が割り当てられていて番号を表示する場合は、記号の左側に下付きで記述します。270 108 は270 Hs または270
108Hs
現代の命名法ではハッシウム270（または綴りによってはハッシウム270）。 - ^ これは、将来起こりうるあらゆる衝突だけでなく、当時存在していたベリリウム/グルシニウム、ニオブ/コロンビウム、ルテシウム/カシオペウム、ハフニウム/セルチウム、タングステン/タングステンウルフラム、プロトアクチニウム/ブレビウムといったいくつかの衝突も解決することを意図していた。[76]
- ^ 例えば、アームブラスターは元素番号107をニールスボーリウムと命名することを提案した。JINRは、彼らが発見したと主張する元素番号105にこの名前を使用した。これはオガネシアンの常温核融合技術を称えるためであり、GSIはJINRに許可を求めていた。[83]
- ^ アメリカの物理学者グレン・T・シーボーグは、 IUPACが3つの主要な共同研究機関（GSI、JINR / LLNL 、LBNL）に元素の命名方法についての アンケート調査を行った後、1997年11月にLBNLに代わって元素番号110にその名前を提案した。[93]
- ^同様に、JINRには ルテニウム、モスコビウム、ドブニウムという名前があります。理化学研究所が日本の埼玉県和光市で発見した唯一の元素は、日本の国名にちなんでニホニウムと名付けられました。
- ^ 半減期の値は情報源によって異なり、最も最近発表された値がリストされています。
- ^ ハッシウムの各同位体の核はほとんど合成されていないため、これらの同位体の半減期を非常に正確に決定することはできません。したがって、半減期は、1標準偏差に対応する信頼区間とともに最も可能性の高い値として示される場合があります（結果がまだ不明な将来の実験に基づくこのような区間には、約68.3％の確率で真の値が含まれます）。たとえば、268 Hsで得られた同位体表の1.42秒という値は、ソースでは1.42 ±1.13秒と記載されており、この値は0.38の値の修正です。 +1.8
−0.17s . [95] - ^ 208 Pb( 56 Fe,n) 263 Hsという表記は、 208 Pbの原子核に56 Feの原子核が衝突して2 つの原子核が融合し、中性子が 1 個放出された後に残った原子核が263 Hsであることを示す。この反応の別の表記は208 Pb + 56 Fe → 263 Hs + nとなる。
- ^ この同位体の崩壊事象は 1 件だけ記録されています。
- ^ 準安定核種は、「ハッシウム-277m」のように、質量数のすぐ後に文字「m」を付けて表されます。
- ^ 記号Z は原子番号（原子核内の陽子の数）を表します。記号Nは中性子数（原子核内の中性子の数）を表します。記号Aは質量数（原子核内の中性子と陽子を合わせた数）を表します。
- ^ 特に、270 Hs の崩壊エネルギーが低いことは計算と一致する。[116] 269 Hsに関する結論は、その崩壊データを273 Dsのそれと比較した後になされた。後者の前者への崩壊エネルギーは、前者の崩壊エネルギーよりも十分に大きい（それぞれ 11.2 MeV と 9.2 MeV）。前者のエネルギー値が大きいのは、 N = 162 の右から左への交差として説明される（273 Ds には 163 個の中性子があり、269 Hs には 161 個の中性子がある）。[118]同様の観察と結論は、 271 Hs と267 Sgの崩壊エネルギーの測定後になされた。 [119]
- ^ 当時、このシンボルはまだシーボーギウムによって使用されていませんでした。
- ^ スピン軌道相互作用は、電子のスピンによって生じる磁場と、原子核の電場およびその周りを回る電子の運動によって生じる有効磁場との間の相互作用である。（特殊相対性理論によれば、電場と磁場はどちらも、基準フレームに応じて多かれ少なかれ電気的または磁気的とみなすことができる共通の電磁場の発生である。電子の基準フレームからの有効磁場は、原子核の基準フレームからの相対論的変換後の原子核の電場から得られる。）分裂は、電子のスピンに応じて、原子核に引き付けられたり、原子核によって打ち消されたりするため発生する。この引力または反発力は、それらの間の静電引力よりも大幅に弱いため、電子全体に多少の影響しか及ぼさない。[140]
- ^イリジウムは 四酸化イリジウムでは+8の状態を示すことが知られており、四酸化イリジウム陽イオンIrOでは独特の+9の状態を示すことが知られている。+
4前者はマトリックス単離でのみ知られており、後者は気相でのみ知られており、このような高酸化状態のイリジウム化合物はマクロ的な量で合成されたことはない。[152] [153]
参考文献
- ^ ハッシウム。ビデオの周期表。ノッティンガム大学。2011年1月28日。 2012年10月19日閲覧。
- ^ 「放射性元素」。同位体存在比および原子量に関する委員会。2018年。 2020年9月20日閲覧。
- ^ abc Audi et al. 2017、p.030001-136。
- ^ abc ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1672ページ。
- ^ abcdef Östlin, A. (2013). 「遷移金属」. 複合材料の電子構造研究および方法開発(PDF) (ライセンス). pp. 15–16 . 2019年10月24日閲覧。
- ^ ab Gyanchandani, Jyoti; Sikka, SK (2011年5月10日). 「密度汎関数理論による6つのdシリーズ元素の物理的特性：より軽い遷移金属との類似性」. Physical Review B. 83 ( 17): 172101. doi :10.1103/PhysRevB.83.172101.
