历史

发现

1998年12月，位于俄罗斯杜布纳联合核研究所（JINR）的科学家使用 Ca离子撞击 Pu目标体，合成一个 ? 原子。该原子以9.67 MeV的能量进行α衰变，半衰期为30秒。该原子其后被确认为 Fl同位素。这项发现在1999年1月公布。 然而，之后的实验并未能重现所观测到的衰变链。因此这颗原子的真正身份仍待确认，有可能是稳定的同核异构体 Fl。

1999年3月，同一个团队以 Pu代替 Pu目标体，以合成其他的 ? 同位素。这次，他们成功合成两个 ? 原子，原子以10.29 MeV的能量进行α衰变，半衰期为5.5秒。这两个原子确认为 Fl。 其他的实验同样未能重现这次实验的结果，因此真正产生的原子核身份一样不能被确定，但有可能是稳定的同核异构体 Fl。

杜布纳的团队在1999年6月进行实验，成功制成 ? 。这项结果是受到公认的。他们重复进行 Pu的反应，并产生两个鈇原子，原子以9.82 MeV能量进行α衰变，半衰期为2.6秒。

研究人员一开始把所产生的原子认定为 Fl，但2002年12月进行的研究工作则将结论更改为 Fl。

2009年5月，IUPAC的联合工作组发布鎶的发现报告，其中提到 Cn的发现。 由于 Fl和 Lv（见下）的合成数据牵涉到 Cn，因此这也意味着鈇的发现得到证实。

2009年1月，伯克利团队证实 Fl和 Fl的发现。接着在2009年7月，德国重离子研究所又证实 Fl和 Fl的发现。

2011年6月11日，IUPAC证实 ? 的存在。

命名

Flerovium（Fl）是IUPAC在2012年5月30日正式采用的，以纪念苏联原子物理学家格奥尔基·弗廖罗夫 。此前根据IUPAC元素系统命名法所产生的临时名称为Ununquadium（Uuq） 。科学家通常称之为“元素114”（或E114）。 2013年7月，中华人民共和国全国科学技术名词审定委员会通过以鈇为中文定名。

未来的实验

日本理化学研究所的一个团队已表示有计划研究以下的冷聚变反应：

Flerov核反应实验室在未来有计划研究在 Pu和 Ca反应中合成的较轻的 ? 同位素。

也有计划使用不同发射体能量再次用 Pu进行反应，以进一步了解2n通道，从而发现新的同位素 Fl。

同位素与核特性

核合成

能产生Z=114复核的目标、发射体组合

下表列出各种可用以产生114号元素的目标、发射体组合。

冷聚变

Pb( Ge, x n) Fl

第一次以冷聚变合成 ? 的实验于2003年法国国家大型重离子加速器（GANIL）进行，产量限制为1.2 pb时并没有合成任何原子。

热聚变

Pu( Ca, x n) Fl ( x =3,4,5)

杜布纳的一个团队于1998年11月首次尝试合成 ? 。他们探测到一个源自 Fl的长衰变链。 在1999年重复进行的实验再次合成了两个 ? 原子，这次则是 Fl。 团队在2002年进一步研究了这项反应。在测量3n、4n和5n中子蒸发激发函数时，他们探测到3个 Fl原子、12个 Fl原子及1个新同位素 Fl原子。根据这些结果，第一个被探测到的原子是 Fl或 Fl，而接着的两个原子是 Fl。 2007年4月利用 Cn来研究鎶的化学特性时，科学家再次进行这条反应。瑞士保罗谢勒研究所和Flerov核反应实验室直接探测到两个 Fl原子，这为对 ? 的首次化学研究打下基础。

2008年6月，科学家再用该反应来产生 Fl同位素，以研究 ? 的化学特性。这次发现了一个 ? 原子，这得以确认它的属性类似于惰性气体。

2009年5月至7月，德国重离子研究所第一次研究了这个反应，再进一步尝试合成Ts。团队成功确认了 Fl和 Fl的合成与衰变数据，合成的原子中，前者有9个，而后者有4个。

Pu( Ca, x n) 114 ( x =2,3,4,5)

杜布纳的团队首先在1999年3月至4月研究了这项反应，并探测到两个 Fl原子。 由于有关 Cn的数据有冲突，所以科学家在2003年9月重复进行了该实验，以确认 Fl和 Cn的衰变数据（详见鎶）。他们通过测量2n、3n和4n激发函数得到了 Fl、 Fl和新同位素 Fl的衰变数据。

2006年4月，保罗谢勒研究所和Flerov核反应实验室的合作计划曾使用过这项反应来产生 Cn，以研究鎶的属性。在2007年4月进行的一项确认实验中，团队直接探测到 Fl，并能够取得有关 ? 原子化学特性的最初数据。

2009年1月，伯克利的团队使用伯克利充气分离器（BGS）和新得到的 Pu样本继续进行研究，通过以上反应尝试合成 ? 。2009年9月，他们公布成功探测到2个 ? 原子，分别为 Fl和 Fl，证实了Flerov核反应实验室取得的衰变数据，但是所测量的截面更低。

