理论教育 109号元素以后:化学史上的突破!

109号元素以后:化学史上的突破!

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:在109号元素发现以后,请注意,人类已发现的化学元素,并不是109种,而是108种!不过,据科学家们估计,在109号元素发现以后,离发现108号元素的日子,已经不会太远了。2006年10月17日,美国加利福尼亚的“劳伦斯·利弗莫尔国家实验室”和俄罗斯的“联合核研究协会”共同郑重宣布,他们制成了118号元素。这种新元素仅仅存在了0.9毫秒,但这却是人类首次制成的人造惰性气体元素。

109号元素以后:化学史上的突破!

在109号元素发现以后,请注意,人类已发现的化学元素,并不是109种,而是108种!

为什么呢?

因为科学家们“越过”了108号元素,先合成了109号元素。

不过,据科学家们估计,在109号元素发现以后,离发现108号元素的日子,已经不会太远了。

果真如此。时间过去还不到两年,化学元素周期表上那第108号空房间,就迁入新居民了。

首先合成108号元素的,是由德国苏联和中国等七个国家的24位核化学家组成的一个国际合作研究组。他们在1984年3月宣布了自己的新成果。

国际合作研究组是在德国黑森州达姆斯塔特加速器重离子加速器中合成108号元素的。他们用铁58去轰击铅208,制得108号元素。108号元素寿命很短,半衰期为2毫秒

就在国际合作研究组在德国宣布自己的新发现之后两个月——1984年5月,苏联科学家们在能够产生强大重离子束的Y-400回旋加速器上,用类似的方法,也制得了108号元素。虽然苏联科学家们晚了一步,但他们毕竟又一次证明,用人工方法能够合成108号元素。

然而,世界上到底有多少种化学元素?人们会不会无休止地把化学元素逐个制造出来?

这些问题引起了激烈的争论。

有人认为,从100号元素镄以后,人们虽然合成了许多新元素,但是这些新元素的寿命越来越短。像107号元素,只能活1毫秒。照此推理下去,108号、109号、110号……这些元素的寿命更短,因此人工合成新元素的希望将会越来越渺茫。他们预言,即使今后人们还可能再制成几种新元素,但是已经为数不多了。

可是,很多科学家认真研究了元素周期表,推算出在108号元素以后,可能会出现几种“长命”的新元素!

这些科学家经过推算,认为当元素的原子核中质子数为2、8、20、28、50、82,或者中子数为2、8、20、28、50、82、126时,原子核就比较稳定,寿命比较长。根据这一理论,他们预言114号元素,将是一种很稳定的元素,寿命可达一亿年!也就是说,人们如果发现了114号元素,这元素将像金、银、铜、铁一样“长寿”,可以在工农业生产中得到广泛应用。

科学家们甚至根据元素周期表,预言了114号元素的一些特征:

它的性质类似于金属铅,目前可称它为“类铅”。

它的一种金属,密度为每立方厘米16克。

沸点为147℃。熔点为67℃。

它可以用来制造核武器。这种核武器体积很小,一颗用114号元素制成的小型核弹,甚至可放在手提包中随身携带!

另外,科学家们还推算出,110号和164号元素也将是一种长命的元素,可以活一千万年以上。

不过,当110号元素终于被制成时,却表明这种新元素并非“可以活一千万年以上”,而是依然“短命”。

那是在1994年,德国达姆施塔特重离子研究所宣布,由德国物理学家安布拉斯特领导的一个小组,利用镍原子轰击作为靶的铅原子,从产物中检测到新元素110号的存在。这个小组成员包括俄罗斯、斯洛伐克和芬兰的科学家。新元素110号的寿命极短,半衰期少于1毫秒。

德国达姆施塔特重离子研究所提议以实验室的所在地达姆施塔特(Darmstadtium)命名110号元素。九年之后,即2003年8月,国际纯粹和应用化学联合会同意把110号元素命名为Darmstadtium,化学符号为“Ds”。中文名字的繁体字命名为鐽(此字为中文中已经有的),简体字为鐽。

也是在1994年,德国科学家西古德·霍夫曼与同事用镍和铋进行对撞实验,观测到了三个衰变系,其中有第111号元素存在。此后,科学家又重复实验,证实了第111号元素的存在。第111号元素放射性强,半衰期为千分之一点五秒。