- ^ ab Kratz; Lieser (2013).核化学と放射化学：基礎と応用（第3版）。p. 631。
- ^ Hoffman, Darleane C.; Lee, Diana M.; Pershina, Valeria (2006). 「超アクチニド元素と未来の元素」。 Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (編著)。アクチニド元素と超アクチニド元素の化学(第 3 版)。 ドルドレヒト、オランダ: Springer Science+Business Media。 p. 1691。ISBN 978-1-4020-3555-5。
- ^ Fricke, Burkhard (1975). 「超重元素：その化学的および物理的性質の予測」.無機化学に対する物理学の最近の影響. 構造と結合. 21 : 89–144. doi :10.1007/BFb0116498. ISBN 978-3-540-07109-9. 2013年10月4日閲覧。
- ^ abcd Düllmann, CE (2008). TASCAにおけるグループ8メタロセンの調査(PDF) . 第7回超重元素化学のための反動分離器ワークショップ TASCA 08. 2014年4月30日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2020年8月28日閲覧。
- ^ ab ホフマン、リー、ペルシナ 2006、p. 1673。
- ^ abcd ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1691ページ。
- ^ Robertson, M. (2011). 「化学データ: ハッシウム」。ビジュアル元素周期表。英国王立化学協会。 2012年11月28日閲覧。
- ^ abcdef エムズリー、J. (2011).自然の構成要素: 元素のA-Zガイド(新版). オックスフォード大学出版局. pp. 215-217. ISBN 978-0-19-960563-7。
- ^ Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」（PDF） . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
- ^ Krämer, K. (2016). 「解説：超重元素」. Chemistry World . 2020年3月15日閲覧。
- ^ 「元素113と115の発見」ローレンス・リバモア国立研究所。2015年9月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年3月15日閲覧。
- ^ Eliav, E.; Kaldor, U.; Borschevsky, A. (2018). 「超アクチニド原子の電子構造」。Scott, RA (編)。無機および生体無機化学百科事典。John Wiley & Sons。pp. 1–16。doi : 10.1002 /9781119951438.eibc2632。ISBN 978-1-119-95143-8. S2CID 127060181。
- ^ Oganessian, Yu. Ts. ; Dmitriev, SN; Yeremin, AV; et al. (2009). 「核融合反応136 Xe + 136 Xe で元素 108 の同位体を生成する試み」. Physical Review C . 79 (2): 024608. doi :10.1103/PhysRevC.79.024608. ISSN 0556-2813.
- ^ ミュンツェンベルク、G . ;アームブラスター、P .フォルガー、H.他。 （1984年）。 「元素108の同定」(PDF)。物理学の時代 A。317 (2): 235–236。Bibcode :1984ZPhyA.317..235M。土井：10.1007/BF01421260。S2CID 123288075。2015年 6 月 7 日の オリジナル(PDF)からアーカイブ。2012 年10 月 20 日に取得。
- ^ Subramanian, S. (2019年8月28日). 「新しい元素を作っても儲からない。バークレーの科学者に聞いてみろ」ブルームバーグ・ビジネスウィーク。 2020年1月18日閲覧。
- ^ abcdef イワノフ、D. (2019). 「Сверхтяжелые øаги в неизвестное」[未知への超重い一歩]。nplus1.ru (ロシア語) 。2020 年2 月 2 日に取得。
- ^ Hinde, D. (2017). 「周期表における新しい超重元素」The Conversation . 2020年1月30日閲覧。
- ^ Kern, BD; Thompson, WE; Ferguson, JM (1959). 「いくつかの (n, p) および (n, α) 反応の断面積」.核物理学. 10 : 226–234. Bibcode :1959NucPh..10..226K. doi :10.1016/0029-5582(59)90211-1.
- ^ Wakhle, A.; Simenel, C.; Hinde, DJ; et al. (2015). Simenel, C.; Gomes, PRS; Hinde, DJ; et al. (eds.). 「実験的および理論的準分裂質量角分布の比較」. European Physical Journal Web of Conferences . 86 : 00061. Bibcode :2015EPJWC..8600061W. doi : 10.1051/epjconf/20158600061 . hdl : 1885/148847 . ISSN 2100-014X.
- ^ 「核反応」（PDF）。pp.7–8 。 2020年1月27日閲覧。Loveland, WD; Morrissey, DJ; Seaborg , GT (2005)として出版。「核反応」。現代の核化学。John Wiley & Sons, Inc. pp. 249–297。doi :10.1002 / 0471768626.ch10。ISBN 978-0-471-76862-3。
- ^ ab Krása, A. (2010). 「ADS 用中性子源」.原子核科学および物理工学部.プラハ工科大学: 4–8. S2CID 28796927.
- ^ Wapstra, AH (1991). 「新しい化学元素の発見が認められるために満たさなければならない基準」(PDF) . Pure and Applied Chemistry . 63 (6): 883. doi :10.1351/pac199163060879. ISSN 1365-3075. S2CID 95737691.
- ^ ab Hyde, EK; Hoffman, DC ; Keller, OL (1987). 「元素104と105の発見の歴史と分析」. Radiochimica Acta . 42 (2): 67–68. doi :10.1524/ract.1987.42.2.57. ISSN 2193-3405. S2CID 99193729.
