第99号元素锿基本化学性质首次揭示

时间：2021-02-09 12:03:22来源：科技日报

据《自然》网站报道，美国研究人员首次揭示了元素周期表中最神秘且最重的元素之一——锿的基本化学性质。这一成就使化学家们离发现所谓的“稳定岛”更近了一步。“稳定岛”意味着元素的维持时间足以进行研究和使用。

1952年，美国能源部在首次氢弹试验中发现了锿。该元素并非自然存在于地球上，只能通过专门的核反应堆微量生产。锿也很难与其他元素分离，具有很高的放射性并迅速衰变，这使得研究锿极为困难。

美国加州大学劳伦斯·伯克利国家实验室研究人员造出了233纳克纯锿样品，并进行了自上世纪70年代以来的首次实验，由此发现了该元素的一些基本化学性质。

研究人员测量出了锿的化学键长度(两个键原子之间的平均距离)，这是一种基本的化学性质，可以帮助科学家预测其将如何与其他元素相互作用。他们还发现，锿的键长与锕系元素的总体趋势背道而驰。这是过去理论上已经预测过的，但从未在实验中被证明。

与其他锕系元素相比，锿暴露于光线时的发光能力也大不相同，研究人员将其描述为“前所未有的物理现象”，需要进一步实验以确定原因。

锿是通过用中子和质子轰击目标元素锔以制造更重元素时生成的。研究小组在美国橡树岭国家实验室使用了一个专门的核反应堆，这是世界上少数可以制造锿的地方之一。

然而反应的目的是制造锎，极少量的锿只是反应的副产品。由于两种元素很相似性，要从锎中提取纯锿样品极具挑战性。研究人员最终仅得到微量的锿-254样品，这是其较稳定的同位素之一。

新研究使将来制造锿变得更容易，从而有望用锿作为目标元素来创造更重的元素。对于某些化学家而言，最终目的之一就是发现半衰期更长的假想超重元素。锿-254的半衰期约为276天，与半衰期最多只有几微秒的其他重元素相比，它们就好像处在“稳定岛”上。

锿-254会衰变为锫-250，后者会发射有害的伽玛射线。洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员为此设计了一种特殊的3D打印样品架，以容纳锿并保护伯克利实验室的科学家免受这种辐射。但研究人员称，它一直在衰减，每个月都会损失7.2%的质量。