化學元素周期表“添丁加口”115號
2013年8月,科學家證實了一種新的化學元素。如何理解新發(fā)現(xiàn)化學元素的性質,人們有必要重溫在中學課堂學習的有關元素周期表的知識,有些人還能背誦化學元素周期表,知道第一個氫元素的質子數(shù)最少,只有一個,化學家也不知道最后一個元素所包含的質子數(shù)。瑞典隆德大學的研究員在物理實驗的基礎上找到了證據(jù),證實了一個之前未知的物質元素,在實驗室的條件下制造了一種超重的元素,但沒有給予正式的命名。由7個國家的10個研究機構的51位科學家組成了一支國際科學團隊,瑞典隆德大學的物理學家負責團隊的項目研究,經(jīng)過了數(shù)個月的實驗,他們證實了一種物質元素的存在,該元素的原子序數(shù)為115,簡稱元素115。
國際科學團隊在德國的GS1研究所進行了實驗,證實了一支俄羅斯的科學團隊早些時候取得的科學成果,俄羅斯團隊進行了一次類似的測序原子序數(shù)的實驗。國際科學家團隊的負責人、隆德大學原子物理學領域的德克·魯?shù)婪蚪淌诟叨仍u價了實驗成果,他認為這是科學家最近幾年在原子物理和物理化學領域取得的最重大的成果之一,在實驗觀測和分析的基礎上證實了一種新的化學元素,從實驗數(shù)據(jù)的分析中取得了對超重原子核結構特性的深入認識。

團隊成員用鈣離子轟擊了镅(95號元素)原子的薄膜,從撞擊事件中產(chǎn)生了與新的元素有關的阿爾法衰變,他們測定了光量子的能量,光量子的特定能量與預期的X—射線能量保持了一致性,而激發(fā)態(tài)的光量子相當于新的元素留下的“化學指紋”,它表明了新的元素的存在?!段锢碓u論通訊》期刊發(fā)表了科學團隊的發(fā)現(xiàn)成果。科學團隊還沒有命名新發(fā)現(xiàn)的超重元素,理論物理和應用物理、理論化學和應用化學的國際聯(lián)盟擁有對新元素的命名權,國際聯(lián)盟成立了工作小組,正在對新發(fā)現(xiàn)的元素進行評估,確認物質元素發(fā)現(xiàn)的科學性,在命名新元素之前,評估重復性實驗的可檢驗性。
在鈣原子和鎇原子撞擊的過程中產(chǎn)生了元素115,該元素存在的時間極其短暫,它以閃耀性的輻射方式很快地消失了,團隊成員檢測了短時性的閃射現(xiàn)象,新元素在極短暫的存續(xù)時間留下了痕跡或“指紋圖譜”,通過對圖譜的光譜分析,科學團隊證實,該物質元素的核心包含了115個質子或該元素在周期表的原子序數(shù)為115。元素周期表包羅了人們已知的所有元素,不斷有新的元素加入元素周期表的“大家族”,它們陸續(xù)成為了元素家族新的成員。
國際科學團隊以瑞典隆德大學的科學家為主體,他們在實驗中證實了一種新的元素,此外,2004年,俄羅斯的一支科學團隊在實驗室中合成了一種同類型的原子。目前的元素周期表羅列了117種元素,超重元素是表示更多質子數(shù)的一類原子,更多質子數(shù)的原子意味著它們在元素周期表的排名中靠后。元素115包含了大數(shù)量的質子,它無可爭議地贏得超重元素的稱號,相對比而言,鉛原子含有82個質子數(shù),金原子含有79個質子數(shù)。

從物質態(tài)的價值進行比較,鉛原子的質子數(shù)高于金,但從人類需求的經(jīng)濟價值進行衡量,金是天然的貨幣,也是人們財富的象征,財富的價值決定了人們的經(jīng)濟行為。人們在自然物質中不可能找到元素115,科學家采用了人工合成方法,在實驗條件下合成了新的物質元素。鈾原子在自然物質中含有最多的質子數(shù),在元素周期表中排在第92位或鈾原子核含有92個質子??茖W家在自然物質中找到了質子數(shù)很高的钚和鎿元素。所有含有大數(shù)量質子的物質元素都能在物理實驗的核子反應中合成出來,國際科學團隊使用了同樣的方法,在德國的赫爾姆斯重離子研究中心,他們通過人工合成方式制成了元素115。
到目前為止,科學家通過人工合成方法總共制成了20種“人工元素”,通過原子物理學實驗上證實了馬克思“人化自然“的哲學概念。人工制成的重元素似乎在衰變中瞬間地消失了,科學家希望在將來制成一種全新的、持續(xù)時間長的元素。國際科學團隊還沒有對元素115進行命名,暫時給出了一個難以記住的名稱“ununpentium”,元素的臨時名稱有些怪異,它取自于拉丁和希臘語的詞匯,原義是指1-1-5。元素115的名稱便于記憶,很適合網(wǎng)絡時代數(shù)字化的傳播方式。

(編譯:2021-12-20)