自从1937年人工制得第一个人造元素43号元素锝以来,到1964年,连续制得61号元素钷、85号元素砹、87号元素钫、93号元素镎、94号元素钚、95号元素镅、96号元素锔、97号元素锫、98号元素锎、99号元素锿、100号元素镄、101号元素钔、102号元素锘、103号元素铹,一共是15个元素。经历了27年,不到两年的时间里就出现一个。这真是令人想像不到的。在这些人造元素出现的过程中,照射的粒子质量越来越大了;照射的时间越来越长了;产生新元素的量越来越少了;它们的寿命越来越短了,检测它们和分离出它们越来越困难了。但是这些都没有阻碍科学家继续寻找,反而使他们克服阻碍,创造出更新的科学技术方法,连续不断地制得一个又一个更新的元素。

    早在1964年,前苏联人就宣布,在莫斯科附近杜布纳(Dubna)城核研究联合研究所的核反应实验室里用氖离子22Ne照射钚242Pu,获得了质量数为260的104号元素,把这个核反应写成式子是:

242Pu + 22Ne → 260104 + 410n

    据说,进行这个实验,需要成百升分离出的氖气,照射时间40小时。

    产生的260104新核从钚靶反冲,射向镍传送带(如图),带长8米,以一定的转速把新核向前移送。此时自发裂变的产物的反冲核射至按序分列的磷酸盐玻璃片上。当照射停止后用化学处理玻璃片,几小时后在显微镜下观察到径迹。根据径迹在片上出现的位置,计算出它的半衰期在0.1到0.5秒之间变动,平均是0.3秒。

    在鉴定中是将离开靶的反冲原子进入氮气流中,并被阻停,然后与氯气作用。它与氯的化合物很容易通过一种专门的过滤器,而锕系元素的氯化物就不能通过。如果它属于锕系元素,它就将被过滤器吸收。结果表明104号元素已不再属于锕系元素了。锕系元素到103号元素为止,104号元素已属于钛(Ti)分族,化学性质与铪(Hf)相似,正如化学元素周期表所示的那样。

    前苏联人把这一元素命名为kurchatovim,以纪念在前苏联对核技术和核能作出贡献的科学家库尔查托夫(I.Kurchatov)。于是,在前苏联新出版的一些有关化学书籍、杂志中,在化学元素周期表104号元素的位置上,在元素铪的下面排出了“Ku”,是他们给出这个新元素的符号。我国有人提议译成“”。

    到1969年4月,美国西部加利福尼亚州伯克利城加利福尼亚大学分校以吉奥索为首的几位科学家们先后用加速的碳离子照射锎,氧离子照射锔,氮离子照射锫,获得了104号元素的另一些同位素:

249Cf + 12C → 257104 + 410n

249Cf + 12C → 258104 + 310n

249Cf + 13C → 259104 + 310n

248Cm + 18O → 261104 + 510n

249Bk + 15N → 261104 + 310n

    质量数为261的是已知104号元素各同位素中寿命最长的,半衰期约65秒。

    这些美国科学家又把这个新元素命名为rutherfordium,以纪念英籍新西兰物理学家卢瑟福(E.Rutherford)。美国人也急急忙忙在新出版的一些有关化学书籍、杂志中,在元素周期表104号元素的位置上排出“Ru”,是他们定的这个新元素的符号。我们又有人把它译成“”。

    接着105号元素的几个同位素又在1970—1971年间先后在杜布纳和伯克利制得。这些核反应是:

249Cf + 15N → 260105 + 410n

243Am + 22Ne → 261105 + 410n

249Bk + 18O → 262105 + 510n

    262105的半衰期34秒,是寿命最长的。

    美国人把这一元素命名为hahnium(),元素符号定为Ha,以纪念发现核裂变的德国科学家哈恩(O.Hahn)。前苏联人又把这一元素称为nielsbohrium(),元素符号定为Ns,以纪念首先提出原子结构的量子化轨道理论的丹麦科学家尼尔斯?玻尔(Niels Bohr)。

    261104和262105的寿命长达几十秒,鼓舞了科学家们继续寻找更重的元素。吉奥索表示获得106号元素没有任何科学疑虑。

    就在1974年,美国科学家们以吉奥索为首用氧离子照射锎-249,获得质量数263的106号元素:

249Cf + 18O → 263106 + 210n

半衰期0.9秒。

    美国化学会命名委员会提议以美国化学家西博格(G.Seaborg)的姓氏命名它为seaborgium,元素符号定为Sg。西博格领导的小组先后发现从94号元素到102号元素多种新元素而荣获1951年诺贝尔化学奖。

    差不多同时,前苏联科学家们用铬离子照射铅,获得106号元素的另一同位素:

207Pb + 54Cr → 259106 + 210n

    这又开辟了一条新的合成新元素的道路,是用较重元素的离子,使二者冷熔合(cola fusion)。科学家们风趣地说:它们彼此温柔地接吻而不再飞离。

    接着过了两年,1976年前苏联科学家又用冷熔合方法合成了107号元素:

209Bi + 54Cr → 261107 + 210n

    到80年代初,当时西德的科学家们追赶上来。1982年8月29日,西德黑森(Hassen)州达姆斯塔特(Darmstadt)城重离子研究中心实验室以门岑贝格和阿姆布鲁斯特为首的物理学家们宣布:他们捉住了一条罕见的鱼。是迄今发现的最重的化学元素109号元素。它是用铁离子照射铋获得:

