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109号元素以后

书名:叶永烈科普经典阅读系列·极简趣味化学史作者名:叶永烈本章字数:2744更新时间:2024-06-11 11:05:09

在109号元素被发现以后,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。

108号元素的英文名为Hassium,以纪念达姆斯塔特加速器所在的黑森州。108号元素符号为Hs,中文名字为“ ”。

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回旋加速器中,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“命长”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,这种元素将像金、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”。

它是一种金属,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,德国达姆斯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。

德国达姆斯塔特重离子研究所提议,以实验室的所在地“Darmstadtium”命名110号元素。9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,元素符号为Ds。中文名为“ ”。

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。

十年之后,即2004年,国际纯粹和应用化学联合会同意把111号元素命名为Roentgenium,元素符号为Rg。

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号元素的中文名为“ ”。

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原子核研究所共同郑重宣布,他们制成了第118号元素。第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,制造出第118号元素。

第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。

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

因此,在制成118号元素的同时,又发现了第112号元素、第114号元素和第116号元素。

第112号元素只能存在0.000 02秒。

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

第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界众所关注的元素。2007年9月26日,忽然从俄罗斯叶卡捷琳堡市的全俄发明家和创新者协会传出消息,一位来自斯维尔德罗夫州的工程师,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:从质量上看,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!

倒是美国的劳伦斯伯克莱国家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:美国橡树岭国家实验室达兹博士、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,国际纯粹和应用化学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,获得了灿烂的成果。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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