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118種元素已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多年,再?zèng)]發(fā)現(xiàn)新的,難道元素發(fā)現(xiàn)到頭了?

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先說(shuō)結(jié)論:沒(méi)有盡頭,只是發(fā)現(xiàn)和制造新元素越來(lái)越難。

先說(shuō)說(shuō)元素周期表118號(hào)元素怎么來(lái)的。

目前世界上公認(rèn)的元素周期表中有元素為118個(gè)。排在最后的118號(hào)元素符號(hào)為Og。這是美俄科學(xué)家利用回旋加速器合成得到的人造元素,原子序數(shù)為118,原子量為294,是一種稀有氣體,命名為oganesson,縮寫(xiě)為Og,中文讀音為ào,中文名為“奧”字上面加一個(gè)“氣”頭,現(xiàn)在拼打還找不到這個(gè)字,有的資料把它稱(chēng)為“氣奧”。

這種Og元素只能存在萬(wàn)分之一秒,就會(huì)衰變成116號(hào)元素,接著又繼續(xù)衰變?yōu)?14號(hào)元素,隨后又衰變成112號(hào)元素,一直到最后一分為二,變成兩個(gè)差不多大小的原子。118號(hào)元素由美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和俄羅斯的科學(xué)家聯(lián)合合成,他們將高速鈣-40離子加速,轟擊人造元素锎-249得到的。鈣的原子序數(shù)為20,锎的原子序數(shù)為98,轟擊融合成序數(shù)118,從而得到一個(gè)全新的原子,這就是原子核包含118個(gè)質(zhì)子和179個(gè)中子的118號(hào)元素Og。

118號(hào)元素只獲得過(guò)3個(gè)原子,其中一個(gè)于2003年撞擊試驗(yàn)中獲得,另外兩個(gè)在2005年的實(shí)驗(yàn)中獲得。2016年6月8日,國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(英文簡(jiǎn)稱(chēng)IUPAC)宣布,決定將合成化學(xué)元素Og提名為118號(hào)化學(xué)新元素。

至此,世界上確認(rèn)的元素有118個(gè),其中有92個(gè)為自然界中發(fā)現(xiàn),有26個(gè)為人工合成。人工合成的元素主要采取做加法的方式,就是將兩個(gè)質(zhì)量相對(duì)較小的原子核,通過(guò)高速撞擊聚變成更重的元素。人造元素并非在自然界不存在,而是由于這些元素原子衰變太快,或者自然界太稀有,難以在自然界得到而已。

元素序數(shù)和新元素發(fā)現(xiàn)制造方法。

人類(lèi)早就掌握了元素存在的規(guī)律了,就是不同的元素主要是原子核中的質(zhì)子數(shù)不同,由此化學(xué)先驅(qū)門(mén)捷列夫?qū)⒃雍酥匈|(zhì)子數(shù)定為元素序號(hào),這樣,從原子核只有1個(gè)質(zhì)子的氫為序號(hào)1,到原子核中有118個(gè)質(zhì)子的Og為序號(hào)118,就有了118種元素。門(mén)捷列夫根據(jù)元素的金屬或非金屬性質(zhì),分為七主族、七副族、Ⅷ族、0族,又根據(jù)電子層數(shù)不同分為七個(gè)周期。

人們還掌握了創(chuàng)造新元素的規(guī)律,就是采取做加法的方法,將兩個(gè)序數(shù)較小的元素,主要采用巨大能量加速原始核,通過(guò)高速轟擊,讓它們?nèi)诤显谝黄?,就?huì)得到一個(gè)序號(hào)更高的元素。而制造新物質(zhì)最厲害魔法器就是大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī),因此科學(xué)界一直在追求建造更大的加速器對(duì)撞機(jī),這是其中很重要的目標(biāo)之一。

過(guò)去人們?cè)谧匀唤绨l(fā)現(xiàn)了42號(hào)元素鉬和44號(hào)元素釕,根據(jù)元素周期表,就預(yù)測(cè)這其中應(yīng)該有43序號(hào)的元素。1937年,美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯采用回旋加速器,加速含有一個(gè)質(zhì)子的氘原子核轟擊含有42個(gè)質(zhì)子的元素鉬,由此得到了具有43個(gè)質(zhì)子的锝,這樣43號(hào)元素就誕生了。

