科学家揭示最重元素镆的秘密：超重元素研究取得重大突破
科学家揭示最重元素镆的秘密：超重元素研究取得重大突破
科学家们最近在超重元素研究领域取得了重大突破，成功揭示了镆（Moscovium，Mc，115号元素）和鉨（Nihonium，Nh，113号元素）的化学性质。研究发现，这两种元素比鈇（Flerovium，Fl，114号元素）更具活性，并受到显著的相对论效应影响，这一发现不仅扩展了我们对超重元素的认识，也为未来新材料的应用开辟了新的可能性。
图1：研究显示镆和鉨比鈇更具活性，这凸显了相对论效应对超重元素的重要性。
图2：探测器阵列中涂有石英的探测器位于两个可见电路板之间。额外的探测器围绕通道布置。来源：A. Yakushev
图3：突出显示元素的条形高度表示其在石英表面的键合强度。来源：A. Yakushev/Ch.E. Düllmann
图4：实验发言人Alexander Yakushev博士（右）和来自美因茨约翰内斯古腾堡大学的博士生Dominik Dietzel正在工作于用于记录短寿命的鉨和镆原子的探测器通道。来源：G. Otto, GSI/FAIR
这项研究由德国达姆施塔特GSI/FAIR、美因茨约翰内斯古腾堡大学和美因茨亥姆霍兹研究所的科学家领导的国际团队完成。研究结果发表在《化学前沿》（Frontiers in Chemistry）杂志上，表明这两种元素的化学反应性都比之前在GSI/FAIR研究过的鈇强。
探索化学中的相对论效应
随着元素变得越来越重，原子核中的许多质子加速了围绕核心旋转的电子，使其速度越来越快，以至于只能用爱因斯坦著名的相对论来解释。这种现象在铅（Pb，82号元素）中已经开始显现，并影响其化学性质。而超重元素如镆和鉨的发现，进一步证实了相对论效应对化学性质的影响。
超重元素合成研究进展
研究小组通过气相色谱法对这两种元素进行了测试。结果显示，鉨和镆表现出比中间体鈇更高的化学反应活性。这种现象与铅中观察到的局部效应相似，但更为强烈，这与它们更高的核电荷有关。
先进的实验技术揭示新的见解
研究团队使用惰性气体将这两种元素通过覆盖着薄石英层的探测器阵列。探测器记录了单个超重原子的衰变，并确定这些原子是否与石英形成化学键。结果显示，4个镆原子都被记录在石英覆盖的阵列中，而14个鉨原子中大部分也沉积在石英上，表明形成了化学键。
这一发现不仅扩展了我们对超重元素的认识，也为未来新材料的应用开辟了新的可能性。随着技术的进步，这些新元素可能会在未来的电池、医疗试剂等领域发挥重要作用。
这项研究得到了德国联邦教育与研究部、瑞典研究理事会和克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会的资助。