𬭛

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𬭛   107Bh
氢（非金属） 氦（惰性气体）
锂（碱金属） 铍（碱土金属） 硼（类金属） 碳（非金属） 氮（非金属） 氧（非金属） 氟（卤素） 氖（惰性气体）
钠（碱金属） 镁（碱土金属） 铝（贫金属） 硅（类金属） 磷（非金属） 硫（非金属） 氯（卤素） 氩（惰性气体）
钾（碱金属） 钙（碱土金属） 钪（过渡金属） 钛（过渡金属） 钒（过渡金属） 铬（过渡金属） 锰（过渡金属） 铁（过渡金属） 钴（过渡金属） 镍（过渡金属） 铜（过渡金属） 锌（过渡金属） 镓（贫金属） 锗（类金属） 砷（类金属） 硒（非金属） 溴（卤素） 氪（惰性气体）
铷（碱金属） 锶（碱土金属） 钇（过渡金属） 锆（过渡金属） 铌（过渡金属） 钼（过渡金属） 锝（过渡金属） 钌（过渡金属） 铑（过渡金属） 钯（过渡金属） 银（过渡金属） 镉（过渡金属） 铟（贫金属） 锡（贫金属） 锑（类金属） 碲（类金属） 碘（卤素） 氙（惰性气体）
铯（碱金属） 钡（碱土金属） 镧（镧系元素） 铈（镧系元素） 镨（镧系元素） 钕（镧系元素） 钷（镧系元素） 钐（镧系元素） 铕（镧系元素） 钆（镧系元素） 铽（镧系元素） 镝（镧系元素） 钬（镧系元素） 铒（镧系元素） 铥（镧系元素） 镱（镧系元素） 镥（镧系元素） 铪（过渡金属） 钽（过渡金属） 钨（过渡金属） 铼（过渡金属） 锇（过渡金属） 铱（过渡金属） 铂（过渡金属） 金（过渡金属） 汞（过渡金属） 铊（贫金属） 铅（贫金属） 铋（贫金属） 钋（贫金属） 砹（类金属） 氡（惰性气体）
钫（碱金属） 镭（碱土金属） 锕（锕系元素） 钍（锕系元素） 镤（锕系元素） 铀（锕系元素） 镎（锕系元素） 钚（锕系元素） 镅（锕系元素） 锔（锕系元素） 锫（锕系元素） 锎（锕系元素） 锿（锕系元素） 镄（锕系元素） 钔（锕系元素） 锘（锕系元素） 铹（锕系元素） 𬬻（过渡金属） 𬭊（过渡金属） 𬭳（过渡金属） 𬭛（过渡金属） 𬭶（过渡金属） 鿏（预测为过渡金属） 𫟼（预测为过渡金属） 𬬭（预测为过渡金属） 鿔（过渡金属） 鿭（预测为贫金属） 𫓧（贫金属） 镆（预测为贫金属） 𫟷（预测为贫金属） 鿬（预测为卤素） 鿫（预测为惰性气体）
铼
↑
𬭛
↓
(Ups)
𬭳 ← 𬭛 → 𬭶
概况
名称·符号·序数𬭛（Bohrium）·Bh·107
元素类别过渡金属
族·周期·区7 ·7·d
标准原子质量[270]
电子排布[Rn] 5f14 6d5 7s2
（计算值）[1][2]
2, 8, 18, 32, 32, 13, 2
（预测）
<span class="inline-unihan inline-unihan-𬭛" title="⿰钅波">𬭛</span>的电子层（2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 （预测））
𬭛的电子层（2, 8, 18, 32, 32, 13, 2
（预测））
历史
发现重离子研究所（1981年）
物理性质
物态固态（预测）
密度（接近室温）
37（预测）[2] g·cm−3
蒸气压
原子性质
氧化态7, 5, 4, 3（预测）[2]
（实验证实的氧化态以粗体显示）
电离能第一：742.9（估值）[2] kJ·mol−1

