![hs[元素名]](/img/1/7f5/nBnauM3X1YjN3UDO4ETO3MDO4QTM1MDM1ATM2kzMwAzMwIzLxkzL2YzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg "hs[元素名]")
歷史
發現
1984年，由PeterArmbruster和GottfriedMünzenberg領導的研究隊於德國達姆施塔特重離子研究所首次進行了 的合成反應。團隊以58Fe原子核撞擊鉛目標體，製造出3個265Hs原子，反應如下：
反應式IUPAC/IUPAP超鐨元素工作組在1992年的一份報告中承認，重離子研究所是 的正式發現者。
命名
曾經被稱為eka鋨。在命名爭議期間，IUPAC使用的臨時系統名稱是Unniloctium（符號為Uno），來自數字1、0、8的拉丁語寫法。德國發現者在1992年正式提出使用Hassium作為108號元素的名稱，取自研究所所在地德國黑森州的拉丁語名（Hassia）。
1994年，IUPAC的一個委員會建議把元素108命名為Hahnium（Hn），雖然長期的慣例是把命名權留給發現者。在德國發現者抗議之後，國際承認了現用名稱Hassium（Hs）。
核合成
冷核聚變
- 136 Xe(136 Xe,xn)272−x Hs
未來重要的實驗將會包括通過該對稱反應利用裂變碎片合成 同位素。這條反應曾於2007在杜布納進行，但未探測到任何原子，截面限制為1pb。一經證實，這種對稱聚變反應就應該算是熱核聚變，而非一開始認為的冷核聚變。這意味著，該反套用於合成超重元素的實際用途具有限制。
- 198 Pt(70 Zn,xn)268−x Hs
該反應於2002年5月在重離子研究所進行。不過，由於鋅-70粒子束的失敗，實驗被中斷了。
- 208 Pb(58 Fe,xn)266−x Hs (x=1,2)
1978年位於杜布納的團隊首次報告了該反應。在1984年的一次實驗中，他們利用滾筒技術探測到了來自260 Sg的一次自發裂變行為，而264 Hs是其母同位素。 同年進行的重複實驗中，他們用化學辨識衰變產物，從而證明了元素108的成功合成。所探測到的有253 Es和253 Fm的α衰變，這些都是265 Hs的衰變產物。
在1984年正式發現 元素的實驗中，重離子研究所的團隊使用了α衰變相關法，並辨認出3顆265 Hs原子。在1993年改進設施之後，團隊在1994年重複進行了實驗，並在測量1n中子蒸發通道的部分激發函式時，探測到75個265 Hs原子和2個264 Hs原子。在1997年進行的另一次實驗中，測量到的1n通道的最大值為69 pb，另探測到20個原子。
理化學研究所於2002年的重複實驗成功製造出10個原子，而國家大型重離子加速器於2003年製造出7個原子。
理化學院究所的團隊於2008年再次研究該反應，以對264 Hs作出首次的光譜分析。他們另又發現29個265 Hs原子。
- 207 Pb(58 Fe,xn)265−x Hs (x=1)
1984年在杜布納進行的實驗首次使用Pb-207目標。團隊探測到與使用Pb-208時的實驗相同的自發裂變，來自同位素260 Sg，264 Hs的子同位素。 位於重離子研究所的團隊首次於1986年研究這條反應，並使用α衰變相關法發現了單個264 Hs原子，截面為3.2 pb。反應在1994年重複進行，同時探測到α衰變和自發裂變264 Hs。
理化學研究所在2008年研究了該反應，以進行首次對264 Hs的光譜分析。該團隊探測到11個原子。
- 208 Pb(56 Fe,xn)264−x Hs (x=1)
勞倫斯伯克利國家實驗室的團隊在2008年首次研究該反應，並製造及辨認出6個新發現的263 Hs同位素原子。數月之後，理化學研究所的團隊也發布了他們對同一條反應的研究結果。
- 206 Pb(58 Fe,xn)264−x Hs (x=1)
理化學研究所的團隊在2008年首次研究了該反應，並識別出8個新發現的263 Hs同位素原子。
- 209 Bi(55 Mn,xn)264−x Hs
最初對 原子核的合成實驗使用的就是這條反應，由杜布納的一支團隊在1983年進行。他們使用滾筒技術，探測到來自255 Rf的自發裂變，而該同位素是263 Hs的衰變產物。1984年重複進行的實驗得到同樣的結果。1983年的另一次實驗當中，他們通過化學辨識衰變產物，從而支持 的合成結果。探測到的有鐨同位素的α衰變，該鐨同位素是262 Hs的衰變產物。這條反應之後一直沒有進行嘗試，因此262 Hs的存在至今仍未證實。
熱核聚變
- 226 Ra(48 Ca,xn)274−x Hs (x=4)
