维基百科

Uts

提示：此条目页的主题不是Ust。
关于与“Uts”标题相近或相同的条目页，请见“Uts (消歧义)”。
注意：本页有Unihan新版汉字：“𨧀、𬭊”，这些字符可能会错误显示，详见Unicode扩展汉字。

Untriseptium（化学符号为Uts）是一种尚未被发现的化学元素，原子序数是137。直到这个元素被发现、确认并确定了永久名称之前，Untriseptium和Uts分别为这个元素的暂定系统命名和化学符号。根据皮寇（英语：Pekka Pyykkö）模型[8]，其在扩展元素周期表中排列在第8周期，预测是属于g区的超锕系元素。

Uts 137Uts
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）
Uue（预测为碱金属） Ubn（预测为碱土金属）
143 Uqt（化学性质未知） 144 Uqq（化学性质未知） 145 Uqp（化学性质未知） 146 Uqh（化学性质未知） 147 Uqs（化学性质未知） 148 Uqo（化学性质未知） 149 Uqe（化学性质未知） 150 Upn（化学性质未知） 151 Upu（化学性质未知） 152 Upb（化学性质未知） 153 Upt（化学性质未知） 154 Upq（化学性质未知） 155 Upp（化学性质未知） 156 Uph（化学性质未知） 157 Ups（化学性质未知） 158 Upo（化学性质未知） 159 Upe（化学性质未知） 160 Uhn（化学性质未知） 161 Uhu（化学性质未知） 162 Uhb（化学性质未知） 163 Uht（化学性质未知） 164 Uhq（化学性质未知） 165 Uhp（化学性质未知） 166 Uhh（化学性质未知） 167 Uhs（化学性质未知） 168 Uho（化学性质未知） 169 Uhe（化学性质未知） 170 Usn（化学性质未知） 171 Usu（化学性质未知） 172 Usb（化学性质未知）
121 Ubu（化学性质未知） 122 Ubb（化学性质未知） 123 Ubt（化学性质未知） 124 Ubq（化学性质未知） 125 Ubp（化学性质未知） 126 Ubh（化学性质未知） 127 Ubs（化学性质未知） 128 Ubo（化学性质未知） 129 Ube（化学性质未知） 130 Utn（化学性质未知） 131 Utu（化学性质未知） 132 Utb（化学性质未知） 133 Utt（化学性质未知） 134 Utq（化学性质未知） 135 Utp（化学性质未知） 136 Uth（化学性质未知） 137 Uts（化学性质未知） 138 Uto（化学性质未知） 139 Ute（化学性质未知） 140 Uqn（化学性质未知） 141 Uqu（化学性质未知） 142 Uqb（化学性质未知）
※注：119号及以后的元素并无公认的排位，上表
之排位是从理论计算的电子排布推论而得的一种
-
↑
Uts
↓
-[注 1]
(Uth) ← Uts → (Uto)
概况
名称·符号·序数Untriseptium·Uts·137
元素类别未知
可能为超锕系元素
族·周期·区不适用·8·g
标准原子质量未知
电子排布[Og] 5g11 6f4 8s2 8p2
1/2（推测）[3][4]
2, 8, 18, 32, 43, 22, 8, 4（推测）
Uts的电子层（2, 8, 18, 32, 43, 22, 8, 4（推测））
Uts的电子层（2, 8, 18, 32, 43, 22, 8, 4（推测））
物理性质
原子性质
氧化态根据5g元素预测
可能具有+6氧化态[5]
杂项
CAS号55127-57-6 [6]
同位素
主条目：Uts的同位素
同位素 丰度 半衰期​（t1/2） 衰变
方式 能量​（MeV） 产物
无稳定的同位素[7]
未解决的化学问题：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预测的电子排布为[Og] 5g11 6f4 8s2 8p2
1/2）[3]，对应的壳层为：2, 8, 18, 32, 43, 22, 8, 4。

有关Uts的研究多半是在讨论周期表可能的终点[2][9]，1948年时，理查德·费曼指出了现有理论在137号元素之后可能出现的佯谬[10]，也因此在部分非正式场合中会以费曼的名字称这个元素为“Feynmanium”[11]。

目前尚未有人成功合成Uts，也无法确定其原子核是否能够存在，因为原子核滴线的不稳定性可能意味着周期表将在稳定岛后不远之处结束[12][13]。根据现有理论，仅能确定其不会存在任何稳定的同位素[7]。