58Fe + 209Bi → 266109 + 10n

    它仅仅生存了5毫秒,也就是0.005秒。

    它确实是当时最重的,比它稍轻的108号元素还没有合成呢?弟弟却比哥哥先诞生了。

    吉奥索问悉报告后大加赞扬:这是一项了不起的工作,虽然他们只获得仅仅一个原子。

    108号元素比109号元素晚两年在西德的同一实验室里诞生,是在1984年3月用铅离子照射铁获得:

58Fe + 208Pb → 265108 + 10n

    到1985年初,苏联科学家们证实了它的存在,它的寿命只有几毫秒。德国人只制得它的三个原子。

    问题是如何命名它们了,总不能让苏联人和美国人各自称呼它们。

    早在1979年,国际纯粹和应用化学联合会就作出明确规定,终止用科学家的姓氏命名新元素,提出新元素命名的几个原则:

    (1)新元素的命名应该与原子序数具有简单而明确的关系。

    (2)不论是金属元素,还是非金属元素,它们的拉丁名称词尾都加-ium。

    (3)新元素符号采用三个字母,以区别已知元素采用的一个或两个字母。

    具体命名是采用希腊文拉丁文数词联合起来。这些数词是nil=0,un=1,bi=2,tri=3,quad=4,Pent=5,hex=6,sep=7,oct=8,enn=9。这样,从104号起各元素的命名可以列成如表所示。

表:104号起各元素命名

元素的原子序数
名称
元素符号
104
105
106
107
...
110
...
116
...
unnilquadium
unnilpentium
unnilhekium
unnilseptium
...
ununnilium
...
ununhexium
...
ung
unp
unh
uns
...
nun
...
unh
...

    这对我们汉字的音译增添了麻烦。我国化学元素的命名是采用单字,一般是从拉丁名称的第一音节或第一和第二音节的译音而造字。现在这些拉丁名称的第一音节以及第二音节往往是相同的了。

    即使是这样,我国在出版的化学元素周期表中104号、105号、106号……元素的格子里还是填出unq、unp、unh……等符号,只是没有名称。

    美国化学会又表现出它的大国“作风”,不听这一套。当他们在1974年合成106号元素后,用西博格的姓氏命名它时,国际纯粹和应用化学联合会曾表示反对,并且表示化学元素命名也只能用已故科学家的姓氏,而当时西博格仍健在。美国化学会立即反驳说:不能以健在的科学家姓氏命名化学元素是荒唐可笑的。1952年以爱因斯坦和费米的姓氏命名99号元素和100号元素时他们两人都健在。

    事实上国际纯粹和应用化学联合会的规定没有法律效力,只具有一定的权威性。

    在这种情况下,国际纯粹和应用化学联合会只得多次召请一些国家的化学界人士讨论,修改他们曾经制定的规定。

    一直到1997年8月30日,经过40个成员国的讨论,进行了表决,以64名赞成,5名反对和12名弃权通过了104号到109号元素的命名(见表)。

表:104~109号元素命名

元素原子序数
名称
符号
104
105
106
107
108
109
rutherfordium
dubnium
seaborgium
bohrium
hassium
meitnerium
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt

    联合会还作了一些说明:维持101、102、103号元素名称——钔(mendelevium Md)。锘(nobeliumNo)和铹(lawrencium Lr),因为这些元素的名称已经被广为接受。

    105号元素命名为dubnium是纪念俄罗斯杜布纳城实验室在人造元素中作出的贡献。

    107号元素命名由原来的nielsbohrium改为bohrium是受到玻尔家族支持的,也得到广泛的拥护,因为硬把玻尔的名加到姓前而组成nielsbohr,是违背欧洲人姓名传统的,是很难被接受的。

    108号元素命名为hassium是为纪念德国黑森州实验室在人造108、109号元素中作出的贡献。

    109号元素命名为meitnerium是为纪念奥地利出生的女科学家梅特纳(L.Meitner)。她参与了哈恩领导的核裂变反应,并对核裂变在理论上作出解释,获得国际原子能委员会1966年费米奖。

    美国化学家西博格在闻悉他的姓氏被接纳作为106号元素的命名后十分欣喜。他对美国媒体记者们表示:从现在起1000年后Sg作为106号元素的符号仍会排列在化学元素周期表上,而获得的20世纪诺贝尔奖在历史上只占一个很小的位置。

    曾被美国人作为105号元素名称的hahnium是为纪念德国科学家哈恩(O.Hahn)的,但被抹掉了。有人认为可能是由于他的傲慢态度所致。

    我国科学技术名词审定委员会根据国际纯粹和应用化学联合会的决议,在1997年8月27日公布了拟定的101~109号元素的中文名称、读音和同音字例(见表)。

原子序数
英文名称
符号
中文名称
读音
同音字
101
mendelevium
Md
men
102
nobelium
No
nuo
103
lawrencium
Lr
lao
104
rutherfordium
Rf
lu
105
dubnium
Db
du
106
Seaborgium
Sg
xi
107
bohrium
Bh
bo
108
hassium
Hs
hei
109
meitnerium
Mt
mai

s

 

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