位於Flerov核反應實驗室由Yuri Oganessian領導的團隊聲稱在1978年曾研究過這條反應，但實驗結果沒有發布在任何文獻當中。該反應於2008年6月在同一實驗室重複進行，結果探測到4個270 Hs同位素原子，產量為9 pb。該同位素的衰變數據得到證實後，發現α能量稍微更高。2009年1月，團隊重複進行實驗，再探測到2個270 Hs原子。
- 232 Th(40 Ar,xn)272−x Hs
這條反應首次再1987年於杜布納進行。探測方式為自發裂變，但並未發現任何成功地反應，截面限制為2 pb。
- 238 U(36 S,xn)274−x Hs (x=4)
該反應使用罕見且昂貴的36 S同位素，於2008年4月至5月在重離子研究所進行。初步結果顯示，實驗探測到1個270 Hs原子，產量為0.8 pb。數據證實了270 Hs和266 Sg的衰變特性。
- 238 U(34 S,xn)272−x Hs (x=4,5)
1994年3月，位於杜布納由Yuri Lazerev領導的團隊宣布在5n中子蒸發通道探測到3個267 Hs原子。在重離子研究所的團隊在同時研究鐽的時候證實了 同位素的衰變特性。
這項實驗於2009年1月至2月在重離子研究所進行，用以發現新同位素268 Hs。由Nishio教授領導的團隊探測到1個268 Hs和1個267 Hs原子。新發現的同位素經過α衰變後形成已知的264 Sg同位素。
- 248 Cm(26 Mg,xn)274−x Hs (x=3,4,5)
重離子研究所與保羅謝爾研究所的合作團隊研究了鋦-248和鎂-26離子之間的反應。在2001年5月到2005年8月期間，團隊研究了產生269 Hs、270 Hs及271 Hs的3n、4n及5n中子蒸發通道的激發函式。 2006年12月，慕尼黑工業大學的科學團隊發布了合成270 Hs同位素的重要結果。報告指出，該同位素經α衰變，能量為8.83 MeV，預計半衰期約為22秒，形成266 Sg。
- 248 Cm(25 Mg,xn)273−x Hs
這條新的反應在2006年7月至8月由重離子研究所用於合成新的同位素268 Hs。從中子蒸發通道未能探測到任何原子，計算的界面限制為1 pb。
- 249 Cf(22 Ne,xn)271−x Hs
杜布納的團隊在1983年研究了該反應，並用自發裂變作出探測。探測到的幾次短期自發裂變活動證明了 原子核的生成。
同位素
同位素髮現年表
| 同位素 | 發現年份 | 所用核反應 |
|---|---|---|
| 263 Hs | 2008年 | 208 Pb(56 Fe,n) |
| 264 Hs | 1986年 | 207 Pb(58 Fe,n) |
| 265 Hs | 1984年 | 208 Pb(58 Fe,n) |
| 266 Hs | 2000年 | 207 Pb(64 Ni,n)[25] |
| 267 Hs | 1995年 | 238 U(34 S,5n) |
| 268 Hs | 2009年 | 238 U(34 S,4n) |
| 269 Hs | 1996年 | 208 Pb(70 Zn,n)[26] |
| 270 Hs | 2004年 | 248 Cm(26 Mg,4n) |
| 271 Hs | 2004年 | 248 Cm(26 Mg,3n)[來源請求] |
| 272 Hs | 未知 | |
| 273 Hs | 2010年 | 242 Pu(48 Ca,5n) |
| 274 Hs | 未知 | |
| 275 Hs | 2003年 | 242 Pu(48 Ca,3n)[27] |
| 276 Hs | 未知 | |
| 277a Hs | 2009年 | 244 Pu(48 Ca,3n) |
| 277b Hs? | 1999年 | 244 Pu(48 Ca,3n)[27] |
待證實的同位素
- 277b Hs
同位素277 Hs曾在一次自發裂變事件中被觀察到，其半衰期為較長的11分鐘左右。 在281 Ds的大部分衰變過程中都未能探測到該同位素，其唯一一次被探測到是在同質異構核281b Ds的未經證實的一次衰變當中。其半衰期對基態核來說很長，因此它有可能屬於277 Hs的一個同質異構核。另外在2009年，重離子研究所的團隊觀察到281a Ds的α衰變分鏈產生了277 Hs同位素，其後該同位素進行自發裂變，半衰期較短。測量到的半衰期接近基態同質異構核277a Hs的預期值。要證實該同質異構核的存在，需進行進一步的研究。
撤回的同位素
- 273 Hs
勞倫斯伯克利國家實驗室於1999年聲稱合成元素118，反應期間出現273 Hs同位素核子。他們聲稱該同位素以能量9.78及9.47 MeV進行α衰變，半衰期為1.2秒。該發現在2001年被撤回。這一同位素最終在2010年被合成，而所記錄的數據證明先前的數據是虛假的。