用類(lèi)似這種方法,人們得到61號(hào)元素鉅、98號(hào)元素锎,以后從95號(hào)元素镅、96號(hào)鋦、97號(hào)锫,99號(hào)锿,就一直挨著人造出118號(hào)Og,使元素周期表上的元素一共有了118號(hào),其中有26個(gè)元素為人工制造?,F(xiàn)在的元素周期表是序號(hào)連接的,中間再也沒(méi)有了缺失。

那么比118號(hào)元素更重的元素還有嗎?

科學(xué)家們一直認(rèn)為118號(hào)元素以上還有更高序數(shù)的元素存在,只是序數(shù)越高的元素就越不穩(wěn)定,越難發(fā)現(xiàn)和制造了。這些年世界的科學(xué)家們一直在孜孜不倦的尋找和制造新的元素,有的已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,只不過(guò)到現(xiàn)在還沒(méi)有得到世界權(quán)威組織確認(rèn),因此沒(méi)有編入元素周期表,成為新的元素而已。

現(xiàn)在科學(xué)家們正在孜孜不懈努力發(fā)現(xiàn)和制造的元素就有119、120、121、122號(hào)等元素,但由于這些元素制造非常困難,常常是看到曙光,卻沒(méi)有看到日出,總是功虧一簣。因此這些元素還只是假設(shè)的元素,但名字已經(jīng)定好了,119號(hào)元素符號(hào)為Uue,中文稱(chēng)為鈁;120號(hào)元素符號(hào)為Ubn,還沒(méi)有中文名;121號(hào)元素符號(hào)為Ubu;122號(hào)元素符號(hào)為Ubb。

但迄今這些元素還只有一個(gè)影子。如119號(hào)元素,美國(guó)、德國(guó)、俄羅斯、日本等科學(xué)家團(tuán)隊(duì)多次嘗試合成,都沒(méi)有成功。但俄羅斯科學(xué)家宣布,他們找到了元素周期表上的第119號(hào)元素。他們描述,這種元素屬于堿金屬系,原質(zhì)量為319,可能為橙紅色固態(tài)金屬,性質(zhì)極其活潑,遇水瞬間爆炸,爆發(fā)放射性物質(zhì)。

但119號(hào)元素迄今沒(méi)得到證實(shí),它真的存在嗎?

國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)迄今并沒(méi)有正式119號(hào)元素的存在,因此發(fā)現(xiàn)還在進(jìn)行中。其實(shí)新的元素不但制造更為困難,而且檢測(cè)也越來(lái)越難。比如118號(hào)元素只存在萬(wàn)分之一秒,就需要非常精密的儀器才能夠把這一瞬記錄下來(lái),從而證明這種元素的存在。119號(hào)呢?會(huì)不會(huì)是億分之一秒的存在呢?不過(guò)現(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)研制出了每秒拍攝10萬(wàn)億幀的飛秒技術(shù),我想這將對(duì)未來(lái)的發(fā)現(xiàn)大有幫助。

一些專(zhuān)業(yè)人士認(rèn)為,119號(hào)元素將是一種很特別的元素,在元素周期表里,118號(hào)元素已經(jīng)排在第七周期(7排)末尾,似乎已經(jīng)是一個(gè)完滿(mǎn)結(jié)局,如果再發(fā)現(xiàn)119號(hào),將是一種全新周期的元素,元素周期表中將出現(xiàn)第八行,而119號(hào)元素是第八周期的第一位,這樣后面還會(huì)一直排下去嗎?

由此產(chǎn)生了元素周期永無(wú)窮盡的猜想,到底元素周期是永無(wú)止境的排下去,還是有一個(gè)開(kāi)端和結(jié)局的閉環(huán)呢?現(xiàn)在還無(wú)法知曉??傊院蟮陌l(fā)現(xiàn)將會(huì)越來(lái)越難,而119號(hào)元素將會(huì)是一個(gè)很關(guān)鍵的元素,它的發(fā)現(xiàn)很可能將叩開(kāi)化學(xué)元素寶藏的新大門(mén)。

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