- ^ abcd Chemistry World (2016). 「超重元素を作り周期表を完成させる方法 [ビデオ]」. Scientific American . 2020年1月27日閲覧。
- ^ ホフマン、ギオルソ、シーボーグ 2000年、334ページ。
- ^ ホフマン、ギオルソ、シーボーグ 2000年、335ページ。
- ^ ザグレバエフ、カルポフ、グライナー、2013、p. 3.
- ^ ベイザー 2003、432 ページ。
- ^ ab Pauli, N. (2019). 「アルファ崩壊」（PDF） .入門核・原子・分子物理学（核物理学パート） .ブリュッセル自由大学. 2020年2月16日閲覧。
- ^ abcde Pauli, N. (2019). 「核分裂」（PDF） .入門核・原子・分子物理学（核物理学パート） .ブリュッセル自由大学. 2020年2月16日閲覧。
- ^ Staszczak, A.; Baran, A.; Nazarewicz, W. (2013). 「核密度汎関数理論における超重元素の自発核分裂モードと寿命」. Physical Review C. 87 ( 2): 024320–1. arXiv : 1208.1215 . Bibcode :2013PhRvC..87b4320S. doi : 10.1103/physrevc.87.024320 . ISSN 0556-2813.
- ^ アウディほか2017、030001-129–030001-138ページ。
- ^ ベイザー 2003、439 ページ。
- ^ ベイザー 2003、433 ページを参照。
- ^ アウディほか2017、p. 030001-125。
- ^ Aksenov, NV; Steinegger, P.; Abdullin, F. Sh.; et al. (2017). 「ニホニウム（Nh, Z = 113）の揮発性について」. The European Physical Journal A . 53 (7): 158. Bibcode :2017EPJA...53..158A. doi :10.1140/epja/i2017-12348-8. ISSN 1434-6001. S2CID 125849923.
- ^ ベイザー 2003、432-433 ページ。
- ^ abc Oganessian, Yu. (2012). 「超重元素の「安定の島」にある核」. Journal of Physics: Conference Series . 337 (1): 012005-1–012005-6. Bibcode :2012JPhCS.337a2005O. doi : 10.1088/1742-6596/337/1/012005 . ISSN 1742-6596.
- ^ Moller, P.; Nix, JR (1994). 最も重い元素の核分裂特性(PDF) . 第2回ハドロン原子核系のシミュレーションシンポジウム、茨城県東海村。ノーステキサス大学。 2020年2月16日閲覧。
- ^ ab Oganessian, Yu. Ts. (2004). 「超重元素」. Physics World . 17 (7): 25–29. doi :10.1088/2058-7058/17/7/31 . 2020年2月16日閲覧。
- ^ Schädel, M. (2015). 「超重元素の化学」. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 373 (2037): 20140191. Bibcode :2015RSPTA.37340191S. doi : 10.1098/rsta.2014.0191 . ISSN 1364-503X. PMID 25666065.
- ^ Hulet, EK (1989).バイオモーダル自発核分裂. 核分裂50周年記念、レニングラード、ソ連. Bibcode :1989nufi.rept...16H.
- ^ Oganessian, Yu. Ts.; Rykaczewski, KP (2015). 「安定の島への橋頭保」. Physics Today . 68 (8): 32–38. Bibcode :2015PhT....68h..32O. doi : 10.1063/PT.3.2880 . ISSN 0031-9228. OSTI 1337838. S2CID 119531411.
- ^ Grant, A. (2018). 「最も重い元素の計量」. Physics Today . doi :10.1063/PT.6.1.20181113a. S2CID 239775403.
- ^ Howes, L. (2019). 「周期表の末尾にある超重元素の探究」. Chemical & Engineering News . 2020年1月27日閲覧。
- ^ ab Robinson, AE (2019). 「トランスファーミウム戦争：冷戦期の科学的乱闘と悪口」。蒸留。 2020年2月22日閲覧。
- ^ “Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (экавольфрам)” [化学元素の人気ライブラリ。シーボーギウム（エカタングステン）】。nt.ru (ロシア語) 。2020 年1 月 7 日に取得。『Экавольфрам』 [Eka-tungsten]より転載。 Популярная библиотека химических элементов。 Серебро – Нильсборий и далее [化学元素の人気のあるライブラリ。ニールスボーリウムまでの銀、そしてその先へ] (ロシア語)。なうか。 1977年。
- ^ 「ノーベリウム - 元素情報、特性、用途 | 周期表」。王立化学協会。 2020年3月1日閲覧。
- ^ クラグ2018、38-39頁。
- ^ Kragh 2018、40ページ。
- ^ ab Ghiorso, A.; Seaborg, GT; Oganessian, Yu. Ts.; et al. (1993). 「『トランスフェミウム元素の発見』報告書に対する応答と、それに続くトランスフェミウムワーキンググループによる応答への返答」(PDF) . Pure and Applied Chemistry . 65 (8): 1815–1824. doi :10.1351/pac199365081815. S2CID 95069384. 2013年11月25日時点のオリジナルより アーカイブ(PDF) . 2016年9月7日閲覧。
- ^無機化学命名 法委員会 (1997)。「トランスフェミウム元素の名前と記号 (IUPAC 勧告 1997)」(PDF)。純粋および応用化学。69 (12): 2471–2474。doi :10.1351/pac199769122471。
- ^ Aksenov, NV; Steinegger, P.; Abdullin, F. Sh.; et al. (2017). 「ニホニウム（Nh, Z = 113）の揮発性について」. The European Physical Journal A . 53 (7): 158. Bibcode :2017EPJA...53..158A. doi :10.1140/epja/i2017-12348-8. ISSN 1434-6001. S2CID 125849923.