第二：1688.5（估值）[2] kJ·mol−1
第三：2566.5（估值）[2] kJ·mol−1

（更多）
原子半径128（估值）[2] pm
共价半径141（估值）[3] pm
杂项
CAS号54037-14-8
最稳定同位素
主条目：𬭛的同位素
同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰变
方式 能量（MeV） 产物
274Bh syn ~54 秒[4] α 8.8 270Db
272Bh syn 9.8 秒 α 9.02 268Db
271Bh syn 1.2 秒[5] α 9.35[5] 267Db
270Bh syn 61 秒 α 8.93 266Db
267Bh syn 17 秒 α 8.83 263Db
此处只列出半衰期超过1秒的同位素

𬭛（拼音：bō，注音：ㄆㄛ，粤拼：bo1；英语：Bohrium）是一种放射性人工合成化学元素，其化学符号为Bh，原子序数为107。其名以丹麦物理学家尼尔斯·玻尔命名。𬭛是一个人工合成元素（须在实验室中合成，而不产生于自然界中），放射性极强，其最稳定的同位素270Bh的半衰期大约为61秒。

在元素周期表中，𬭛是一个d区块锕系后元素，位于第7周期、7族。化学实验证实𬭛符合7族中位于铼之下元素的特性。人们对𬭛的化学属性并不完全了解，就目前所知，其特性与7族元素的趋势相符。

历史

第107号元素最初被建议以丹麦核物理学家尼尔斯·玻尔命名为Nielsbohrium（Ns）。IUPAC其后将其改名为现名Bohrium（Bh）。

正式发现

位于德国达姆施塔特重离子研究所，由彼得·安布鲁斯特和Gottfried Münzenberg为首的团队于1981年首次确定性地成功合成𬭛元素。它们将铬-54原子核加速撞击铋-209目标，并制造出5个𬭛-262同位素原子：[6]

20983Bi + 5424Cr → 262107Bh + n

IUPAC/IUPAP镄后元素工作小组在其1992年的报告当中将重离子研究所的团队列为𬭛的正式发现者。[7]

提出的命名

该德国团队建议将该元素命名为Nielsbohrium，符号为Ns，以纪念丹麦物理学家尼尔斯·波尔。前苏联杜布纳联合核研究所的科学家却曾经建议把第105号元素（现名为𬭊）命名为Nielsbohrium。德国的团队希望在纪念波尔的同时，肯定杜布纳团队作为首次提出该冷核聚变反应的一方，从而解决命名争议。杜布纳团队与德国团队就此对107号元素的命名达成了共识。[8]

在104至106号元素命名争议的同时，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）使用Unnilseptium（符号为Uns）作为临时的系统化命名。[9]1994年，IUPAC的一个委员会建议将107号元素命名为Bohrium（现名），而非Nielsbohrium，因为此前并没有以某科学家的全名为元素取名的先例。[9][10]发现者对此表示反对，并担心这样的名称会和硼（Boron）混淆，特别是两者的含氧负离子的国际命名：Bohrate（𬭛酸盐）和Borate（硼酸盐）。这个问题交由IUPAC位于丹麦的分支处理，但最终的投票结果仍然决定使用Bohrium。鉴于国际上对104至107号元素名均存在较大分歧，1997年8月27日IUPAC在协商后正式对101至109号元素的重新英文定名，其中Bohrium一名成为了国际承认的107号元素的命名。IUPAC之后决定将𬭛酸盐改称Bohriates，而非Bohrates。[9]

全国科学技术名词化学名词审定委员会据此于1998年7月8日重新审定、公布101至109号元素的中文命名，其中首次给出107号元素中文名：“𬭛”（bō，音同“波”）[11]，名称源自IUPAC决定的英文名Bohrium，以纪念丹麦物理学家尼尔斯·波尔。[12][13]

核合成

主条目：𬭛的同位素

𬭛等超重元素的合成方法是将两种较轻的元素通过粒子加速器相互高速撞击，并以此产生核聚变反应。多数𬭛同位素都可以用这种方法合成，但某些较重的同位素则目前只在原子序更高的元素的衰变产物当中发现。[14]

