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來源：互聯(lián)網(wǎng)

?（ào，Oganesson）是人工合成的最重的稀有氣體元素，位于元素周期表的第7周期0族p區(qū)，元素符號為Og，原子序數(shù)為118，原子質(zhì)量是294。

2002年，俄羅斯尤里·奧加涅相（Yuri Oganessian）領(lǐng)導(dǎo)的杜布納聯(lián)合核子研究所和美國勞倫斯伯克利國家實驗室聯(lián)合小組的科學(xué)家以鈣-48轟擊锎[kāi]-249標靶首次得到118號元素。2016年6月8日，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）宣布，將合成化學(xué)元素第118號提名為化學(xué)新元素；11月30日，IUPAC正式將118號元素命名為oganesson（Og），該名稱源于俄羅斯核物理學(xué)家尤里·奧加涅相（Yuri Oganessian）。2017年5月9 日，中國科學(xué)院、國家語言文字工作委員會、全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會在北京正式發(fā)布將118號元素的中文名定為“?”，臺灣省名也定為“?”。Oganesson除了基礎(chǔ)科學(xué)研究之外，沒有任何已知的其他應(yīng)用。

歷史

早期探索

1922年，丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）預(yù)測118號元素的電子結(jié)構(gòu)為 2、8、18、32、32、18、8，與現(xiàn)代預(yù)測相符。1965年，德國化學(xué)家格羅斯（Aristid von Grosse）根據(jù)惰性氣體對應(yīng)態(tài)的范德·瓦耳斯定理開始推導(dǎo)118號元素的各種物理性質(zhì)，包括晶格參數(shù)和單晶胞尺寸、密度、固體和液體從0°K到臨界點的原子體積、臨界參數(shù)、固體和液體的蒸氣壓、熱含量、升華熱、蒸發(fā)熱和聚變熱等。1975年，美國化學(xué)家肯尼斯·皮策（Kenneth Pitzer）提出118號元素應(yīng)該是氣體或揮發(fā)性的液體。

1999年，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LBNL）聲稱用氪[kè]核撞擊鉛靶發(fā)現(xiàn)了118號和116號這兩種超重元素，但德國、法國和日本的幾個研究小組包括LBNL自身都無法重復(fù)這個試驗，對原始數(shù)據(jù)進行分析后，LBNL發(fā)現(xiàn)這項研究是其實驗室內(nèi)的研究人員尼諾夫從事了“不正當(dāng)科學(xué)行為”，數(shù)據(jù)造假所得，一名科學(xué)家因此被解雇；其中三名科學(xué)家后來加入美俄聯(lián)合小組，因此2002年被迫撤回其聲明。

合成與確認

2002年，俄羅斯尤里·奧加涅相（Yuri Oganessian）領(lǐng)導(dǎo)的俄國（杜布納研究所）和美國（勞倫斯伯克利國家實驗室）聯(lián)合小組的科學(xué)家用鈣離子束照射富集的锎靶，首次得到294Og并觀察到兩條α衰變鏈，核反應(yīng)式為249Cf(48Ca,3n) 294Og。

2004年，尤里·奧加涅相（Yuri Oganessian）等人報道，觀察到245Cm(48Ca, 3n)反應(yīng)產(chǎn)生的290Lv同位素有一條完整的α衰變鏈，290Lv的α粒子能量為10.88MeV，同年Oganessian等人采用242Pu(48Ca, 3n)反應(yīng)產(chǎn)生了四條286Fl鏈，平均α粒子能量為10.21MeV，第三條294Og鏈終止于286Fl衰變。

2006年，尤里·奧加涅相（Yuri Oganessian）等人在48Ca與249Cf的反應(yīng)中觀察294Og，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物在1.3ms內(nèi)衰減至290Lv，α-粒子平均能量為11.7MeV，然后在14ms內(nèi)衰減至286Fl，α-粒子平均能量為10.8MeV，最后因282Cn的自發(fā)裂變而終止。，與2002年對中間體的測量結(jié)果是一致性的。

2006年10月17日，第118號元素裂變時，116號元素Lv作為衰變產(chǎn)物被探測到，該元素先是釋放一顆由兩個質(zhì)子和兩個中子組成的α離子，衰變?yōu)?16號元素，1ms之后，釋放出一顆α離子衰變?yōu)榈?14號元素，然后又衰變成為第鎶，最后分裂成兩顆大小相近的其他原子。

2012年，尤里·奧加涅相（Yuri Oganessian）團隊觀察到一條2α-衰變鏈，從48Ca與249Cf反應(yīng)產(chǎn)生的294Og開始，α-粒子的能量與他們之前（2006年）中看到的衰變鏈非常吻合，這為新元素的發(fā)現(xiàn)提供了確鑿的證據(jù)。

國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）/國際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)合會（IUPAP）聯(lián)合工作小組（JWP）評估：2006年Oganessian等人發(fā)現(xiàn)了從294Og開始的三個一致的衰變鏈，這一結(jié)果在2012年得到了證實。

?的命名

2015年12月30日，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）與國際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)合會（IUPAP）組建的聯(lián)合工作組確認人工合成了113號、115號、117號和118號4個新元素，并將Nh命名權(quán)授予日本，俄羅斯和美國則從其他3種元素獲得榮譽及冠名權(quán)。2016年6月8日，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會宣布，將合成化學(xué)元素第118號（Og）提名為化學(xué)新元素。2016年11月30日，IUPAC正式公布118號元素名為Oganesson（Og），以致敬超重元素合成先驅(qū)者、俄羅斯核物理學(xué)家尤里·奧加涅相（Yuri Oganessian）。

