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1、元素周期表的故事氢氦锂铍硼，碳氮氧氟氖对许多人来说，曾经附在化学书最后一页的元素周期表已经淡出记忆，然而最近的一条消息可能会重新引起人们对那些符号与数字的兴趣。日前，科学家找到第115号元素存在的新证据，如获认可，元素周期表将迎来新成员。1869年，俄国化学家门捷列夫按照相对原子质量由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵行，编制出第一张元素周期表。随着科技的发展，元素周期表不断得到完善。这张表揭示了物质世界的秘密，把一些看来似乎互不相关的元素统一起来，组成了一个完整的自然体系，为人类认识自然提供了一把刻度精准的尺子。在这张表中，除了那些熟悉或陌生的元素名称，还藏着许多有意思的故事，也许你
2、并不知道核心故事元素周期表将添新成员出镜元素：115号日前，瑞典科学家宣称发现了115号元素存在的新证据，如果获得认可，元素周期表将增加新成员。这项研究成果已经在学术期刊物理评论快报上发表。这一实验是在德国GSI亥姆霍兹研究中心进行的。科学家用含有20个质子的钙离子撞击含有95个质子的镅元素，合成115号元素。不过，第115号元素并没有存在很长时间，几乎立即衰变成更小的原子，同时释放出光子和阿尔法粒子。对光子能量水平的测量结果显示，这种新原子的X射线辐射水平与预计中的第115号元素相同。北京大学化学与分子工程学院教授王颖霞，在接受科技日报记者采访时表示，按照原子核外电子排布规律，这一新元素位于
3、化学元素周期表中第7周期、第15族（也称第五主族，记为VA族），是氮族的一个新成员，排在铋的下面，为金属元素。2004年，俄罗斯和美国的科学家曾宣称发现115号元素。不过，国际纯粹与应用化学联合会（InternationalUnionofPureandAppliedChemistry，简称IUPAC）和国际纯粹与应用物理联合会（theInternationalUnionofPureandAppliedPhysics，简称IUPAP）组成的联合工作组（JointWorkingParty，简称JWP）经过评估，于2011年表示缺乏足够证据加以证明。现在，联合工作组要再次对新元素进行评估，如果承认新
4、元素，还将为它命名。发现故事“大炮”轰出新元素出镜元素：锝Tc在元素周期表中，有许多和115号一样的元素，并非天然存在于自然界中，它们是人造的。人工合成新元素是通过高速运动的粒子（如阿尔法粒子，其他轻元素的正离子，如硼、碳离子）去轰击另一个重原子。王颖霞解释说，在高速撞击中，会引发核反应，一种情形是原子核发生碎裂，给出轻一些的原子核；另外一种情形是，相互碰撞的原子核发生“复合”，形成重一些的原子核，例如，115号元素就是高速运动的20号元素钙（Ca）撞击95号元素镅（Am）而得到的。为了进行人造元素的实验，19世纪30年代，科学家们就发明了“原子大炮”回旋加速器。在这种加速器中，可以把某些原子
5、核加速，像“炮弹”一样以极高的速度向别的原子核进行轰击。这样一来，就为人工制造新元素创造了更加有利的条件。“大炮”的发明者美国物理学家劳伦斯因此获得了诺贝尔物理学奖。人工合成的第一个元素是43号元素“锝”，王颖霞告诉科技日报记者，不过后来发现，这个元素在自然界中也有微量存在。1937年，正是这位诺奖获得者，用含有1个质子的氘原子核去轰击42号元素钼，制得了这个新元素。锝的英文名称“Technetium”源于希腊文，意为“人工造的（artificial）”。这是一种银闪闪的金属，具有放射性，它的熔点高达2200摄氏度，但在零下265摄氏度时，锝的电阻就会全部消失。当时，劳伦斯合成得到的锝非常少，