根据所用能量的高低，核合成分为“热”和“冷”两类。在热核聚变反应中，低质量、高能的发射体朝着高质量目标（锕系元素）加速，产生处于高激发能的复核（约40至50 MeV），再裂变或蒸发出3至5颗中子。[15]在冷核聚变反应中，聚变所产生的复核有着低激发能（约10至20 MeV），因此这些产物的裂变可能性较低。复核冷却至基态时，会只射出1到2颗中子，因此产物的含中子量更高。[14]冷核聚变一词在此指的不是在室温下发生的核聚变反应（见冷核聚变）。[16]

冷核聚变

在1981年重离子研究所团队成功合成𬭛之前，杜布纳联合核研究所的科学家曾于1976年尝试进行冷核聚变合成𬭛。他们探测到两次自发裂变事件，半衰期分别为1至2毫秒和5秒。根据别的冷核聚变反应推断，两次裂变分别来自于261Bh和257Db。不过，之后的证据降低了261Bh的自发裂变支链，因此事件指定为𬭛的确定性也大大降低。指定为𬭊的裂变事件之后改为指向258Db，而2毫秒长的自发裂变事件则指定为258Rf的33%电子捕获支链。[7]重离子研究所团队在1981年研究了这条反应，并成功发现𬭛。利用衰变母子体关系法，他们探测到5个262Bh原子。[6]1987年，来自杜布纳的内部报告指出，其团队曾经直接探测到261Bh的自发裂变。重离子研究所团队又在1989年进一步研究这条反应，并在测量1n和2n激发函数时，发现了新同位素261Bh，但是并没有探测到261Bh的自发裂变支链。[17]2003年，他们利用新制造的三氟化铋（BiF3）目标继续进行研究，并取得更多有关262Bh及其衰变产物258Db的数据。2005年，由于质疑此前数据的准确性，位于劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）的团队重新测量了1n激发函数。他们观测到18个262Bh原子和3个261Bh原子，并证实了262Bh的两个同核异构体。[18]

2007年，LBNL的团队研究了类似的反应，首次使用铬-52发射体寻找最轻的𬭛同位素260Bh：

20983Bi + 5224Cr → 260107Bh + n

研究人员成功探测到8个260Bh原子，它们经过α衰变形成256Db，期间放射的α粒子能量为10.16 MeV。这种能量显示N=152的闭核持续有着稳定的作用。[19]

杜布纳的团队在1976年在一系列利用冷核聚变产生新元素的实验中，研究了铅-208目标和锰-55发射体之间的反应：

20882Pb + 5525Mn → 262107Bh + n

他们观测到与铋-209和铬-54之间反应相同的自发裂变事件，并同样指向261Bh和257Db。之后的证据表示事件应该改为指向258Db和258Rf（见上）。[7]1983年，他们重新进行实验，并用到新的方法：测量经化学分离出的衰变产物的α衰变。研究人员探测到来自衰变产物262Bh的α衰变，加强证实𬭛原子核的成功合成。[7]位于LBNL的团队之后详细研究这条反应，并在2005年探测到33次262Bh的衰变及2个261Bh原子。这确定了这条反应释放一颗中子的激发函数，以及提供了有关两种262Bh同核异构体的光谱数据。2006年重复进行这条反应时研究了释放两颗中子的激发函数。该团队发现，释放一颗中子的反应的截面比使用209Bi目标的相应反应较高，著与预期的相反。要得出其原因则需要进一步的研究。[20][21]

热核聚变

劳伦斯伯克利国家实验室首次于2006年研究了铀-238目标与磷-31发射体之间的反应。

23892U + 3115P → 264107Bh + 5 n

实验结果还没有被发布，但初步结果似乎表明可能来自264Bh的自发裂变。[22]

位于中国兰州近代物理中心（IMP）研究了镅-243目标与镁-26发射体之间的反应，以合成新的同位素265Bh，以及搜集有关266Bh的更多数据：

24395Am + 2612Mg → 269−x107Bh + x n (x = 3, 4, 5)

研究人员进行了两组实验，并测量了释放3、4或5颗中子的部分激发函数。[23]

日本理化学研究所的团队首次于2008年研究了锔-248目标和钠-23之间的反应，以了解266Bh的衰变属性。该同位素是他们所声称的鿭衰变链中的产物：[24]

