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Ust

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Ust 173Ust
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Uue（預測為鹼金屬） Ubn（預測為鹼土金屬）
143 Uqt（化學性質未知） 144 Uqq（化學性質未知） 145 Uqp（化學性質未知） 146 Uqh（化學性質未知） 147 Uqs（化學性質未知） 148 Uqo（化學性質未知） 149 Uqe（化學性質未知） 150 Upn（化學性質未知） 151 Upu（化學性質未知） 152 Upb（化學性質未知） 153 Upt（化學性質未知） 154 Upq（化學性質未知） 155 Upp（化學性質未知） 156 Uph（化學性質未知） 157 Ups（化學性質未知） 158 Upo（化學性質未知） 159 Upe（化學性質未知） 160 Uhn（化學性質未知） 161 Uhu（化學性質未知） 162 Uhb（化學性質未知） 163 Uht（化學性質未知） 164 Uhq（化學性質未知） 165 Uhp（化學性質未知） 166 Uhh（化學性質未知） 167 Uhs（化學性質未知） 168 Uho（化學性質未知） 169 Uhe（化學性質未知） 170 Usn（化學性質未知） 171 Usu（化學性質未知） 172 Usb（化學性質未知）
121 Ubu（化學性質未知） 122 Ubb（化學性質未知） 123 Ubt（化學性質未知） 124 Ubq（化學性質未知） 125 Ubp（化學性質未知） 126 Ubh（化學性質未知） 127 Ubs（化學性質未知） 128 Ubo（化學性質未知） 129 Ube（化學性質未知） 130 Utn（化學性質未知） 131 Utu（化學性質未知） 132 Utb（化學性質未知） 133 Utt（化學性質未知） 134 Utq（化學性質未知） 135 Utp（化學性質未知） 136 Uth（化學性質未知） 137 Uts（化學性質未知） 138 Uto（化學性質未知） 139 Ute（化學性質未知） 140 Uqn（化學性質未知） 141 Uqu（化學性質未知） 142 Uqb（化學性質未知）
173 Ust（預測為超臨界原子） 174 Usq（預測為超臨界原子） 175 Unseptpentium（預測為超臨界原子） 176 Unsepthexium（預測為超臨界原子） 177 Unseptseptium（預測為超臨界原子） 178 Unseptoctium（預測為超臨界原子） 179 Unseptennium（預測為超臨界原子） 180 Unoctnilium（預測為超臨界原子） 181 Unoctunium（預測為超臨界原子） 182 Unoctbium（預測為超臨界原子） 183 Unocttrium（預測為超臨界原子） 184 Uoq（預測為超臨界原子） ...
※註：119號及以後的元素並無公認的排位，上表
之排位是從理論計算的電子排布推論而得的一種
未定論
↑
Ust
↓
未定論
Usb ← Ust → Usq或無[1][2]
概況
名稱·符號·序數Unsepttrium·Ust·173
元素類別未知
部分理論認為是鹼金屬
族·週期·區未定論·未定論·g
標準原子質量未知
電子排布[Usb] 6g1（推測）[3][4][5]
2, 8, 18, 32, 50, 33, 18, 8, 4（推測）[4][5]
物理性質
原子性質
氧化態未知
雜項
CAS號55187-84-3

Unsepttrium（化學符號為Ust）是一種尚未被發現的化學元素，原子序數是173。直到這個元素被發現、確認並確定了永久名稱之前，Unsepttrium和Ust分別為這個元素的暫定系統命名和化學符號。該元素所歸屬的週期眾說紛紜，有排列在第10週期g區元素的說法，也有排在第9週期鹼金族的說法，而根據現行較廣泛接受的皮寇（英語：Pekka Pyykkö）以及Nefedov模型[6]，Ust可能具有鹼金屬的部分特性，但其週期仍尚未有定論。

由於現行理論會在原子序大於或等於173時出現矛盾，因此部分研究認為，Ust可能是理論上可以以原子形態存在的最重元素，更重的元素可能只能以離子的形態存在[1]。

在周期表上的位置

Ust在周期表上的位置有不止一種說法。1969年，格倫·西奧多·西博格根據構造原理提出的週期表中，Ust被安排在第九周期的g3族[7]，上方為123號元素、下方為245號元素；1973年德國物理學家布克哈德·弗里克（Burkhard Fricke）的擴展元素週期表則將Ust安排在g1族；而2010年提出的皮寇（英語：Pekka Pyykkö）模型則將Ust安排在鹼金族，但對於其週期歸屬多個研究皆有不同看法，目前尚未有一篇廣泛接受的研究指出第8週期以後的元素排列。

對於其是否為週期表的終點學界眾說紛紜，例如弗里克認為Ust是元素週期表中最後一種元素[2]，而沃爾特·格瑞納（Walter Greiner）認為的原子序可達到184甚至194[6][8]:588，亦有學者認為週期表的終點可能更早結束，例如費曼認為最後一個元素為137號元素以及穩定島預測的126號元素[8]:592。

命名

根據1979年，國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）發佈之有關新元素命名的建議，若根據這一規則，173號元素應稱為「Unsepttrium」，符號為Ust[9][10]。在元素被發現並獲得正式永久命名之前，都會先以元素系統命名法命名。但科學家一般稱之為173號元素、(173)或173[3]。