2017年5月9 日，中國科學(xué)院、國家語言文字工作委員會、全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會在北京聯(lián)合召開發(fā)布會，正式向社會發(fā)布113號、115號、117號、118號元素中文名稱，其中屬于第18族的元素，命名以“-on”結(jié)尾，非金屬元素的單質(zhì)在常溫下為固、液、氣態(tài)的，分別以石字旁、三點水和氣字頭為偏旁，并采用左右結(jié)構(gòu)左形右聲的形聲字，從已有的漢字中找出發(fā)音靠近國際命名的漢字，因此將118號元素中文名定為“?”，臺灣省名也定為“?”，并納入規(guī)范用字。

截至到2016年元素周期表已經(jīng)從92號元素擴展至118號，“?”元素所在的第七周期所有元素均已被發(fā)現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)

Og元素的原子核包含118個質(zhì)子和176個中子，是元素周期表VIII A族中的元素，同一族的還有氦（He）、（Ne）、（Ar）、氪（Kr）、（Xe）和（Rn），預(yù)測其外層電子排布為[Rn] 7s2 7p6 5f14 6d10，晶體為立方晶系結(jié)構(gòu)。

理化性質(zhì)

物理性質(zhì)

理論研究表明該元素可能因相對論效應(yīng)在常溫下呈現(xiàn)固態(tài)，突破稀有氣體的常規(guī)物理特性。298K的溫度下氣態(tài)Og可能是無色的，預(yù)計與同族的其他成員有相似的物理性質(zhì)，最接近于氡，還可能有極寬的極化率（52.43a.u.），幾乎是Rn的兩倍（28.61a.u.），其二聚體顯示出與Hg2大致相等的鍵相互作用。Og2的解離能大約是Rn2的4倍，前者為0.062eV，后者為0.016eV。Og的質(zhì)子親和力和MH+鍵長都大于Rn。由于原子序數(shù)大，其密度會比其他惰性氣體大得多，Og的軌道中沒有未占據(jù)的電子，因此電導(dǎo)率較低。存在弱電子相互作用，所以預(yù)計熔點和低沸點較低，推測熔點為258K，沸點為~263K，第一電離勢能為8.7ev。

化學(xué)性質(zhì)

Og的化學(xué)性質(zhì)將主要由7p3/2軌道參與成鍵來決定，惰性氣體族元素的惰性隨原子核質(zhì)子數(shù)的增加而降低，Og是稀有氣體中電正性最強的，Og的性質(zhì)可由該族內(nèi)較輕的同系物外推得出，Og的電離能應(yīng)該小于氙的實驗值，并且Og有化合物，其第一電離勢（IP）為8.7eV，與IP(Fl)=8.54eV的電離勢大致相同，小于IP(Rn)=10.74eV和IP(Cn)=11.97eV。Og的外層8s軌道相對穩(wěn)定，使原子的電子親和能（EA）為0.056eV，Og的極化率預(yù)計是第18組中最大的。其最大的極化率，加上最小的電離勢，意味著它在本族中具有最高的反應(yīng)活性。Og相對于Rn的化學(xué)活性明顯增強的原因是其占據(jù)的7p3/2軌道的能量不穩(wěn)定和徑向膨脹。Og的化學(xué)行為更像普通元素，有很多可能的氧化數(shù)，如+2價和+4價，+6價不那么重要，因為p1/2電子的強結(jié)合，它將延續(xù)最初在氙中觀察到的化學(xué)反應(yīng)趨勢。

Og在+4氧化態(tài)下應(yīng)該是穩(wěn)定的，并且可形成穩(wěn)定的四氟化物和四氯化物。根據(jù)反應(yīng)M+F2 →MF2和MF2 + F2→MF4反應(yīng)自由能的計算，當(dāng)M=Xe、Rn和Og時，證實18族中+2和+4氧化態(tài)的穩(wěn)定性增加。自旋軌道效應(yīng)對OgF4的穩(wěn)定作用顯著，XeF4和RnF4的D4h幾何構(gòu)型在OgF4中變得稍微不穩(wěn)定，Td結(jié)構(gòu)則比D4h穩(wěn)定約0.20eV，因為只有立體化學(xué)活性的7p3/2電子可以成鍵，Og的化物很可能是離子的，可形成惰性氣體-氯鍵，而不是像Xe那樣是共價的，因此，預(yù)測它們是非易失性的。

同位素

Og已發(fā)現(xiàn)的同位素有三種，為293-295Og，其中293Og的半衰期為1ms，294Og的半衰期為0.7ms±0.3，295Og的半衰期為680ms±540。根據(jù)Og其他同位素的合成途徑和半衰期進行的理論計算表明，293Og、295Og、296Og、297Og、298Og、300Og和302Og可能比同位素294Og更穩(wěn)定一些。同位素的放射性衰變特性如下：

化合物

Og元素存在+2和+4價，可能會形成化合物OgF2和OgF4，因Oganesson的高電正性，預(yù)計OgF2會部分離子化。

Ts（?）與Og反應(yīng)可生成OgTs4，反應(yīng)式為，該分子有兩種晶體結(jié)構(gòu)，一種是平面正四方形結(jié)構(gòu)（D4h），鍵長3.23?；另一種是正四方體結(jié)構(gòu)（Td），Og-Ts鍵長3.43?。OgTs4(Td)的原子化能（解離成1個Og原子和4個Ts原子）分別為7.45和-11.21eV，OgTs4(D4h)的原子化能分別為6.34和-8.56eV。相對論效應(yīng)約為18.65eV(Td)和14.90eV(D4h)，對原子化能的影響很大。