- 270 Hs
根據巨觀微觀理論，Z=108質子數是變形質子幻數，連同N=162的中子殼層。這代表這種原子核的基態是永遠變形的，但其裂變位壘高而窄，造成進一步變形，因此其自發裂變部分半衰期相對較長。此區域的自發裂變半衰期比接近球體雙重幻數的原子核298 114小大約109 倍。這是由於裂變位壘較窄，導致以量子隧穿效應穿越位壘的機率增加。另外，根據計算，N=162中子數是變形中子幻數，因此270 Hs原子核很有可能是變形雙重幻數核。Z=110的同位素271 Ds及273 Ds的衰變數據，說明N=162支殼層有可能為幻數。對269 Hs、270 Hs和271 Hs的合成實驗也指出N=162是幻數閉殼層。270 Hs的低衰變能量與計算的完全相符。
Z=108變形質子殼層的證據
證明Z=108質子殼層的幻數特性的證據有以下兩點：
對於自發裂變，有必要測量同中子異位素核268 Sg、270 Hs和272 Ds的半衰期。由於 和鐽的這兩個同位素還是未知的，而270 Hs的衰變還未經過測量，因此該方法目前能夠用來證實Z=108殼層的穩定性質。但Z=108的幻數特性可以從270 Hs、271 Ds及273 Ds的α衰變能量間的大差距中推導出。測量272 Ds的衰變能量能量後能夠得出更有力的證據。
同質異能核
- 269 Hs
對269 Hs的直接合成產生了三條α線，於9.21、9.10及8.94 MeV。在277 112的衰變當中，只觀察到能量為9.21 MeV的269 Hs的α衰變，表示該衰變源自同質異能核。要證實這一點則需進一步研究。
- 267 Hs
已知267 Hs進行α衰變，α線位於9.88、9.83和9.75 MeV，半衰期為52 ms。在合成271m,g Ds的時候，觀察到額外的活動。包括一次0.94 ms，能量為9.83 MeV的α衰變，其餘還有更長的約0.8 s和約6.0 s的活動。這些活動來源現時不清，需要更多的研究得到證實。
- 265 Hs
對265 Hs的合成也證明兩個能級的存在。基態進行能量為10.30 MeV的α衰變，半衰期為2.0 ms。其同質異能態能量比基態高300 keV，進行10.57 MeV的α衰變，半衰期為0.75 ms。
化學特性
推算的特性
氧化態預計為過渡金屬中6d系的第5個元素及8族中最重的元素，在周期表中位於鐵、釕和鋨之下。該族中的後兩個元素表現出的氧化態為+8，而這種氧化態在族中越到下方越為穩定。因此 的氧化態應為+8。鋨同時還有穩定的+5、+4及+3態，其中+4態最為穩定。而釕則同時有+6、+5及+3態，當中+3態最為穩定。 也因此預計擁有穩定的低氧化態。
化合物第8族元素獨特的氧化物化學使對 元素特性的推算更為容易。同族較輕的元素都已知擁有或預測擁有四氧化物，MO4。一直向下，該族的氧化力逐漸下降：FeO4 並不存在，因為極高的電子親合能使其形成常見的FeO42− 。釕(VI)在酸中經過氧化後形成四氧化釕，RuO4，而四氧化釕經過還原反應後形成RuO42− 。釕金屬在空氣中氧化後形成二氧化釕，RuO2。對比之下，鋨燃燒後產生穩定的四氧化鋨，OsO4，然後與氫氧根離子產生配合物[OsO4(OH)2]2− 。因此，作為鋨對下的元素， 應該會形成揮發性四氧化 ，HsO4，再與氫氧根離子配合形成[HsO4(OH)2]2− 。
密度
預計體密度為41 g/cm3 ，是所有118個已知元素中最高的，幾乎為鋨的兩倍，而鋨是目前已測量的元素中密度最高的，有22.6 g/cm3 。這是由於 擁有高原子量，並加上鑭系與錒系收縮效應和相對論性效應，但是真正製造足夠 元素以測量其密度是不可行的，因為樣本會即刻進行衰變。
實驗性化學
氣態化學的電子排布預計為[Rn]5f14 6d6 7s2 ，因此 應會產生揮發性四氧化物HsO4。其揮發性是由於該分子的四面體形。
對 的首次化學實驗在2001年進行，運用了熱色譜分析法，以172 Os作為參照物。利用反應248 Cm(26 Mg,5n)269 Hs，實驗探測到5個 原子。產生的原子在He/O2混合物中經過熱能化及氧化後產生氧化物。
- 269
108Hs+ 2O2→269
108HsO4
所測量到的熱離解溫度表示四氧化 的揮發性比四氧化鋨低，同時也肯定了 的特性屬於8族。
為了進一步探測 的化學屬性，科學家決定研究四氧化 與氫氧化鈉間產生的 酸鈉的反應。該反應是鋨的一條常見反應。在2004 年，科學家公布成功進行了第一次對 化合物的酸鹼反應：
- HsO4+ 2 NaOH →Na2[HsO4(OH)2]
| 公式 | 名稱 |
|---|---|
| HsO4 | 四氧化 |
| Na2[HsO4(OH)2] | 酸鈉、二羥基四氧 酸鈉 |
