為什么說(shuō)元素周期表是張粗表呢？

這是張比較常見(jiàn)元素周期表

? ? ???通過(guò)這張?jiān)刂芷诒砦覀兛梢缘玫矫糠N元素的一些信息，比如原子序數(shù)，原子符號(hào)，?慣用原子量也就是相對(duì)原子質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)原子量，還有元素的中英文名稱(chēng)等等。

? ? ? ?但是由于我們這些年科技爆炸式增長(zhǎng)，一些最本質(zhì)的問(wèn)題被忽略了。

? ? ? ?在說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題之前讓我們先弄清楚另一個(gè)東西，我們星球上的物質(zhì)從何而來(lái)？

? ? ? ?答案是我們星球上的物質(zhì)來(lái)自數(shù)億年前恒星爆炸死亡后的殘骸和包裹太陽(yáng)系的早期星云塵埃。

這說(shuō)明了一件事，除了組成星球的必要元素之外，其他的附加元素都是隨機(jī)的。就像游戲中的各種稀有礦藏。最具代表的就是稀土元素和元素周期表后面的元素。而元素周期表越往后的元素越稀少這個(gè)是必然的。因?yàn)樵酵蟮脑?，要依靠恒星進(jìn)入超新星大爆發(fā)才能制造出來(lái)。

? ? ? ?學(xué)過(guò)天文學(xué)的同學(xué)應(yīng)該都知道一件事，恒星的聚變?nèi)剂鲜菤浜?，通過(guò)聚變反應(yīng)形成更重的核子——氦核子，向恒星內(nèi)部沉積，當(dāng)沉積到一定的量繼續(xù)沿著元素周期表順位下去反應(yīng)。形成類(lèi)似同心圓結(jié)構(gòu)，繼續(xù)聚變?yōu)楹阈翘峁┠芰俊?/span>

? ? ? ?但是，恒星是無(wú)法持續(xù)將元素一直聚變下去的。這跟恒星的質(zhì)量密切相關(guān)。

? ? ? ?當(dāng)恒星質(zhì)量足夠支持恒星聚變到鐵元素時(shí)，鐵核會(huì)消耗恒星的能量，在鐵元素之前的燃料都可以為恒星提供能量，鐵元素不管是核聚變或者核裂變都在消耗恒星的能量。自此恒星進(jìn)入衰老期。在鐵之前的所有元素核聚變都會(huì)釋放出巨大能量，由此能夠維持自身穩(wěn)定的燃燒。然而鐵有一個(gè)的特性，就是不管是核聚變還是核裂變，都不會(huì)放出能量，只會(huì)吸收能量。當(dāng)中心核聚變到鐵之后，恒星能量幾乎消耗殆盡，而鐵的核聚變溫度需要達(dá)到60億K，恒星無(wú)法生成所需的高溫，提供給鐵核心消耗。

? ? ? ?那么怎么撼動(dòng)這個(gè)頑固的鐵核呢？那就需要更大的力量，停止了核聚變的恒星核心沒(méi)有巨大輻射壓抵御恒星巨大引力壓了，外層物質(zhì)就會(huì)高速向中心坍縮，撞擊在核心的鐵核上。鐵核會(huì)將這些物質(zhì)以幾乎相同的速度反彈回去，速度可以達(dá)到光速的十分之一到二分之一，也就是每秒3~15萬(wàn)千米！恒星的外殼承受不住內(nèi)部超巨大能量的沖擊，炸裂開(kāi)來(lái)向太空釋放，一個(gè)超新星就這樣爆發(fā)了。

? ? ? ?超新星大爆發(fā)形成了兩個(gè)超級(jí)壓力，一個(gè)是向外的超級(jí)巨大壓力，一個(gè)是向內(nèi)的超級(jí)巨大壓力，這種壓力激發(fā)出的溫度達(dá)到了100億K~1000億K！由此，在那一瞬間，一系列的熱核聚變反應(yīng)發(fā)生了，鐵以上的所有的重元素由此誕生了，因此可以認(rèn)為，我們世界是通過(guò)超新星大爆炸才出現(xiàn)的！