- ^ Poole-Sawyer, J. (2019). 「現代の錬金術：超重元素の創造」. inChemistry .アメリカ化学会. 2020年1月27日閲覧。
- ^ 「ベータ崩壊」。核壁チャートガイド。ローレンス・バークレー国立研究所。 2020年8月28日閲覧。
- ^ abc Oganessian, Yu. (2012). 「超重元素の「安定の島」にある核」. Journal of Physics: Conference Series . 337 (1): 012005-1–012005-6. Bibcode :2012JPhCS.337a2005O. doi : 10.1088/1742-6596/337/1/012005 . ISSN 1742-6596.
- ^ ab Oganessian, Yu. Ts. (2004). 「超重元素」.純粋および応用化学. 76 (9): 1717–1718. doi : 10.1351/pac200476091715 . ISSN 1365-3075.
- ^ abcde "Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (экавольфрам)" [化学元素の人気ライブラリ。シーボーギウム（エカタングステン）】。nt.ru (ロシア語) 。2020 年1 月 7 日に取得。『Экавольфрам』 [Eka-tungsten]より転載。 Популярная библиотека химических элементов. Серебро — Нильсборий и далее [化学元素の人気のあるライブラリ。ニールスボーリウムまでの銀、そしてその先へ] (ロシア語)。なうか。 1977年。
- ^ Oganessian, Yu. Ts. (2000). 「超重元素の安定性の島への道」.原子核物理学. 63 (8): 1320. Bibcode :2000PAN....63.1315O. doi :10.1134/1.1307456. ISSN 1063-7788. S2CID 121690628.
- ^ Oganessian, Yu. Ts.; Ter-Akopian, GM; Pleve, AA; et al. (1978). 226Ra+48Ca反応における元素108の合成に関する実験( PDF ) (レポート) (ロシア語). Joint Institute for Nuclear Research . 2018年6月8日閲覧。
- ^ Orlova, OA; Pleve, AA; Ter-Akop'yan, GM; et al. (1979). Опыты по синтезу 108 еремента в реакции 208Pb + 58Fe [ 208 Pb + 58 Fe反応における元素108の合成に関する実験] (PDF) (レポート) (ロシア語). Joint Institute for Nuclear Research . 2020年8月28日閲覧。
- ^ 「タイムライン—GSI」。GSIヘルムホルツ重イオン研究センター。 2019年12月10日閲覧。
- ^ Preuss, P. (2001). 「ハッシウムは化学が研究される最も重い元素になる」ローレンス・バークレー国立研究所。 2019年12月10日閲覧。
- ^ ab バーバーら。 1993年、p. 1790年。
- ^ ab バーバーら。 1993年、p. 1791年。
- ^ ミュンツェンベルク、G.アームブラスター、P.フォルガー、H.ヘスバーガー、PF;ホフマン、Ｓ．ケラー、J.ポッペンジーカー、Ｋ．ライスドルフ、W.シュミット、K. -H. （1984年）。 「元素108の特定」。物理学の時代 A。317 (2): 235。書誌コード:1984ZPhyA.317..235M。土井：10.1007/BF01421260。
- ^ ab Hofmann, S. (2016). 「元素番号107から112の発見」(PDF) . EPJ Web Conf . 131 : 4–5. Bibcode :2016EPJWC.13106001H. doi : 10.1051/epjconf/201613106001 . 2019年9月23日閲覧。
- ^ バーバーら。 1993年、p. 1757年。
- ^ abc 「GSI - 元素107-109」。GSIヘルムホルツ重イオン研究センター。2012年。2019年9月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年9月29日閲覧。
- ^ abcdef Koppenol, WH (2002). 「新元素の命名（IUPAC勧告2002）」（PDF） .純粋および応用化学. 74 (5): 788. doi :10.1351/pac200274050787. ISSN 1365-3075. S2CID 95859397.
- ^ Chatt, J. (1979). 「原子番号100を超える元素の命名に関する推奨事項」.純粋および応用化学. 51 (2): 381–384. doi : 10.1351/pac197951020381 .
- ^ Öhrström, L.; Holden, NE (2016). 「3文字の元素記号」. Chemistry International . 38 (2): 4–8. doi : 10.1515/ci-2016-0204 .
- ^ グリーンウッド＆アーンショー 1997年、30ページ。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1653ページ。
- ^ 「GSI—元素107-109」。GSIヘルムホルツ重イオン研究センター。2012年。2019年9月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年9月29日閲覧。
- ^ Karol, P. (1994). 「トランスフェミウム戦争」. Chemical & Engineering News . 74 (22): 2–3. doi : 10.1021/cen-v072n044.p002 .