24896Cm + 2311Na → 271−x107Bh + x n (x = 4, 5)

同位素266Bh进行α衰变，能量为9.05至9.23 MeV。这项结果在2010年得到进一步证实。[25]

首次利用热核聚变尝试合成𬭛的实验是在1979年由杜布纳的团队进行的。他们使用氖-22发射体和锫-249目标：

24997Bk + 2210Ne → 271−x107Bh + x n (x = 4, 5)

该反应在1983年得到重复，与首次一样，研究团队并没有探测到任何来自𬭛原子核的自发裂变。更近期的实验利用热核聚变合成高中子数的稳定的𬭛同位素，从而首次开始对𬭛进行化学研究。1999年，劳伦斯伯克利国家实验室的团队声称发现了长半衰期的267Bh（5个原子）和266Bh（1个原子）同位素。[26]两者之后都得到了证实。[27]位于瑞士伯尔尼的保罗谢尔研究所（PSI）其后在第一次实际研究𬭛的化学特性时，又合成了6个267Bh原子。[28]

作为衰变产物

在衰变过程中发现的𬭛同位素
蒸发残余 𬭛同位素
294Ts, 290Mc, 286Nh, 282Rg, 278Mt 274Bh[29]
288Mc, 284Nh, 280Rg, 276Mt 272Bh[30][31]
287Uup, 283Uut, 279Rg, 275Mt 271Bh[30]
282Uut, 278Rg, 274Mt 270Bh[30]
278Uut, 274Rg, 270Mt 266Bh[31]
272Rg, 268Mt 264Bh[32]
266Mt 262Bh[33]

𬭛也在更高原子序的元素衰变时作为产物被发现。鿏是其中一种这样的元素，它共有7个已知的同位素，全部都进行α衰变，形成𬭛原子核，质量数从262到274不等。鿏本身也可以是𬬭、鿭、镆或Ts的衰变产物。至今发现的元素当中，除以上的之外没有别的可以衰变成𬭛。[34]例如在2010年1月，杜布纳的研究团队通过Uus的α衰变链发现了𬭛-274：[29]

294117Ts → 290115Mc + 42He
290115Mc → 286113Nh + 42He
286113Nh → 282111Rg + 42He
282111Rg → 278109Mt + 42He
278109Mt → 274107Bh + 42He

同位素

主条目：𬭛的同位素
𬭛的同位素
（ε：电子捕获；α：α衰变；SF：自发裂变）
同位素 半衰期
[34][35]		 衰变形式[34][35] 发现年份 所用反应
260Bh 35 ms α 2007年 209Bi(52Cr,n)[19]
261Bh 11.8 ms α 1986年 209Bi(54Cr,2n)[17]
262Bh 84 ms α 1981年 209Bi(54Cr,n)[6]
262mBh 9.6 ms α 1981年 209Bi(54Cr,n)[6]
263Bh 0.2? ms α ? 未知 —
264Bh 0.97 s α 1994年 272Rg(—,2α)[32]
265Bh 0.9 s α 2004年 243Am(26Mg,4n)[23]
266Bh 0.9 s α 2000年 249Bk(22Ne,5n)[26]
267Bh 17 s α 2000年 249Bk(22Ne,4n)[26]
268Bh 25? s α, SF? 未知 —
269Bh 25? s α ? 未知 —
270Bh 61 s α 2006年 282Nh(—,3α)[30]
271Bh 1.2 s α 2003年 287Mc(—,4α)[30]
272Bh 9.8 s α 2005年 288Mc(—,4α)[30]
273Bh 90? min α, SF ? 未知 —
274Bh ~54 s α 2009年 294Ts(—,5α)[29]
275Bh 40? min SF ? 未知 —

𬭛没有稳定或自然产生的同位素。𬭛的一些同位素已在实验室中成功合成，所用方法有两种：高速撞击两种原子核以产生核聚变，或制造出更高的元素并观测其衰变产物。正式发现了的𬭛同位素有11种，原子量为260–262、264–267、270–272、274。其中的𬭛-262拥有已知的亚稳态。这些同位素都会经α衰变，然而某些仍未被发现的𬭛同位素理论上会进行自发裂变。[34]