德国科学家提议,把第111号元素命名为Roentgenium,以纪念发现X射线的德国物理学家伦琴(Wilhelm Conrad Roentgen)。

十年之后,即2004年,国际纯粹化学和应用化学联合会同意把111号元素命名为Roentgenium,化学符号为Rg。(www.daowen.com)

2006年1月20日,中国科学技术名词审定委员会、国家语言文字工作委员会组织召开了第111号元素中文定名研讨会,决定第111号元素的中文名字的繁体字定为“錀”(此字为中文中已经有的),简体字为錀。

1999年,美国加利福尼亚的“劳伦斯·利弗莫尔国家实验室”宣称他们已经合成了第118号元素。但是,2002年,他们又宣布,撤回发现118号元素的公告,因为他们发现,有人伪造数据。为此,这个实验室开除了那个造假的科学家。

2006年10月17日,美国加利福尼亚的“劳伦斯·利弗莫尔国家实验室”和俄罗斯的“联合核研究协会”共同郑重宣布,他们制成了118号元素。118号元素是在俄罗斯制成的,使用了美国提供的少量锎。他们是用人造元素锎去撞击钙,制造出118号元素。

118号元素“住”在化学元素周期表中氡元素之下的“房间”。这种新元素仅仅存在了0.9毫秒,但这却是人类首次制成的人造惰性气体元素。

2017年,中国科学院、国家语言文字工作委员会已经正式给出了113号、115号、117号、118号元素的中文名字:

113号元素Nh,中文名鉨

115号元素Mc,中文名镆

118号元素裂变时,先是衰退为116号元素。在1毫秒之后,116号元素立即衰退成114号元素,然后又衰退成112号元素,最后分裂成两半。

这样,在制成118号元素的同时,又发现了112号元素、114号元素和116号元素。

112号元素只能存在0.00002秒。

与此同时,俄罗斯的杜伯纳(Dybna)实验室宣布,他们通过“热融合”,合成了114号、115号和116号元素。其中115号元素衰变时,生成了113号元素。

其中113号元素的寿命为1.2秒。

这样,111号、112号、113号、114号、115号、116号、118号元素相继被发现。在这段时间里,其他国家的科学家也曾经用不同的方法制成这些人造元素。

然而,117号元素一直空缺。不过,有人预言,一旦制成119号元素,当119号元素衰变时,会产生117号元素。

于是,119号元素成为当今化学家们众所关注的元素。2007年9月26日,忽然从俄罗斯叶卡捷琳堡市的全俄发明家专利研究院传出消息,一位来自斯维尔德罗夫州的工程师,他声称自己发现了元素周期表上的第119号元素,并希望获得此项专利。据报道:“这名工程师不愿意透露自己的姓名,也没有向外界透露这一元素的合成方法,他向研究院的专家们解释道,从重量上看,第119号元素是氢元素的299倍,也就是说,其原子量为299;它是元素周期表上尚未记录的新元素,并最终完成元素周期表。”

不过,这一消息虽然很快被许多媒体所报道,但是此后没有下文。因为制造第119号元素,倘若没有庞大的实验室和先进的设备,谈何容易!

倒是美国的劳伦斯·贝克莱实验室正在为此而努力。这个实验室和德国重离子研究中心以及俄罗斯的研究人员,正在筹划用氪离子来轰击铋靶子,以获得119号元素。他们预计,由于119号元素会衰变成117号、115号和113号元素,所以有可能“连带”着发现117号新元素!

1976年6月,从美国曾传出一个震动科学界的新消息:美国橡树岭国立实验所达兹博士、佛罗里达州大学威廉·纳尔逊和加利福尼亚大学汤姆·卡希尔共同合作,在一种来自马达加斯加的独居石矿物中,用X射线谱发现了四种稳定的新元素——116号、124号、126号和127号!他们在加拿大以及英国牛津的科学报告会上,详细地介绍了他们在独居石中发现极微量的这四种新元素的经过。但是,国际纯粹化学与应用联合会没有承认这一研究成果。

在寻找和制造化学元素的道路上,人类已经付出了巨大的努力,获得灿烂的成果。但是,时代在前进,人类对化学元素的认识,是永无止境的。

化学元素的秘密,期待着本书的每一位读者去探索,去发现。在不久的将来,化学的历史将要揭开新的篇章。

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