- ^ ホフマン、ギオルソ、シーボーグ 2000年、337-338頁、384頁。
- ^ ホフマン、ギオルソ、シーボーグ 2000年、385-394頁。
- ^ 無機化学部門：無機化学命名法委員会（1994年）。「トランスフェミウム元素の名前と記号（IUPAC勧告1994年）」（PDF）。純粋および応用化学。66 （12）：2419–2421。doi ： 10.1351 /pac199466122419 。 2020年8月28日閲覧。
- ^ Cotton, SA (1996). 「アクチニドの次は何か?」.化学協会レビュー. 25 (3): 219–227. doi :10.1039/CS9962500219.
- ^ "IUPAC verabschiedet Namen für schwere Elemente: GSI-Vorschläge für die Elemente 107 bis 109 akzeptiert" [IUPAC が重元素の名前を採用: 元素 107 から 109 に対する GSI の提案が受け入れられた] (PDF)。GSI-Nachrichten (ドイツ語)。Gesellschaft für Schwerionenforschung。 1997。2015年 12 月 23 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2019 年6 月 30 日に取得。
- ^ Yarris, L. (1994). 「国際委員会が論争する元素106の命名」ローレンス・バークレー研究所。 2016年9月7日閲覧。
- ^ ホフマン、ギオルソ、シーボーグ 2000年、392-394頁。
- ^ ホフマン、ギオルソ、シーボーグ 2000年、394-395頁。
- ^ Bera, JK (1999). 「重い元素の名前」. Resonance . 4 (3): 53–61. doi :10.1007/BF02838724. S2CID 121862853.
- ^ 「トランスフェミウム元素の名前と記号（IUPAC勧告1997）」純粋および応用化学. 69（12）：2471–2474。1997年。doi：10.1351/pac199769122471。
- ^ ホフマン、ギオルソ、シーボーグ 2000年、396-398頁。
- ^ ab Aldersey-Williams, H. (2011). Periodic Tales . HarperCollins Publishers . pp. 396–397. ISBN 978-0-06-182473-9。
- ^ abcde アウディら。 2017、p. 030001-134。
- ^ abcdefg Audi et al. 2017、p. 030001-133。
- ^ ab Thoennessen, M. (2016).同位体の発見：完全版. Springer. pp. 229, 234, 238. doi :10.1007/978-3-319-31763-2. ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN 2016935977.
- ^ abcd Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, VK; Shumeiko, MV; et al. (2024年5月6日). 「元素110の同位体Ds 273とDs 275の合成と崩壊特性」. Physical Review C. 109 ( 5): 054307. doi :10.1103/PhysRevC.109.054307. ISSN 2469-9985 . 2024年5月11日閲覧。
- ^ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, VK; Shumeiko, MV; et al. (2023). 「232 Th + 48 Ca反応による新しい同位体276 Dsとその崩壊生成物272 Hsおよび268 Sg 」。Physical Review C . 108 (24611): 024611. Bibcode :2023PhRvC.108b4611O. doi :10.1103/PhysRevC.108.024611. S2CID 261170871.
- ^ Utyonkov, VK; Brewer, NT; Oganessian, Yu. Ts.; et al. (2018年1月30日). 「240Pu+48Ca反応で得られた中性子不足の超重核」. Physical Review C . 97 (14320): 014320. Bibcode :2018PhRvC..97a4320U. doi : 10.1103/PhysRevC.97.014320 .
- ^ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, VK; Ibadullayev, D.; et al. (2022). 「JINR 超重元素工場における242 Pu および238 U ターゲットによる48 Ca 誘発反応の調査」。Physical Review C . 106 (24612): 024612. Bibcode :2022PhRvC.106b4612O. doi :10.1103/PhysRevC.106.024612. OSTI 1883808. S2CID 251759318.
- ^ Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」（PDF） . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
- ^ Scerri, E. (2019). 周期表：その歴史と意義。オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-091438-7。
- ^ Helmenstine, AM (2019). 「ハッシウムの事実—Hsまたは元素108」。ThoughtCo。2020年8月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年7月9日閲覧。
- ^ ab アウディら。 2017、030001-133–030001-136 ページ。
- ^ Hofmann, S.; Heinz, S.; Mann, R.; et al. (2012). 「GSI-SHIP で研究された反応48 Ca + 248 Cm → 296 116 * 」. The European Physical Journal A . 48 (5): 62. Bibcode :2012EPJA...48...62H. doi :10.1140/epja/i2012-12062-1. S2CID 121930293.
- ^ ab Pauli, N. (2019). 「核分裂」（PDF） .入門核・原子・分子物理学（核物理学パート） .ブリュッセル自由大学. 2020年2月16日閲覧。
- ^ abcd Oganessian, Yu. Ts. (2004). 「超重元素」.純粋および応用化学. 76 (9): 1716–1718. doi : 10.1351/pac200476091715 . ISSN 1365-3075.
- ^ Dean, T. (2014). 「超重元素の作り方」Cosmos Magazine . 2020年7月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年7月4日閲覧。
- ^ Schädel, M. (2015). 「超重元素の化学」. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 373 (2037): 20140191. Bibcode :2015RSPTA.37340191S. doi : 10.1098/rsta.2014.0191 . ISSN 1364-503X. PMID 25666065.
- ^ Hulet, EK (1989).バイオモーダル自発核分裂. 核分裂50周年. Bibcode :1989nufi.rept...16H.