稳定性与半衰期

较轻的同位素一般有较短的半衰期。260Bh、261Bh、262Bh、262mBh和263Bh的半衰期在100毫秒以下。同位素264Bh、265Bh、266Bh和271Bh较为稳定，半衰期在1秒左右，而267Bh和272Bh则有大约10秒的半衰期。质量最高的同位素最为稳定，其中270Bh和274Bh分别有大约61秒和54秒的半衰期。未知的273Bh和275Bh同位素预期将会有更长的半衰期，分别为90分钟和40分钟。值得注意的是，在被发现之前，理论预计的274Bh半衰期也长达90分钟左右，但最终实际只有54秒。[34]

高质子量的260Bh、261Bh和262Bh是直接由冷核聚变产生的，262mBh和264Bh则是在鿏和𬬭的衰变链中被发现的。高中子量的266Bh和267Bh是通过向锕系元素目标进行放射产生的。中子量最高的四个同位素270Bh 、271Bh 、272Bh 和274Bh分别是在282Nh、287Mc和288Mc和294Nh的衰变链中发现的。后七个同位素的半衰期在8毫秒至1分钟不等。[27]

同核异构体

262Bh

𬭛的唯一一个确定的同核异构体出现在262Bh。直接和成262Bh会产生两种状态：基态和一个同核异能态。已证实，基态会经α衰变，放射的α粒子能量为10.08、9.82和9.76 MeV，半衰期为84毫秒。激发态也通过α衰变，放射的α粒子能量为10.37和10.24 MeV，半衰期为9.6毫秒。[6]

化学特性

推算

𬭛预计是元素周期表中6d系过渡金属的第四个元素，也是7族元素中最重的一个，位于锰、锝和铼之下。该族的所有元素都拥有明显的+7氧化态，其稳定性随着质量的增加而提升。因此𬭛也预计会有稳定的+7态。锝同时也有稳定的+4态，而铼拥有稳定的+4和+3态。𬭛也有可能拥有这些较低的氧化态。

该族的重元素会形成具挥发性的七氧化物M2O7，所以𬭛应该会形成具挥发性的Bh2O7。这个氧化物应该会在水中溶解，形成高𬭛酸HBhO4。铼和锝在其氧化物的卤化反应后能够形成卤氧化物MO3Cl，所以BhO3Cl也可能会在这种反应中产生。该族较重元素的氧化物在氟化反应会产生MO3F和MO2F3，而铼则另外会形成ReOF5和ReF7。因此，𬭛也应会产生这些氟氧化物，从而证实它会延续7族元素的化学特性。

化学实验

1995年第一次尝试分离𬭛元素的实验以失败告终。[36]

尽管相对论效应颇为重要，不过107号元素仍然是个典型的7族元素，这在2000年得到证实。[37]

2000年，保罗谢尔研究所的团队利用267Bh原子进行了化学反应。这些𬭛原子是Bk-249和Ne-22离子的融合产物。这些原子在经过热能化后，与HCl/O2混合物反应，并形成一种具挥发性的氯氧化物。这条反应也同时产生了同族的较轻元素锝（同位素为108Tc）及铼（同位素为169Re）。测量出来的吸附等温线明确指出一种挥发性氯氧化物的产生，其特性和氯氧化铼相似。这证实𬭛是一个典型的7族元素。[28]

2 Bh + 3 O2 + 2 HCl → 2 BhO3Cl + H2
化学式 名称
BhO3Cl 氯氧化𬭛

参考资料

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  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
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外部链接

元素周期表
  IA
1 		IIA
2 		IIIB
3 		IVB
4 		VB
5 		VIB
6 		VIIB
7 		VIIIB
8 		VIIIB
9 		VIIIB
10 		IB
11 		IIB
12 		IIIA
13 		IVA
14 		VA
15 		VIA
16 		VIIA
17 		VIIIA
18
1 H   He
2 Li Be   B C N O F Ne
3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
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