性質

Ust尚未被發現，目前也沒有嘗試合成的報告。早期的推測，它是一種g區元素[3]，在這個預測下，根據此推測以及元素周期律，其化學性質有可能與g區元素Ubt相似。

另外一個預測則將Ust列為鹼金屬，在該預測中Ust的最後一個電子將會填入6g7/2軌域[5]，因為自旋-軌域相互作用會使得8p3/2軌域和6g7/2軌域之間產生非常大的能隙，因此在這預測中最外層的電子束縛力將會很弱，並且容易形成Ust+離子。因此Ust依照這個結果來看，可能會表現出與鹼金屬類似的化學性質，甚至可能有比銫更高的反應性[11]，然而相對論效應使得Uue和鍅的預測反應性比銫還低。

特徵

理論上，根據狄拉克方程式，當質子數大於137時將出現虛數解而出現矛盾，但前述運算未考慮到原子核的大小，因為狄拉克方程式是將原子核視為一個點，因此，德國的物理學家沃爾特·葛雷納（英語：Walter Greiner）更進一步的探討了考慮到有限原子核大小的更準確的理論計算，並在1982年發表了研究，該研究表明當質子數為173時，原子核將達到「臨界電荷」，其結合能超過電子靜止時能量的兩倍[12]。而電子靜止時能量的兩倍（2mec2 = 1.022MeV）已達電子和正子對的湮滅能量，並且有實驗表明，當達到此能量時，將發生逆反應電子和正子成對產生（實驗是將電子靜止時能量的兩倍的伽瑪射線射入原子）[13]，空缺的最內部殼層會導致一顆電子憑空產生，同時發射一顆正子[1]。

1977年亥姆霍茲重離子研究中心藉由鈾原子（Z = 92）原子核相互碰撞產生質子數為184的虛擬粒子進行了相關研究。1980年正子發射的現象在類似實驗中被觀測到，但使用的原子是鋦（Z = 96），而2p軌域在質子數為185也會達到臨界電荷[13]。另一個研究則認為當Z = 245時，2s軌域也將崩潰[14]。

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Greiner, Walter; Schramm, Stefan. Resource Letter QEDV-1: The QED vacuum. American Journal of Physics. 2008-06-XX, 76 (6): 509–518 [2021-04-25]. ISSN 0002-9505. doi:10.1119/1.2820395. （原始內容存檔於2021-05-12） （英語）. 
  2. ^ 2.0 2.1 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 （英語）. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Synthesis of the Transactinides and their Chemistry. Lanthanide and Actinide Chemistry. John Wiley & Sons, Ltd. 2006: 225–236 [2021-04-25]. ISBN 978-0-470-01008-2. doi:10.1002/0470010088.ch14/summary. （原始內容存檔於2021-01-11） （英語）. 
  4. ^ 4.0 4.1 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 （英語）. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Fricke, B.; Soff, G. Dirac-Fock-Slater calculations for the elements Z = 100, fermium, to Z = 173. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1977-01-XX, 19 (1): 83–95 [2021-04-25]. Bibcode:1977ADNDT..19...83F. doi:10.1016/0092-640X(77)90010-9. （原始內容存檔於2020-07-27） （英語）. 
  6. ^ 6.0 6.1 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. （原始內容存檔於2021-04-26） （英語）. 
  7. ^ Seaborg, Glenn T. Prospects for Further Considerable Extension of the Periodic Table. Modern Alchemy. World Scientific Series in 20th Century Chemistry. Volume 2. WORLD SCIENTIFIC. 1994-05-01: 170–178. ISBN 978-981-02-1440-1. doi:10.1142/9789812795953_0033. 
  8. ^ 8.0 8.1 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. 
  9. ^ Unsepttrium - Ust. ChemicalAid. N.p., n.d. Web. [2018-04-15]. （原始內容存檔於2017-07-05）. 
  10. ^ Recommendations for the Naming of Elements of Atomic Numbers Greater than 100. Pure and Applied Chemistry. 1979-01-01, 51 (2): 381–384 [2021-04-23]. ISSN 1365-3075. doi:10.1351/pac197951020381. （原始內容存檔於2021-04-26）. 
  11. ^ А. В. Кульша. Есть ли граница у таблицы Менделеева? (PDF). [2018-09-08]. （原始內容存檔 (PDF)於2020-10-17）. что цезий по сравнению со 173-м можно будет считать металлом невысокой активности 
  12. ^ Greenberg, Jack S.; Greiner, Walter. Search for the sparking of the vacuum. Physics Today. 1982-08-XX, 35 (8): 24–32. ISSN 0031-9228. doi:10.1063/1.2915201 （英語）. 
  13. ^ 13.0 13.1 真空は崩壊するか （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）日本物理學會誌
  14. ^ Reinhardt, Joachim; Greiner, Walter. Probing Supercritical Fields with Real and with Artificial Nuclei. Greiner, Walter (編). Nuclear Physics: Present and Future. Cham: Springer International Publishing. 2015: 195–210. ISBN 978-3-319-10198-9. doi:10.1007/978-3-319-10199-6_19 （英語）. 
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