? ? ? ?說(shuō)了這么多，大家是不是覺(jué)得和元素周期表無(wú)關(guān)? 不這兩者是相關(guān)的！

? ? ? ?為什么說(shuō)我們的這張?jiān)刂芷诒硎菑埓直?？因?yàn)槲覀儨y(cè)量的元素是來(lái)自地球本身！

? ? ? ?換個(gè)方式來(lái)講，我們的這張?jiān)刂芷诒碇荒苓m用于地球上發(fā)現(xiàn)的元素！??！

? ? ? ?這就是這張表的局限性。

? ? ? ?直接稱(chēng)呼它元素周期表是不完整的。

? ? ? ?它的全稱(chēng)應(yīng)該是地球元素周期表！??！

? ? ? ?為什么這樣說(shuō)？元素周期表的整體框架是沒(méi)有錯(cuò)誤的，但是對(duì)每個(gè)元素的質(zhì)量數(shù)（質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N））的描述存在漏洞！這個(gè)是非常重要的！??！這個(gè)是非常重要的！??！這個(gè)是非常重要的?。?！重要的事情說(shuō)三遍?。?！

? ? ? ?為什么這樣說(shuō)？

? ? ? ?這里引入化學(xué)中的一個(gè)基礎(chǔ)概念——同位素。

同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素互稱(chēng)為同位素。

是的，同位素?。。?/span>我們熟悉的幾種有同位素的元素有：氫，氦，碳，鈾元素，钚元素等等。

這里舉例了這幾種元素的同位素：

由此可見(jiàn)，中子數(shù)對(duì)原子的影響是巨大的！

我們知道一個(gè)原子的組成是有質(zhì)子與中子和核外電子組成的。其中原子核的質(zhì)量占據(jù)了絕大部分。就像太陽(yáng)占據(jù)了太陽(yáng)系百分之90以上的質(zhì)量一樣。其中質(zhì)子表達(dá)了一個(gè)元素的基本性質(zhì)，中子起到了穩(wěn)定原子核和協(xié)調(diào)核外電子軌道的作用。同時(shí)也和同位素的放射性有關(guān)。

? ? ? ?那么到這里我問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題，到底該如何定義同位素？

換個(gè)說(shuō)法，假設(shè)你生活在另一個(gè)星球上，發(fā)現(xiàn)的在原來(lái)地球上只能少量存在的同位素，在這顆星球上大量存在，那么關(guān)于元素周期表中的那個(gè)元素的質(zhì)量數(shù)（質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N））是不是直接被改寫(xiě)？因?yàn)檫@個(gè)同位素在這個(gè)星球上在原住民看來(lái)就是很常見(jiàn)的物質(zhì)。為此在他們的元素周期表上這個(gè)元素就應(yīng)該是這樣的！?。?/span>

? ? ? ?看到這里，同學(xué)們是不是明白了？我們用來(lái)測(cè)量的元素是來(lái)自地球本身，這是非常受限制的。在廣袤的宇宙中還存在著形形色色的同位素?。?！

? ? ??地球現(xiàn)有元素態(tài)誤導(dǎo)了人類(lèi)對(duì)宇宙中的元素形態(tài)的認(rèn)知。

? ? ? ?如果一個(gè)文明率先使用核能的時(shí)間遠(yuǎn)比其他文明來(lái)得早，那他們的科技是不是遠(yuǎn)快于其他文明。這就是技術(shù)爆炸。且產(chǎn)生核能的物質(zhì)不需要濃縮提取，只需要少量深加工就可以得到毛坯，因?yàn)樗膬?chǔ)量在這個(gè)文明的星球里是很多的。直接贏在起跑線上。天時(shí)地利人和。

? ? ? ?所以星球物質(zhì)組成決定了一個(gè)文明的發(fā)展基石。

因此，為了更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枋鲈?，元素周期表的質(zhì)量數(shù)不應(yīng)該以星球本身發(fā)現(xiàn)的元素特征來(lái)進(jìn)行劃分，而應(yīng)該是描述它的穩(wěn)定態(tài)來(lái)進(jìn)行制表。也就是標(biāo)準(zhǔn)原子。

