鉝

對116號元素的第一次搜尋，是由Ken Hulet與他的團隊在西元1977年於勞倫斯利佛摩國家實驗室（LLNL）執行，他們利用了²⁴⁸Cm與⁴⁸Ca的反應，但當時偵測不到任何鉝原子。[8] 西元1978年，尤里·奧加涅相與他的團隊也在杜布納聯合原子核研究所的Flerov Laboratory of Nuclear Reactions (FLNR)嘗試做該反應，但也沒有成功。西元1985年，柏克萊與Peter Armbruster在GSI的團隊合作實驗，實驗結果也是否定的，該次實驗中計算出的截面極限是10–100皮靶。然而，在杜布納，與⁴⁸Ca有關的反應持續在進行（⁴⁸Ca已被證明在用^natPb+⁴⁸Ca的反應合成鍩的實驗中很有用）。西元1989年，超重元素分離器被開發出來。西元1990年，開始了靶材料的尋找及與LLNL的合作。西元1996年，開始生產更高強度的⁴⁸Ca粒子束。西元1990年代，完成了靈敏度高出3個數量級的長期實驗的準備。這些工作直接導致了有錒系元素靶與⁴⁸Ca的反應中，元素112至118的新同位素的產生，也導致了元素週期表中最重的五個元素（鈇、鏌、鉝、鿬、鿫）的發現。[9]

西元1995年，Sigurd Hofmann領導的國際團隊在德國達姆施塔特的Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) 嘗試合成116號元素。他們執行鉛-208的靶與硒-82的入射粒子之間的輻射捕獲反應。在反應之中，複合核以純粹的伽馬發射（不發射中子）而去激發。此反應並無偵測到116號元素的原子。[10]

2000年7月19日，位於俄羅斯杜布納聯合核研究所（JINR）的科學家使用⁴⁸Ca離子撞擊²⁴⁸Cm目標，探測到鉝原子的一次α衰變，能量為10.54 MeV。結果於2000年12月發佈。[11]由於²⁹²Lv的衰變產物和已知的²⁸⁸Fl關聯，因此這次衰變起初被認為源自²⁹²Lv。然而其後科學家把²⁸⁸Fl更正為²⁸⁹Fl，所以衰變來源²⁹²Lv也順應更改到²⁹³Lv。他們於2001年4至5月進行了第二次實驗，再發現兩個鉝原子。[12]

${\displaystyle \,_{20}^{48}\mathrm {Ca} +\,_{96}^{248}\mathrm {Cm} \to \,_{116}^{296}\mathrm {Lv} ^{*}\to \,_{116}^{293}\mathrm {Lv} +3\,_{0}^{1}\mathrm {n} }$

在同樣的實驗裏，研究人員探測到鈇的衰變，並將此次衰變活動指定到²⁸⁹Fl。[12]在重複進行相同的實驗後，他們並沒有觀測到該衰變反應。這可能是來自鉝的同核異能素^293bLv的衰變，或是^293aLv的一條較罕見的衰變支鏈。這須進行進一步研究才能確認。

研究團隊在2005年4月至5月重複進行實驗，並探測到8個鉝原子。衰變數據證實所發現的同位素是²⁹³Lv。同時他們也通過4n通道第一次觀測到²⁹²Lv。[13]

2009年5月，聯合工作組在報告中指明，發現了的鎶同位素包括²⁸³Cn。[14]²⁸³Cn是²⁹¹Lv的衰變產物，因此該報告意味著²⁹¹Lv也被正式發現（見下）。

2011年6月11日，IUPAC證實了鉝的存在。[15]

鉝的原文名稱Livermorium（Lv），是IUPAC在2012年5月30日正式命名的[16]。之前IUPAC根据系統命名法将之命名为Ununhexium（Uuh）[17]。科學家通常稱之為“元素116”（或E116）。

此前鉝被提議以俄羅斯莫斯科州（Moscow Oblast）名为Moscovium，但由于元素114和116是俄罗斯和美国劳伦斯利福摩尔国家实验室研究人员合作的产物，而元素114已经根据俄罗斯的要求命名，因此元素116最后以实验室所在地美国利弗莫尔市（Livermore）命名为Livermorium（Lv）[18][19]。