- ^ ザグレバエフ、カルポフ、グライナー、2013 年、11–12 ページ。
- ^ ab Oganessian, Yu. Ts.; Abdullin, F. Sh.; Alexander, C.; et al. (2013). 「元素117の同位体の崩壊特性と励起関数を含む249Bk + 48Ca反応の実験的研究、および新同位体277Mtの発見」。Physical Review C . 87 (5). American Physical Society: 8–9. Bibcode :2013PhRvC..87e4621O. doi : 10.1103/PhysRevC.87.054621 .
- ^ Patyk, Z.; Sobiczewski, A. (1991). 「多次元変形空間で解析された最も重い核の基底状態特性」Nuclear Physics A . 533 (1): 150. Bibcode :1991NuPhA.533..132P. doi :10.1016/0375-9474(91)90823-O.
- ^ Inman, M. (2006). 「A Nuclear Magic Trick」. Physical Review Focus . Vol. 18. doi :10.1103/physrevfocus.18.19. 2018年6月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年12月25日閲覧。
- ^ ab Dvorak, J.; Brüchle, W.; Chelnokov, M.; et al. (2006). 「二重魔法核 108270Hs162」. Physical Review Letters . 97 (24): 242501. Bibcode :2006PhRvL..97x2501D. doi :10.1103/PhysRevLett.97.242501. PMID 17280272.
- ^ Smolańczuk, R. (1997). 「仮想球状超重核の特性」(PDF) . Physical Review C. 56 ( 2): 812–824. Bibcode :1997PhRvC..56..812S. doi :10.1103/PhysRevC.56.812.
- ^ Hofmann, S.; Heßberger, FP; Ackermann, D.; et al. (2002). 「元素111と112に関する新しい結果」. The European Physical Journal A . 14 (2): 155. Bibcode :2002EPJA...14..147H. doi :10.1140/epja/i2001-10119-x. ISSN 1434-6001. S2CID 8773326.
- ^ Schädel, M.; Shaughnessy, D. (2013). 超重元素の化学。Springer Science & Business Media。p. 458。ISBN 978-3-642-37466-1。
- ^ Karpov, AV; Zagrebaev, VI; Palenzuela, YM; et al. (2012). 「最も重い元素の崩壊特性と安定性」(PDF) . International Journal of Modern Physics E . 21 (2): 1250013-1–1250013-20. Bibcode :2012IJMPE..2150013K. doi :10.1142/S0218301312500139. 2016年12月3日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2018年12月28日閲覧。
- ^ ab Oganessian, Yu. (2007). 「48Ca誘導反応による最も重い核」(PDF) . Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics . 34 (4): R235. Bibcode :2007JPhG...34R.165O. doi :10.1088/0954-3899/34/4/R01. 2017年8月9日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2018年12月28日閲覧。
- ^ Kragh 2018、9-10頁。
- ^ チェルディンツェフ、VV;ミハイロフ、VF (1963)。 「Первозданный заурановый изотоп в природе」[自然界の原始超ウラン同位体]。ゲオヒミヤ（ロシア語）。1：3～14。OSTI 4748393。
- ^ ab ニキチン、A. (1970)。 「Новый трансуран найден в природе」[自然界で発見された新しい超ウラン]。ナウカ・イ・ジズン（ロシア語）。2：102～106。
- ^ ab Kulakov, VM (1970). 「元素108は発見されたか?」.ソビエト原子力エネルギー. 29 (5): 1166–1168. doi :10.1007/BF01666716. S2CID 95772762.
- ^ Marinov, A. ; Gelberg, S.; Kolb, D.; et al. (2003). 「自然界における超重元素の存在可能性に関する新たな展望」.原子核物理学. 66 (6): 1137–1145. arXiv : nucl-ex/0210039 . Bibcode :2003PAN....66.1137M. doi :10.1134/1.1586428. S2CID 119524738.
- ^ abc Ivanov, AV (2006). 「地球化学的観点から見た自然界におけるHsの存在の可能性」.粒子と核の物理学レター. 3 (3): 165–168. arXiv : nucl-th/0604052 . Bibcode :2006PPNL....3..165I. doi :10.1134/S1547477106030046. S2CID 118908703.
- ^ Sokol, E. (2013). Yakushev, E. (ed.). Laboratoire Souterrain de Modane における 2013 年の JINR 活動および達成されたタスクに関する報告書 (レポート)。Joint Institute for Nuclear Research 。 2020 年7 月 10 日閲覧。
- ^ Ludwig, P.; Faestermann, T.; Korschinek, G.; et al. (2012). 「加速器質量分析法による自然界の292 ≤ A ≤ 310の超重元素の探索」(PDF) . Physical Review C . 85 (2): 024315-1–024315-8. doi :10.1103/PhysRevC.85.024315. 2018年12月28日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2018年12月28日閲覧。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1666-1669頁。
- ^ Subramanian, S. (2019年8月28日). 「新しい元素を作っても儲からない。バークレーの科学者に聞いてみろ」ブルームバーグ・ビジネスウィーク。 2020年1月18日閲覧。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1666ページ。
- ^ abc ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1669ページ。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1666-1667頁。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1667-1668頁。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1676ページ。
- ^ abc 「スピン軌道分裂」。X線光電子分光法（XPS）リファレンスページ。ウェスタンオンタリオ大学。2012年。 2020年1月26日閲覧。
- ^ Thayer, JS (2010)。「相対論的効果と重い主族元素の化学」。Barysz, M.、Ishikawa, Ya. (編)。化学者のための相対論的手法。計算化学と物理学の課題と進歩。第 10 巻。Springer Netherlands。p. 65。doi : 10.1007/ 978-1-4020-9975-5_2。ISBN 978-1-4020-9974-8。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1668-1669頁。
- ^ Spavieri, G.; Mansuripur, M. (2015). 「スピン軌道相互作用の起源」. Physica Scripta . 90 (8): 085501-1–085501-2. arXiv : 1506.07239 . Bibcode :2015PhyS...90h5501S. doi :10.1088/0031-8949/90/8/085501. ISSN 0031-8949. S2CID 119196998.
