周期表が書き換わる?; アクチノイド最後の元素でみつけた周期表のほころび

Is the periodic table rewritten?; A Discrepancy on the periodic table which is found at the last element of actinide series

佐藤 哲也   

Sato, Tetsuya

重アクチノイド元素の性質を明らかにするため、最外殻電子の束縛エネルギーを直接反映する物理量である第一イオン化エネルギー(IP)に着目し、これを実験的に求めることにより、103番元素ローレンシウム(Lr)をはじめとする重アクチノイド元素の電子配置に関する情報を得ることを試みた。表面電離法を応用した新しい手法を開発し、フェルミウム(Fm), メンデレビウム(Md), ノーベリウム(No)およびLrのIPを実験的に決定することに成功した。この結果から、Noで準閉殻構造[Rn]7s5fをとり、Lrでゆるく束縛された1個の電子を最外殻軌道にもつことを明らかにした。これにより、Lrでアクチノイド系列が終わることを初めて実験的に示すことができた。

In order to clarify the properties of heavy actinide elements, we focused on the first ionization potential (IP), which is a physical quantity that directly reflects the binding energy of the outermost electron. To obtain information about the electron configuration of heavy actinide elements including element 103, lowrencium (Lr), the IP of fermium (Fm), mendelevium (Md), nobelium (No) and Lr were determined experimentally by using a novel method we have developed based on the surface ionization. From the results, it was clarified that No would have the quasi-closed shell structure [Rn]7s5f and Lr would have one loosely-bound electron in the outermost electron orbital. We showed for the first time that the actinide series ends at Lr experimentally.