2012年6月2日，中华民国國家教育研究院的化學名詞審譯委員會將此元素暫譯為鉝。[5][6] 2013年7月，中華人民共和國全國科學技術名詞審定委員會通過以鉝（读音同「立」）為中文定名。[6]

位於杜布納的團隊表示有意利用²⁴⁴Pu和⁵⁰Ti的核反應合成鉝。通過這項實驗，他們可以研究是否可能以原子序大於20的發射體來合成原子序大於118的超重元素。雖然原定計劃在2008年進行，但這項實驗至今仍未開始。[20]

研究團隊也有計劃使用不同發射體能量來重複²⁴⁸Cm反應，以進一步了解2n通道，從而發現新的同位素²⁹⁴Lv。另外，他們計劃在未來完成4n通道產物²⁹²Lv的激發函數，並估量N=184核殼層對產生蒸發殘留物的穩定效應。

下表列出各種可用以產生116號元素的目標、發射體組合。

1998年，重離子研究所嘗試了輻射俘獲產物（x=0）以合成²⁹⁰Lv。他們限制截面為4.8 pb，並未發現任何原子。

有粗略的證據顯示重離子研究所在2006年曾經嘗試過這個反應。他們沒有發布實驗結果，表示很可能並沒有發現任何原子。[21]

1977年Ken Hulet和他的團隊在勞倫斯利福摩爾國家實驗室首次進行合成鉝的實驗。他們並未發現任何鉝原子。[22]尤里·奥加涅相和他的團隊在Flerov核反應實驗室之後在1978年嘗試了這個反應，但最終失敗。1985年，伯克利實驗室和在重離子研究所的Peter Armbruster團隊進行了實驗，結果依然是失敗的，計算出來的截面限度為10至100 pb。[23]

2000年，杜布納的俄羅斯科學家終於成功探測到一個鉝原子，指向到同位素²⁹²Lv。[11]2001年，他們重複了這一個反應，再次合成了2個原子，驗證了此前的實驗結果。另外也不確定地探測到一個²⁹³Lv原子，因為其首次α衰變違背探測到。[12]2004年4月，團隊又再使用較高能量重複實驗，並發現了一條新的衰變鏈，指向到²⁹²Lv。根據這個發現，原先的數據就被重新指向到²⁹³Lv。不確定的衰變鏈因此可能是這個同位素的稀有的一條分支。這個反應另外有產生了2個²⁹³Lv原子。[13]

為了找出合成出的鉝同位素的原子量，在2003年3月至5月期間杜布納的團隊用⁴⁸Ca離子撞擊²⁴⁵Cm目標。他們觀察到了兩個新的同位素：²⁹¹Lv和²⁹⁰Lv。[24]這個實驗在2005年2月至3月成功重複進行，其中合成了10個原子，其衰變數據與2003年實驗報告中的相符。[25]

鉝也在鿫的衰變中被探測到。2006年10月，在一個用⁴⁸Ca離子撞擊²⁴⁹Cf的實驗中，3個鿫原子被發現，並迅速衰變成鉝。[25]

觀察到²⁹⁰Lv，意味著成功合成了²⁹⁴鿫，也證明了成功合成元素鿫。

位於杜布納的Flerov核反應實驗室在2000至2006年進行了一系列的實驗，研究^296,294,290Lv复核的裂變特性。實驗使用了4條核反應：²⁴⁸Cm+⁴⁸Ca、²⁴⁶Cm+⁴⁸Ca、²⁴⁴Pu+⁵⁰Ti和²³²Th+⁵⁸Fe。結果反映了這種原子核裂變的方式主要為放出閉殼原子核，如¹³²Sn (Z=50, N=82)。另一發現為，使用⁴⁸Ca和⁵⁸Fe發射體的聚變裂變路徑產量相似，說明在未來合成超重元素時，可以使用⁵⁸Fe發射體。另外，比較使用⁴⁸Ca和⁵⁰Ti發射體合成²⁹⁴Lv的實驗，如果用⁵⁰Ti，聚變裂變產量約少3倍，表示未來能用於合成超重元素。[26]