- ^ ab Hoffman、Lee、Pershina 2006、p.1679。
- ^ Grossman, JC; Mizel, A.; Côté, M.; et al. (1999). 「遷移金属とその炭化物および窒化物: 電子的および構造的特性の傾向」. Phys. Rev. B. 60 ( 9): 6344. Bibcode :1999PhRvB..60.6343G. doi :10.1103/PhysRevB.60.6343. S2CID 18736376.
- ^ Cohen, M. (1985). 「ダイヤモンドと閃亜鉛鉱型固体の体積弾性係数の計算」. Physical Review B. 32 ( 12): 7988–7991. Bibcode :1985PhRvB..32.7988C. doi :10.1103/PhysRevB.32.7988. PMID 9936971.
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1677ページ。
- ^ グリーンウッド＆アーンショー 1997年、27-28頁。
- ^ ab Griffith, WP (2008). 「周期表と白金族金属」. Platinum Metals Review . 52 (2): 114–119. doi : 10.1595/147106708X297486 .
- ^ abcd Düllmann, CE (2011). 超重元素研究 超重元素—GSIとマインツからのニュース（レポート） マインツ大学。 2018年12月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年6月30日閲覧。
- ^ ab Düllmann, CE; Dressler, R.; Eichler, B.; et al. (2003). 「ハッシウム（Hs、Z=108）の最初の化学的研究」。Czechoslovak Journal of Physics . 53 (1 Supplement): A291–A298。Bibcode :2003CzJPS..53A.291D。doi : 10.1007 /s10582-003-0037-4。S2CID 123402972 。
- ^ abcd 「ハッシウムの化学」(PDF)。 Gesellschaft für Schwerionenforschung。 2002。2012年 3 月 11 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2019 年6 月 30 日に取得。
- ^ abcdefghijk Schädel, M. (2003). 超重元素の化学. Springer. p. 269. ISBN 978-1402012501. 2012年11月17日閲覧。
- ^ Barnard, CFJ; Bennett, SC (2004). 「ルテニウムとオスミウムの酸化状態」. Platinum Metals Review . 48 (4): 157–158. doi : 10.1595/147106704X10801 .
- ^ Gong, Yu; Zhou, M.; Kaupp, M .; Riedel, S. (2009). 「酸化状態 +VIII のイリジウムを含む四酸化イリジウム分子の形成と特性評価」。Angewandte Chemie International Edition。48 ( 42): 7879–7883。doi :10.1002/anie.200902733。PMID 19593837 。
- ^ Wang, G.; Zhou, M.; Goettel, JT; et al. (2014). 「形式酸化状態がIXのイリジウム含有化合物の同定」. Nature . 514 (7523): 475–477. Bibcode :2014Natur.514..475W. doi :10.1038/nature13795. PMID 25341786. S2CID 4463905.
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1720ページ。
- ^ Nagame, Yu.; Kratz, JV; Schädel, M. (2015). 「液相中のZ ≥ 104の元素の化学的研究」. Nuclear Physics A. 944 : 632. Bibcode :2015NuPhA.944..614N. doi :10.1016/j.nuclphysa.2015.07.013.
- ^ ab Perfiliev, Yu. D.; Sharma, VK (2008). 「固体鉄の高酸化状態：合成およびメスバウアー特性評価 - 鉄酸塩 - ACSシンポジウムシリーズ（ACS出版物）」. Platinum Metals Review . 48 (4): 157–158. doi : 10.1595/147106704X10801 .
- ^ Nič, M.; Jirát, J.; Košata, B.; Jenkins, A., eds. (2009). 「電子親和力、Eea」。IUPAC化学用語集（2.1.0版）。国際純正応用化学連合。doi : 10.1351 / goldbook.e01977。ISBN 978-0-9678550-9-7. 2019年11月24日閲覧。
- ^ Gutsev, GL; Khanna, S.; Rao, B.; Jena, P. (1999). 「FeO 4 : スーパーハロゲンを模倣した閉殻クラスターのユニークな例」. Physical Review A. 59 ( 5): 3681–3684. Bibcode :1999PhRvA..59.3681G. doi :10.1103/PhysRevA.59.3681.
- ^ コットン、SA（1997）。貴金属の化学。チャップマン＆ホール。ISBN 978-0-7514-0413-5。
- ^ Martín, VS; Palazón, JM; Rodríguez, CM; Nevill, CR (2006). 「ルテニウム(VIII)酸化物」.有機合成試薬百科事典. doi :10.1002/047084289X.rr009.pub2. ISBN 978-0471936237。
- ^ Brown, GM; Butler, JH (1997). 「四酸化ルテニウム染色と低電圧走査型電子顕微鏡 (LVSEM) を用いたポリマーブレンドのドメイン形態の特性評価のための新しい方法」.ポリマー. 38 (15): 3937–3945. doi :10.1016/S0032-3861(96)00962-7.