命名

Untriseptium一词来自于1979年IUPAC发表了对元素新命名的建议[14][15]，该建议将元素以原子序数在十进位制的数字以拉丁文组合做为命名[16]，其中字首“Un-”代表1，表示原子序的百位数、字根“tri-”代表3，表示原子序的十位数、字根“septi-”代表7，表示原子序的个位数[17]、字尾“-ium”表示金属元素[18]。而费曼指出了原子序大于137的元素会出现的佯谬，并认为137号元素可能是最后一个存在的元素，也因此在非正式场合中，该元素也被称为“Feynmanium”[10]，名称来自于费曼的名字[11]。

由于扩展元素周期表的排列方式并无统一，因此在皮寇（英语：Pekka_Pyykkö）模型提出以及轨道模型普及之前，周期表无考虑到轨道能级问题时，是直接照着排列下去的，而其中一种排法Uts正好是在𬭊的下方，也因此有些网站会将“eka-dubnium”也记载为Uts的别名，意为𬭊的下方的元素[19]，而根据皮寇（英语：Pekka Pyykkö）模型，𬭊下方应为159号元素（Unpentennium，Upe）[20]。然而根据该模型预测Uts的电子排布方式[21]，其应属于g区元素，而g区元素从第8周期开始，因此Uts在周期表中位置的上方是没有元素的。

特征

由于许多原子核理论的模型在原子序到137之后都会出现问题、矛盾或存在佯谬，因此理论上，Uts可能为最后一个存在的元素。这些现象最早由理查德·费曼于1948年指出[22]。

玻尔模型

理查德·费曼指出，根据玻尔模型，原子序大于137的元素，其内层轨道可能电子无法稳定存在[23]，因为在1s原子轨道中的电子的速度v计算如下：

 

当中Z是原子序，α是描述电磁力强度的精细结构常数。[24]在这个计算中，任何原子序高于137的元素的1s轨道电子速度计算结果会比光速c还大[25][26]，因此任何不建基于相对论的理论（如波尔模型）不足以处理这种计算。

而若将其结果转换成动量[27]：

 

对于任意高的p，我们可以找到满足该等式的v < c。且电子的速度与原子核存在与否无关，因此此计算矛盾并不意味着Uts会是元素周期表上的最后一个元素[2]。

相对论狄拉克方程

相对论的狄拉克方程可以计算出原子的基态能量：

 

其中，m为电子静止质量、c为光速、z为质子数、α为精细结构常数。

以m0表示电子的静质量，则其基态能量为：

 

当质子数为138或更大时，根号中将会出现负值，导致其值不是实数，因而导致狄拉克基态的波函数是震荡的，并且正能谱与负能谱之间没有间隙，正如克莱因佯谬（英语：Klein paradox）所言[28]。

参见

注解

  1. ^ 原子序超出现有理论可能的上限：Z = 155[1] (Albert Khazan)、Z = 173[2]