則提出以下概念：

? ? ???原子核最大穩(wěn)定中子數(shù)，又稱(chēng)中子臨界反應(yīng)數(shù)。

? ? ? ?原子核最小穩(wěn)定中子數(shù)，又稱(chēng)質(zhì)子臨界反應(yīng)數(shù)。

? ? ? ?超凈元素。

那如何定義穩(wěn)態(tài)？

? ? ? ?設(shè)元素在質(zhì)子與中子數(shù)相等的情況下，元素不進(jìn)行自發(fā)分裂或衰變。即為穩(wěn)態(tài)?；虍?dāng)中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)原子獲得更加穩(wěn)定的狀態(tài)，也稱(chēng)作穩(wěn)態(tài)。

因原子核為了維持穩(wěn)定，中子數(shù)最低不得低于質(zhì)子數(shù)，（氫原子除外）。若原子核在只在質(zhì)子數(shù)下才存在穩(wěn)態(tài)，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。若穩(wěn)態(tài)數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，稱(chēng)為第一穩(wěn)態(tài)。若存在質(zhì)子數(shù)與多個(gè)大于質(zhì)子數(shù)的穩(wěn)定態(tài)，稱(chēng)為雙穩(wěn)態(tài)，以此類(lèi)推。

? ? ? ?據(jù)已經(jīng)解密的各種世界級(jí)檔案，我們創(chuàng)造的人造元素，是存在穩(wěn)態(tài)的。其中最著名的莫過(guò)于115號(hào)元素——鏌。但是我們的科學(xué)家使用粒子加速器創(chuàng)造出來(lái)的存在時(shí)間卻很短暫。? ? 這個(gè)是115號(hào)元素——鏌合成公式。

這里我們陷入了一個(gè)誤區(qū)。我來(lái)反問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題。

? ? ? ?為什么撞擊合成后人造元素存在時(shí)間如此短暫？

原因很簡(jiǎn)單。我們合成的是反應(yīng)態(tài)同位素元素。并非穩(wěn)態(tài)的元素。也就是大于或等于原子核最小穩(wěn)定中子數(shù)的非穩(wěn)態(tài)的元素態(tài)。也就是元素可以穩(wěn)定的中子值的其中之一，即同位素。

且加速器撞擊的龐大能量合成的原子核是活性的，原子核并不穩(wěn)定。這不難理解。既然要反應(yīng)，那必然是活性狀態(tài)，由上面的公式可以看出，115號(hào)元素——鏌，只是中間的過(guò)渡反應(yīng)。最后的113號(hào)元素——鉨，才是最終的穩(wěn)定態(tài)，半衰期長(zhǎng)達(dá)20s.

我們的科學(xué)家也假設(shè)過(guò)這些人造元素是存在穩(wěn)態(tài)的，這就是穩(wěn)定島理論。穩(wěn)態(tài)就是穩(wěn)定島中所指元素的最佳狀態(tài)，甚至可以不產(chǎn)生放射性！

穩(wěn)定島理論，甚至可以推廣到所有元素上，在理論上，所有元素都應(yīng)當(dāng)存在穩(wěn)態(tài)。

但由于啟動(dòng)粒子加速器的費(fèi)用昂貴且消耗的能源巨大。我們的基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)步緩慢。

核聚變時(shí)代才是科技大爆發(fā)的時(shí)代。當(dāng)能源不在是瓶頸，我們更能放開(kāi)手腳的研究基礎(chǔ)科學(xué)。

而且合成更加長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)態(tài)元素，需要核聚變技術(shù)。

我們對(duì)元素周期表后面的元素只能少量制造，只能證明它的存在。若要制造出一克，那要花費(fèi)的代價(jià)是巨大的。

上文提到了兩個(gè)概念：原子核最大穩(wěn)定中子數(shù)、原子核最小穩(wěn)定中子數(shù)。

我來(lái)為大家詳細(xì)解釋一下，最大穩(wěn)定中子數(shù)指的是，這個(gè)元素存在多個(gè)同位素，當(dāng)中子達(dá)到一個(gè)極限值，元素沒(méi)有立即自我分裂，存在一定的可觀測(cè)時(shí)間，這個(gè)中子值就是最大穩(wěn)定中子數(shù)。比如鈾元素目前發(fā)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)在226和242之間的16個(gè)鈾同位素，也就是說(shuō)U-242，是鈾元素目前的最大穩(wěn)定中子數(shù)就是150，反之目前最小穩(wěn)定中子數(shù)是134.