- ^ Stellman, JM (1998). 「オスミウム」.労働安全衛生百科事典. 国際労働機関. p. 63.34. ISBN 978-92-2-109816-4. OCLC 35279504.
- ^ Housecroft, CE; Sharpe, AG (2004).無機化学（第2版）. Prentice Hall. pp. 671–673, 710. ISBN 978-0-13-039913-7。
- ^ Thompson, M. 「四酸化オスミウム（OsO4）」ブリストル大学。2013年9月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年4月7日閲覧。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1685ページ。
- ^ アブ・ フォン・ツヴァイドルフ、A.;アンガート、R.ブリュッヒレ、W.他。 （2003年）。 「CALLISTO実験の最終結果: ハッセートナトリウム(VIII)の形成」。核および放射化学の進歩(PDF)。 Vol. 3. ユーリッヒ強制収容所。 141–143ページ。ISBN 978-3-89336-362-9. 2021年7月29日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。2019年6月13日閲覧。
- ^ ab Pershina, V.; Anton, J.; Jacob, T. (2008). 「MO 4 (M = Ru、Os、元素番号 108、Hs) の電子構造の完全相対論的密度汎関数理論計算と物理吸着の予測」。Physical Review A . 78 (3): 032518. Bibcode :2008PhRvA..78c2518P. doi :10.1103/PhysRevA.78.032518.
- ^ シェーデル、M. (2006)。 「超重元素の化学」。アンゲワンテ・ケミー国際版。45 (3): 391.土井:10.1002/anie.200461072。ISSN 1433-7851。PMID 16365916。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1719ページ。
- ^ Düllmann, CE; Brüchle, W.; Dressler, R.; et al. (2002). 「ハッシウム（元素番号108）の化学的研究」. Nature . 418 (6900): 859–862. Bibcode :2002Natur.418..859D. doi :10.1038/nature00980. PMID 12192405. S2CID 4412944.
- ^ Düllmann, CE; Eichler, B.; Eichler, R.; et al. (2002). 「第8族四酸化物MO 4（M = ルテニウム、オスミウム、ハッシウム（Z = 108））の安定性と揮発性について」。The Journal of Physical Chemistry B. 106 ( 26): 6679–6680. doi :10.1021/jp0257146. ISSN 1520-6106.
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1712-1714頁。
- ^ ab Hoffman、Lee、Pershina 2006、pp.1714-1715を参照。
- ^ ホフマン、リー、ペルシナ 2006年、1714ページ。
- ^ 偶数、J.クラッツ、合弁会社;メンデル、M. Wiehl、N. (2011)。 「ハッシウムの電着実験」(PDF)。 Gesellschaft für Schwerionenforschung。2020 年 3 月 11 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2019 年6 月 30 日に取得。
- ^ Maria, L.; Marçalo, J.; Gibson, JK (2019). Evans, WJ; Hanusa, TP (編).最も重い金属: アクチニドとその先の科学と技術. John Wiley & Sons. p. 260. ISBN 978-1-119-30408-1。
文献
- Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; et al. (2017). 「NUBASE2016による核特性の評価」(PDF) . Chinese Physics C . 41 (3): 030001. Bibcode :2017ChPhC..41c0001A. doi :10.1088/1674-1137/41/3/030001. S2CID 126750783. 2020年8月1日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- Barber, RC; Greenwood, NN ; Hrynkiewicz, AZ; et al. (1993). 「トランスフェミウム元素の発見」(PDF) . Pure and Applied Chemistry . 65 (8): 1757–1814. doi :10.1351/pac199365081757. S2CID 195819585. 2016年9月20日時点のオリジナルより アーカイブ(PDF) . 2016年9月7日閲覧。
- Beiser, A. (2003).現代物理学の概念(第 6 版). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC 48965418.
- グリーンウッド、NN; アーンショウ、A. (1997)。元素の化学（第2版）。バターワース・ハイネマン。ISBN 978-0-08-037941-8。
- ホフマン、DC、ギオルソ、A、シーボーグ、GT（2000）。『超ウラン元素の人々：内部物語』ワールドサイエンティフィック。ISBN 978-1-78-326244-1。
- Hoffman, DC; Lee, DM; Pershina, V. (2006)。「超アクチニド元素と未来の元素」。Morss, LR; Edelstein, NM; Fuger, J. (編)。アクチニド元素と超アクチニド元素の化学(第 3 版)。Springer Science+Business Media。pp . 1652–1752。ISBN 978-1-4020-3555-5。
- Kragh, H. (2018).超ウラン元素から超重元素へ: 論争と創造の物語. Springer . ISBN 978-3-319-75813-8。
- Lide, DR (2004).化学と物理学のハンドブック(第84版). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0566-5。
- Zagrebaev, V.; Karpov, A.; Greiner, W. (2013). 「超重元素研究の未来: 今後数年以内に合成できる核はどれか?」. Journal of Physics: Conference Series . 420 (1): 012001. arXiv : 1207.5700 . Bibcode :2013JPhCS.420a2001Z. doi : 10.1088/1742-6596/420/1/012001 . ISSN 1742-6588. S2CID 55434734.
外部リンク
ウィキメディア・コモンズのハッシウム関連メディア