参考文献

  1. ^ Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements New. New York, NY: Oxford University Press. 2011: 588. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Philip Ball. Would element 137 really spell the end of the periodic table? Philip Ball examines the evidence. Chemistry World（英语：Chemistry World）. Royal Society of Chemistry. 2010-11 [2012-09-30]. （原始内容存档于2012-10-21）. 
  3. ^ 3.0 3.1 Pyykkö, Pekka. A suggested periodic table up to Z ≤ 172, based on Dirac–Fock calculations on atoms and ions. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13 (1): 161–168. Bibcode:2011PCCP...13..161P. ISSN 1463-9076. doi:10.1039/C0CP01575J （英语）. 
  4. ^ Makhyoun, M. A. On the electronic structure of 5g1 complexes of element 125 : a quasi-relativistic MS-Χα Study. Journal de Chimie Physique. 1988, 85: 917–924 [2021-04-25]. ISSN 0021-7689. doi:10.1051/jcp/1988850917. （原始内容存档于2018-06-03） （英语）. 
  5. ^ Fricke, B.; Greiner, W.; Waber, J. T. The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements. Theoretica Chimica Acta. 1971-09-XX, 21 (3): 235–260. ISSN 0040-5744. doi:10.1007/BF01172015 （英语）. 
  6. ^ Untriseptium. CharChem. [2021-04-25]. （原始内容存档于2021-05-15）. 
  7. ^ 7.0 7.1 Untriseptium. University of Kentucky. [2021-04-25]. （原始内容存档于2021-04-25）. 
  8. ^ Schwerdtfeger, Peter; Pyykkö, Pekka. [Abteilungsexemplar] Relativistic electronic structure theory: : (dedicated to Pekka Pyykkö on the occation of his 60th birthday). Theoretical and computational chemistry 1. ed. Amsterdam [u.a.]: Elsevier. 2002 [2021-04-25]. ISBN 978-0-444-51249-9. （原始内容存档于2021-04-26） （英语）. 
  9. ^ Goswami, M. Ultimate stable element Z = 137. Indian Journal of Science and Technology. 2009-03-20, 2 (3): 1–4 [2021-04-25]. doi:10.17485/ijst/2009/v2i3.10. （原始内容存档于2021-04-28）. 
  10. ^ 10.0 10.1 Elert, Glenn. Atomic Models. The Physics Hypertextbook. [2021-04-25]. （原始内容存档于2021-02-28） （英语）. 
  11. ^ 11.0 11.1 J. Eric Slone. The Mysterious 137. fotuva.org. [2017-07-17]. （原始内容存档于2017-07-24）. 
  12. ^ transuranium element. Encyclopedia Britannica. [2021-04-25]. （原始内容存档于2021-06-09） （英语）. 
  13. ^ Ćwiok, S.; Heenen, P.-H.; Nazarewicz, W. Shape coexistence and triaxiality in the superheavy nuclei. Nature. 2005-02-XX, 433 (7027): 705–709 [2021-04-25]. Bibcode:2005Natur.433..705C. ISSN 0028-0836. PMID 15716943. doi:10.1038/nature03336. （原始内容存档于2021-04-15） （英语）. 
  14. ^ Recommendations for the Naming of Elements of Atomic Numbers Greater than 100. Pure and Applied Chemistry. 1979-01-01, 51 (2): 381–384 [2021-04-25]. ISSN 1365-3075. doi:10.1351/pac197951020381. （原始内容存档于2021-04-26）. 
  15. ^ Untriseptium. apsidium.com. 2002-09-19 [2017-07-18]. （原始内容存档于2002-09-23）. 
  16. ^ Meija, Juris. Symbols of the Elements (part III). Chemistry International (DeGruyter). 2014, 36 (4): 25–26. doi:10.1515/ci.2014.36.4.25. 
  17. ^ 137 the Cosmic Code written by the ‘hand of God’. wordpress.com. [2017-07-18]. （原始内容存档于2022-03-27）. 
  18. ^ How to Name New Chemical Elements. Chemistry International. 2016-01-01, 38 (1) [2021-04-25]. ISSN 1365-2192. doi:10.1515/ci-2016-0124. （原始内容存档于2021-04-28）. 
  19. ^ Untriseptium – Eka-dubnium/Element 137. elixirofknowledge.com. 2015-07-15 [2017-07-18]. （原始内容存档于2021-04-15）. 
  20. ^ Extended elements: new periodic table. 2010 [2017-07-17]. （原始内容存档于2016-03-04）. 
  21. ^ Fricke, Burkhard. Superheavy elements a prediction of their chemical and physical properties. Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry 21. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. 1975: 89–144. ISBN 978-3-540-07109-9. doi:10.1007/bfb0116498 （英语）. 
  22. ^ Eggenkamp, Hans. The Halogen Elements. The Geochemistry of Stable Chlorine and Bromine Isotopes. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. 2014: 3–13. ISBN 978-3-642-28505-9. doi:10.1007/978-3-642-28506-6_1 （英语）. 
  23. ^ Philip Ball. how many more chemical elements are there for us to find?. BBC. 2016-01-15 [2017-07-18]. （原始内容存档于2021-08-16）. 
  24. ^ Eisberg, R.; Resnick, R.; Sullivan, Jeremiah D. Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles. Physics Today. 1975-12-XX, 28 (12): 51–52 [2021-04-25]. ISSN 0031-9228. doi:10.1063/1.3069243. （原始内容存档于2017-12-21） （英语）. 
  25. ^ When Will We Reach the End of the Periodic Table?. smithsonian. [2017-07-18]. （原始内容存档于2022-03-24）. 
  26. ^ Sam Kean. ununseptium ugly name beautiful element. slate.com. 2010-08-09 [2017-07-18]. （原始内容存档于2021-06-14）. 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. ^ Okun, Lev B. The Concept of Mass. Physics Today（英语：Physics Today）. 1989-06-XX, 42 (6): 31–36 [2021-04-25]. Bibcode:1989PhT....42f..31O. ISSN 0031-9228. doi:10.1063/1.881171. （原始内容存档于2021-05-05） （英语）. 
  28. ^ Greiner, Walter. Relativistic Quantum Mechanics. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. 1995. ISBN 978-3-540-99535-7. doi:10.1007/978-3-642-88082-7 （英语）. 
检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=Uts&oldid=79141136”