Uts

Uts（英語：Untriseptium，化學符號為Uts）是一種尚未被發現的化學元素，原子序數是137。根據皮寇模型[8]，其在元素週期表中排列在第8周期、g區。

  關於与「Uts」名称相近或相同的条目，請見「Uts (消歧義)」。
注意：本页面含有Unihan新版用字：「𨧀、𬭊」。有关可能會错误显示，詳见Unicode汉字。

Uts   137Uts
氫（非金屬） 氦（惰性氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體）
鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體）
Uue（預測為鹼金屬） Ubn（預測為鹼土金屬） Ubu（化學性質未知）
144 Unquadquadium（化學性質未知） 145 Unquadpentium（化學性質未知） 146 Unquadhexium（化學性質未知） 147 Unquadseptium（化學性質未知） 148 Unquadoctium（化學性質未知） 149 Unquadennium（化學性質未知） 150 Unpentnilium（化學性質未知） 151 Unpentunium（化學性質未知） 152 Unpentbium（化學性質未知） 153 Unpenttrium（化學性質未知） 154 Unpentquadium（化學性質未知） 155 Unpentpentium（化學性質未知） 156 Unpenthexium（化學性質未知） 157 Unpentseptium（化學性質未知） 158 Unpentoctium（化學性質未知） 159 Unpentennium（化學性質未知） 160 Unhexnilium（化學性質未知） 161 Unhexunium（化學性質未知） 162 Unhexbium（化學性質未知） 163 Unhextrium（化學性質未知） 164 Unhexquadium（化學性質未知） 165 Unhexpentium（化學性質未知） 166 Unhexhexium（化學性質未知） 167 Unhexseptium（化學性質未知） 168 Unhexoctium（化學性質未知） 169 Unhexennium（化學性質未知） 170 Unseptnilium（化學性質未知） 171 Unseptunium（化學性質未知） 172 Usb（化學性質未知）
 122 Ubb（化學性質未知） 123 Ubt（化學性質未知） 124 Ubq（化學性質未知） 125 Ubp（化學性質未知） 126 Ubh（化學性質未知） 127 Ubs（化學性質未知） 128 Ubo（化學性質未知） 129 Ube（化學性質未知） 130 Untrinilium（化學性質未知） 131 Untriunium（化學性質未知） 132 Untribium（化學性質未知） 133 Untritrium（化學性質未知） 134 Untriquadium（化學性質未知） 135 Untripentium（化學性質未知） 136 Untrihexium（化學性質未知） 137 Uts（化學性質未知） 138 Untrioctium（化學性質未知） 139 Untriennium（化學性質未知） 140 Unquadnilium（化學性質未知） 141 Unquadunium（化學性質未知） 142 Unquadbium（化學性質未知） 143 Unquadtrium（化學性質未知）
※註：119號及以後的元素並無公認的排位，上表
之排位是從理論計算的電子排布推論而得的一種
 -
↑
Uts
↓
-[註 1]
(Uth) ← Uts → (Uto)
概況
名稱·符號·序數Untriseptium·Uts·137
元素類別未知
可能為超錒系元素
族·週期·區不適用 ·8·g
標準原子質量未知
電子排布[Og] 5g11 6f4 8s2 8p2
1/2（推測）[3][4]
2, 8, 18, 32, 43, 22, 8, 4（推測）
Uts的电子層（2, 8, 18, 32, 43, 22, 8, 4（推測））
物理性質
蒸氣壓
原子性質
氧化態根據5g元素預測
可能具有+6氧化態[5]
雜項
CAS號55127-57-6 [6]
最穩定同位素
主条目：Uts的同位素
同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰變
方式 能量（MeV） 產物
無穩定的同位素[7]
未解決的化學問題：元素的原子序数大于137的化学结果是什么？根据狭义相对论和玻尔模型，此时1s电子的速度将会超过光速。Uts将会成为最后一种化学元素吗？
Uts預測的電子排佈為[Og] 5g11 6f4 8s2 8p2
1/2）[3]，對應的殼層為：2, 8, 18, 32, 43, 22, 8, 4。

Uts的研究多半是在討論週期表可能的終點[2][9]，1948年時，理查德·費曼指出了現有理論在137號元素之後可能出現的悖論[10]，也因此在部分非正式場合中會以費曼的名字來稱呼這個元素[11]。

Uts目前尚未有人成功合成，也無法確定其原子核是否能存在，因為原子核滴线的不穩定性可能意味著周期表將在穩定島後不遠之處結束[12][13]。根據現有理論，僅能確定其不會存在任何穩定的同位素[7]。

命名

Untriseptium一詞來自於1979年IUPAC發表了對元素新命名的建議[14] [15]，該建議將元素以原子序數在十進位制的數字以拉丁文組合做為命名[16]，其中字首「Un-」代表1，表示原子序的百位數、字根「tri-」代表3，表示原子序的十位數、字根「septi-」代表7，表示原子序的個位數 [17]、字尾「-ium」表示金屬元素[18]。而費曼指出了原子序大於137的元素會出現的悖論，並認為137號元素可能是最後一個存在的元素，也因此在非正式場合中，該元素也被稱為「Feynmanium」[10]，名稱來自於費曼的名字[11]。

由於扩展元素周期表的排列方式並無統一，因此在皮寇模型提出以及軌域模型普及之前，週期表無考慮到軌域能階問題時，是直接照著排列下去的，而其中一種排法Uts正好是在的下方，也因此有些網站會將「eka-dubnium」也記載為Uts的別名，意為的下方的元素[19]，而根據皮寇模型，下方應為159號元素（Unpentennium，Upe）[20]。然而根據該模型預測Uts的電子排佈方式[21]，其應屬於g區元素，而g區元素從第8周期開始，因此Uts在週期表中位置的上方是沒有元素的。