1999年，勞倫斯伯克利國家實驗室在《物理評論快報》中宣布成功合成²⁹³Og（見Og）。[27]所指的同位素²⁸⁹Lv經過了11.63 MeV能量的α衰變，半衰期為0.64 ms。翌年，他們宣布撤回此前的發現，因為其他研究人員未能複製實驗結果。[28]2002年6月，實驗室主任公佈，原先這兩個元素的發現結果是建立在维克托･尼诺夫編造的實驗數據上的。

下表列出直接合成鉝的熱聚變核反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。

利用量子穿隧模型的理論計算支持合成^293,292Lv的實驗數據。[30][31]

下表列出各種目標-發射體組合，並給出最高的預計產量。

DNS = 雙核系統； σ = 截面

鉝預計為7p系非金屬的第4個元素，並是元素週期表中16族（VIA）最重的成員，位於釙之下。尽管它是7p系元素中理论研究最少的，它的化学性质预测类似钋。[3]這一族的氧化態為+VI，缺少d軌域，无法超越八隅体的氧除外。氧的最高氧化态只到 +2 ，存在于OF₂（理论上存在的三氟钅羊的氧化态为 +4）硫、硒、碲及釙的氧化態都是+IV，穩定性由S(IV)和Se(IV)的還原性到Po(IV)的氧化性。Te(IV)是碲最穩定的氧化態。这表明了相对论效应，尤其是惰性电子对效应对元素性质的影响越来越大。因此，随着元素周期表中氧族元素的下降，较高氧化态的稳定性也跟着下降。 [34]因此，鉝應有不稳定，有氧化性的+IV態，以及最穩定的+II態。同族其他元素亦能產生−II態，如氧化物、硫化物、硒化物、碲化物和釙化物。钅立的+2氧化态应该与铍和镁一样容易形成， 而 +4 氧化态只有在和电负性极高的基团反应才能得到，例如四氟化钅立 (LvF₄)。[1]钅立的 +6 氧化态应该不存在，因为7s轨道非常稳定，使得钅立可能只有四颗价电子。[3] 较轻的氧族元素可以形成 −2 氧化态，存在于氧化物、 硫化物、 硒化物、 碲化物和 钋化物中。 由于钅立的 7p_3/2 壳层变得不稳定，它的 −2 氧化态会非常不稳定。这使得钅立应该只能形成阳离子，[1] 尽管与钋相比，钅立更大的壳层和能量分裂会使得Lv^2-的不稳定程度略低于预期。 [34]

鉝的化學特性能從釙的特性推算出來。因此，它應在氧化後產生二氧化鉝（LvO₂）。三氧化鉝（LvO₃）也有可能產生，但可能性較低。在氧化鉝（LvO）中，鉝會展現出+II氧化態的穩定性。氟化後它可能會產生四氟化鉝（LvF₄）和/或二氟化鉝（LvF₂）。氯化和溴化後會產生二氯化鉝（LvCl₂）和二溴化鉝（LvBr₂）。碘對其氧化後一定不會產生比二碘化鉝（LvI₂）更重的化合物，甚至可能完全不發生反應。

氢化钅立 (LvH₂) 将会是最重的氧族元素氢化物，也是H₂O、H₂S、H₂Se、H₂Te和PoH₂)的同系物。钋化氢比大部分金属氢化物共价，因为钋介于金属和 类金属之间，还有一些非金属的性质。它的性质介于卤化氢，像是氯化氢 (HCl) 和金属氢化物，像是甲锡烷 (SnH₄)之间。 氢化钅立将会继续这个趋势 。比起是一种钅立化物，它更可能是一种氢化物，不过它还是一种分子型 化合物。[35] 自旋-轨道 作用会使Lv–H 键比单纯靠元素周期律推测的长 ，也会使 H–Lv–H 的键角比预测的更大。 从理论上讲，这是因为未被占用的8s轨道能量较低，并且可以与钅立的7p轨道发生轨道杂化。 [35] 这种现象被称为“超价轨道杂化”， [35] 在周期表里并不少见。例如，分子型二氟化钙中的钙原子有4s和3d参与的轨道杂化。 [36] 钅立的二卤化物 将会是直线形的，不过更轻的氧族元素的二卤化物是角形的。[37]