2009年4月，瑞士和俄罗斯的合作研究计划再次使用以上反应进行了对 ? 化学属性的研究，其中探测到一个 Cn原子。

2010年12月，劳伦斯伯克利国家实验室的团队公布发现了 Fl原子，并观测到5个衰变产物的新同位素。

作为衰变产物

科学家也曾在鈇和Og的衰变链中观测到鈇的同位素。

撤回的同位素

Fl

在1999年发现 Og的报告中， Fl是以11.35 MeV能量进行α衰变的，半衰期为0.58 ms。发现者于2001年撤回了这项发现。这个同位素最后是在2010年被合成的，其衰变属性和1999年报告中的不符，意味着撤回的数据是错误的。

同位素发现时序

原子序为114复核的裂变

2000年至2004年期间Flerov核反应实验室进行了几项研究 Fl复核衰变属性的实验。他们所使用的核反应为 Pu+ Ca。结果显示，这些复核进行裂变时主要发射完整轨域原子核，如 82 132 Sn。另一项发现是，使用 Ca和 Fe作为发射体的聚变裂变路径相似，这表示未来在合成超重元素时有可能使用 Fe发射体。

核异构体

Fl

第一次合成的鈇同位素为 Fl，它以9.71 MeV的能量进行α衰变，时长为30秒。之后的直接合成实验中并未被观测到这种现象。然而，在一次 Lv的合成实验中，所测得的衰变链释放了9.63 MeV能量的α粒子，时长为2.7秒。之后其他的衰变都与 Fl的相似。这很明确地表明，这些衰变活动都是来自于同核异构体的。近期实验中并未出现类似的活动，表示这种同核异构体的产量约为基态的20%，而第一个实验观测到的现象只是巧合。要解释这个问题，必须进行更多的研究。

Fl

使用 Pu作为目标的初次实验中，所观测到的 Fl同位素进行衰变时放射能量为10.29 MeV的α粒子，时常为5.5秒。其衰变产物再进行自发裂变，时常符合先前合成的 Cn。后来科学家再没有观测到同样的衰变活动（详见鎶）。不过，两者的相关性表示实验结果是非随机的，而合成方式是不会影响同核异构体的生成的。这些问题要经过更多研究才能解决。

同位素产量

下表列出直接合成鈇的聚变核反应的截面和激发能量。粗体数据代表从激发函数算出的最大值。+代表观测到的出口通道。

冷聚变

热聚变

理论计算

蒸发残留物截面

下表列出各种目标-发射体组合，并给出最高的预计产量。

MD = 多面；DNS = 双核系统； σ = 截面

衰变特性

对Fl不同同位素半衰期的理论估算与实验结果相符。 没有裂变的同位素 Fl的α衰变半衰期预计有17天。

寻找稳定岛： Fl

根据宏观—微观理论，原子序114是下一个幻数。这意味着，该原子核呈球体状，而其基态将会有高和宽的裂变位垒，因此自发裂变部分的半衰期会很长。

当原子序为114时，宏观—微观理论表示下一个中子幻数为184，因此 Fl原子核很有可能会是继 Pb（原子序82、中子数126）之后下一个满足双重幻数的原子核。 Fl位于理论预计的“稳定岛”的中央。然而，其他运用相对论平均场理论的计算显示，原子序120、122和126才是幻数。有一种可能性是，稳定性并不在单一数字上飙升，而是在原子序从114到126时都是较高的。

由于偶核效应， Mc的轨域修正能量最低，因此裂变位垒最高。由于较高的裂变位垒，任何在这稳定岛上的原子核都只会进行α衰变，所以半衰期最长的原子核将会是 Fl。半衰期预计很难超过10分钟，除非中子数为184的中子轨域实际比理论上预计的更稳定。另外，由于有奇数中子， Fl的半衰期可能会更长。

化学属性

推算的化学属性

氧化态

鈇预计属于7p系，并是元素周期表中14 (IVA)族最重的成员，位于铅之下。这一族的氧化态为+IV，而较重的元素也表现出较强的+II态，这是因为惰性电子对效应。锡的+II和+IV态强度相近。铅的+II态比+IV态强。因此 ? 应该继续这一趋势，有着氧化性的+IV态和稳定的+II态。

化学特性

鈇的化学特性应与铅相近，能形成FlO、FlF 2 、FlCl 2 、FlBr 2 和FlI 2 。如果其+IV态能够进行化学反应，它将只能形成FlO 2 和FlF 4 。它也有可能形成混合氧化物Fl 3 O 4 ，类似于Pb 3 O 4。

一些研究指出鈇的化学特性可能和惰性气体氡更接近。

实验化学

原子气态

2007年4月至5月，瑞士保罗谢勒研究所与Flerov核反应实验室的合作计划研究了鎶的化学特性。第一项反应为 Pu( Ca,3n) Fl，第二项反应为 Pu( Ca,4n) Fl。他们将所生成的原子在面上的吸收属性与氡的属性作了比较。第一项实验探测到3个 Cn原子，但同时也似乎探测到了1个 Fl原子。这项结果是出乎意料的，因为要移动生成了的原子需时大约2秒， ? 原子应该在被吸收前已经衰变了。第二个反应产生了2个 Fl原子和1个 Fl原子。其中两个原子的吸收特性符合惰性气体的特性。2008年进行的实验肯定了这一重要的结果，所产生的 Fl原子特性也符合先前的数据，表示 ? 和金发生交互作用时类似于惰性气体。

参见

稳定岛: Fl –Ubn–Ubh

铅

扩展元素周期表

Fl的同位素

参考资料

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