這個(gè)有什么用呢？

有，當(dāng)我們實(shí)現(xiàn)核聚變能源技術(shù)后，就可以通過(guò)模擬恒星來(lái)隨意生成任何元素的最低的穩(wěn)定數(shù)，用來(lái)尋找這個(gè)元素的穩(wěn)態(tài)。這里要注意，穩(wěn)定數(shù)不等于穩(wěn)態(tài)?。。?/span>

穩(wěn)態(tài)指的是最佳穩(wěn)定中子數(shù)?。。∏杏洠。?！

可以根據(jù)這個(gè)值的區(qū)間范圍，尋找可用的穩(wěn)定態(tài)同位素。

這個(gè)有什么用呢？這個(gè)非常有用！??！

黑鳥(niǎo)戰(zhàn)機(jī)SR-71，相信很多人都知道。它可以說(shuō)的上是美國(guó)工程學(xué)上的一個(gè)奇跡。

傳言黑鳥(niǎo)戰(zhàn)機(jī)上的鈦金屬，是地球上尚未發(fā)現(xiàn)的同位素。

這是非常有可能的。通過(guò)元素周期表可以得到，地球上的鈦質(zhì)量數(shù)為48，質(zhì)子數(shù)為22，中子數(shù)為26。26個(gè)中子假設(shè)可以再消減4個(gè)中子構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)原子。那么假設(shè)當(dāng)中子數(shù)為22時(shí)，鈦原子核仍然能夠保持穩(wěn)態(tài)。那么這個(gè)意義是非常重大的。

我們的飛機(jī)，戰(zhàn)斗機(jī)，選材都是以輕量化，以減小重量，但材料強(qiáng)度高來(lái)要求的，所以采用復(fù)合材料和液壓系統(tǒng)，都在盡最大的努力減小飛機(jī)自重。

而黑鳥(niǎo)戰(zhàn)機(jī)SR-71，采用了鈦結(jié)構(gòu)。我們知道在飛機(jī)上，不影響性能的情況下，飛機(jī)能輕一點(diǎn)是一點(diǎn)。

而如果黑鳥(niǎo)戰(zhàn)機(jī)SR-71上的鈦金屬，都是這種鈦同位素Ti-44。這也就是說(shuō)在同等的性能下，由Ti-44構(gòu)成的金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不變，但是重量比同等地球上的Ti-48要來(lái)的輕?。?！不要小瞧就少了4個(gè)中子，一顆物質(zhì)是由數(shù)億的原子構(gòu)成，每個(gè)原子少4個(gè)中子，那同比體積下要減小4%的重量！

這就要提到的最后一個(gè)概念：超凈元素。

超凈元素：元素的組成除了質(zhì)子數(shù)相等，同時(shí)中子數(shù)也相等。

以我們目前的提純工藝，我們能濃縮鈾，分離重水，但是對(duì)其他金屬的同位素大規(guī)模分離是不現(xiàn)實(shí)的，我們的科學(xué)家暫時(shí)還沒(méi)有找到方法來(lái)分離這些混雜在一起的同位素。

目前主流的提純工藝是提取同一種元素，但是每種元素的同位素大規(guī)模分離方法還未找到，只有針對(duì)部分元素的詳細(xì)同位素分離和制造。

如果能獲取每種金屬的最佳穩(wěn)態(tài)，那對(duì)人類(lèi)的發(fā)展是非常有利的。質(zhì)子數(shù)決定了一個(gè)元素的基本性質(zhì)，而中子數(shù)則可能會(huì)帶來(lái)隱藏的特殊物理化學(xué)性質(zhì)。這是非常值得期待的。