特徵

由於許多原子核理論的模型在原子序到137之後都會出現問題、矛盾或存在悖論，因此理論上，Uts可能為最後一個存在的元素。這些現象最早由理查德·費曼於1948年指出[22]。

玻爾模型

理查德·費曼指出，根據玻爾模型，原子序大於137的元素，其內層軌域可能電子無法穩定存在[23]，因爲在1s原子軌域中的電子的速度v計算如下：

當中Z是原子序，α是描述電磁力強度的精細結構常數。[24]在這個計算中，任何原子序高於137的元素的1s軌域電子速度計算結果會比光速c還大[25][26]，因此任何不建基於相對論的理論（如波爾模型）不足以處理這種計算。

而若將其結果轉換成動量[27]：

對於任意高的p，我們可以找到滿足該等式的v < c。且電子的速度與原子核存在與否無關，因此此計算矛盾並不意味著Uts會是元素週期表上的最後一個元素[2]。

相對論狄拉克方程

相對論的狄拉克方程可以計算出原子的基態能量：

其中，m為電子靜止質量、c為光速、z為質子數、α為精細結構常數。

以m0表示電子的靜質量，則其基態能量為：

當質子數為138或更大時，根號中將會出現負值，導致其值不是實數，因而導致狄拉克基態的波函數是震蕩的，並且正能譜與負能譜之間沒有間隙，正如克萊因悖論所言[28]。

参见

註解
  1. 原子序超出現有理論可能的上限：Z = 155[1] (Albert Khazan)、Z = 173[2]

參考文獻
  1. Emsley, John. New. New York, NY: Oxford University Press. 2011: 588. ISBN 978-0-19-960563-7.
  2. Philip Ball. . Chemistry World. Royal Society of Chemistry. 2010-11 [2012-09-30]. （原始内容存档于2012-10-21）.
  3. Pekka Pyykkö. . Physical Chemistry Chemical Physics. 2011, 13 (1): 161–8. Bibcode:2011PCCP...13..161P. PMID 20967377. doi:10.1039/c0cp01575j.
  4. Makhyoun, M. A. . Journal de Chimie Physique et de Physico-Chimie Biologique (EDP Sciences, Les Ulis, FRANCE (1903-2000)). 1988-10, 85 (10): 917–24.
  5. Fricke, B.; Greiner, W.; Waber, J. T. . Theoretica chimica acta (Springer-Verlag). 1971, 21 (3): 235–260 [28 November 2012]. doi:10.1007/BF01172015. （原始内容存档于2013-02-03）.
  6. . charchem.org. [2017-07-18].
  7. . University of Kentucky. 2016-12-04 [2017-07-18].
  8. Pekka Pyykkö, Peter Schwerdtfeger (2004), Relativistic electronic structure theory, p 23.(review) 页面存档备份，存于
  9. M. Goswami; S. Sahoo. . Indian Journal of Science and Technology. 2009-03,. Vol.2 No 3. ISSN 0974-6846.
  10. Elert, G. . The Physics Hypertextbook. [2009-10-09]. （原始内容存档于2016-04-13）.
  11. J. Eric Slone. . fotuva.org. [2017-07-17]. （原始内容存档于2017-07-24）.
  12. Seaborg, G. T. . Encyclopædia Britannica. ca. 2006 [2010-03-16]. （原始内容存档于2010-11-30）.
  13. Cwiok, S.; Heenen, P.-H.; Nazarewicz, W. . Nature. 2005, 433 (7027): 705–9. Bibcode:2005Natur.433..705C. PMID 15716943. doi:10.1038/nature03336.
  14. Chatt, J. . Pure Appl. Chem. 1979, 51: 381–384. doi:10.1351/pac197951020381.
  15. . apsidium.com. 2002-09-19 [2017-07-18]. （原始内容存档于2002-09-23）.
  16. Meija, Juris. . Chemistry International (DeGruyter). 2014, 36 (4): 25–26. doi:10.1515/ci.2014.36.4.25.
  17. . wordpress.com. [2017-07-18].
  18. Koppenol, W. (PDF). Pure and Applied Chemistry (DeGruyter). 2016,. in press.
  19. . elixirofknowledge.com. 2015-07-15 [2017-07-18].
  20. . 2010 [2017-07-17]. （原始内容存档于2016-03-04）.
  21. Fricke, Burkhard. . Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry. 1975, 21: 89–144 [2013-10-04]. doi:10.1007/BFb0116498. （原始内容存档于2015-04-18）.
  22. Eggenkamp H. (2014) The Halogen Elements. In: The Geochemistry of Stable Chlorine and Bromine Isotopes. Advances in Isotope Geochemistry. Springer, Berlin, Heidelberg DOI 10.1007/978-3-642-28506-6_1 ISBN 978-3-642-28505-9
  23. Philip Ball. . BBC. 2016-01-15 [2017-07-18].
  24. See for example R. Eisberg and R. Resnick, Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles, Wiley (New York: 1985).
  25. . smithsonian. [2017-07-18].
  26. Sam Kean. . slate.com. 2010-08-09 [2017-07-18]. Einstein's theory of relativity says nothing can go faster than light. If you do the math, electrons could suddenly violate the laws of relativity around element 137, untriseptium
  27. L. B. Okun, (PDF), Physics Today, 1989, 42 (6): 31–36 [2017-07-18], Bibcode:1989PhT....42f..31O, doi:10.1063/1.881171, （原始内容存档 (PDF)于2019-08-14）
  28. Bjorken, J. D.; Drell, S. D. . McGraw-Hill. 1964.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.