6、总共才一百亿分之一克。1949年，美籍中国女物理学家吴健雄以及她的同事从铀的裂变产物中，发现了锝。据测定，一克铀全部裂变以后，大约可提取26毫克锝。另外，人们还对从别的星球上射来的光线进行光谱分析，发现在其他星球上也存在锝。命名故事从人到神，都能“为我所用”出镜元素：鉝Lv今年7月，116号元素刚刚有了新的中文名称“鉝”。而目前，115号元素还没有正式的名字，暂名“ununpentium”，简称Uup。如果这个新元素被正式接纳进入化学元素表，将如何给它起名呢？新元素的命名一度曾比较混乱。王颖霞告诉科技日报记者，冷战时期，美国和前苏联的科学家对发现的新元素各自命名，给科研和应用都带来了很大的麻烦
7、。为避免混乱，1977年IUPAC曾建议人工合成的元素不再另外命名，而是以其原子序数拉丁文缩写为名，例如，115号元素的名称“ununpentium”，即为“un-un-pent-ium”，un-表示“1”，“pent-”表示“5”，“-ium”是金属元素的后缀。但是，这样的命名毕竟欠缺生动的意义。1992年，IUPAC恢复了元素命名工作，制定了新元素命名的规则。化学元素的名称有的是人名有的是地名，有的甚至以星宿或宗教中的神来命名。王颖霞说，对于人工合成的新元素，研究机构可以对命名提出建议，原则上采用人名或者地名。她举例说，116号元素的英文名称为Livermorium，元素符号为Lv，是以发
8、现它的研究机构之一美国加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室（theLawrenceLivermoreNationalLaboratory）的名字命名。而化学元素中文名称的确定也需要遵循几个原则。王颖霞解释说，一般是根据英文的音译来起中文名字，如果是金属元素，基本都是用金字旁加上一个与英文发音相近的汉字，并且要尽量使用繁体字库中已有的汉字。但汉字中同音字很多，如何确定使用哪个字呢？王颖霞告诉记者，以鉝元素为例，这个金属元素的名字首先确定的是左半边的金字旁，右半边部分需要参考英文发音，与这个元素英文名称发音相近的有“力”“立”“利”等等。在确定名称时，全国科学技术命名审定委员会首先要进行讨论，随后提出命名
9、方案，向国内的科学和语言学界征询意见，在收集各方的意见的基础上，组织包括语言学家、化学家和物理学家在内的专家会员会进行讨论，最终确定元素的汉语名称。为保证元素汉语名称的一致性，大陆和台湾海峡两岸的专家学者也相互交流合作，共同为元素定名。从100号元素开始，除了简繁体字的区别，元素名称完全一致。116号元素就是这样有了中文名字“鉝”。悬疑故事下一个出现的是谁？出镜元素：未知序号在92以后的重元素在自然界中难以稳定存在，只能人工合成（93和94号元素在自然界有极少量存在）。近年来，科学家合成了一系列超重元素，第115号元素的两个近邻，第114号和第116号元素已经于去年正式成为元素周期表的新成员。
10、人们还能合成出什么元素，周期表是否存在尽头，王颖霞表示，目前还难有定论，但幻数假说，一直以来吸引着不少研究者的兴趣。关于幻数，百度百科中的解释是这样的：原子核是由质子和中子构成，在质子数和中子数为某个特定数值或两者均为这一数值时，原子核的稳定性就比平均值大。这些数值被称为“幻数”。王颖霞告诉记者，迄今已知的幻数有2、8、20、28、50、82、126。自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素的质子或中子数分别与这些幻数相对应。当原子核中质子和中子数都为幻数时，称为双幻数。例如自然界存在质子数82、中子数126的铅同位素Pb，就具有双幻数，显得异常稳定。一般认为，幻数的存在反映了原子核具有“壳层结构”。1949年德国物理学家迈耶和延森等人建立了原子核的壳层模型。当原子核中存在幻数时，核子以集体的形式充满了某个能级，没有核子向更高的能级跃迁，因此这些原子核相当稳定。科学家们正在努力寻找新的幻数，也在尝试合成新的元素，但这一切并不容易。澳大利亚国立大学核物理学家利兹威廉斯博士表示：当前采用的方式已经接近于所能达到的极限，虽然从这些实验中获取信息需要耗费很多时间、精力和能量，但一切都是值得的。“探索的新元素意义并不仅仅是发现它。”王颖霞指出，观察合成新元素过程中出现的核反应现象，对科学研究的意义非常大，此外技术手段也在不断的实验中得到发展，这些都能够帮助人们更加深入地认识物质微观世界。
