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四元素登上周期表
梅西 2016-01-06
导语

4个新的化学元素如今已经被正式添加到元素周期表中,这也意味着,这张表的第七行终于完整了。

元素周期表的第七行完整了。图片来源:Sandbh/Wikimedia Commons

4个新的化学元素如今已经被正式添加到元素周期表中,这也意味着,这张表的第七行终于完整了。

多年来,第113号、115号、 117号和118号元素早已被用铅笔写在了元素周期表上,而来自俄罗斯、美国和日本的实验室也曾多次宣称发现了这些元素。然而对于这4个新元素的官方认可 一直等到了2015年年底—— 一组独立专家日前一致认为,相关证据是有效的。总部位于美国北卡罗来纳州三角研究园的国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)于2015年12月30日宣 布了该专家组的结论。

所有这4种新元素都是科学家在实验室中通过粉碎更轻的原子核人工合成的。质子和中子不稳定的凝聚体在分裂成更小且更稳定的碎片之前仅存在了几分之一秒的时间。

那些发现这4个新元素的团队如今可以为元素的名称和两个字母的符号提出建议。这些元素可以用它们的一个化学或物理性质、一个虚构的概念、一种矿物、一个地方或国家,或是一个科学家的名字来命名。

发现第113号元素的优先权授予了日本研究人员,他们非常高兴,因为这将成为第一个在东亚被命名的人造元素。当这一元素于12年前首次被发现时,“Japonium”便被建议作为它的名称。

位于东京附近和光市的日本理化研究所(RIKEN)仁科加速器科学中心于2004年首先宣布发现了第113号元素。这也是亚洲科学家首次合成新元素,中国科学院近代物理研究所、高能物理研究所的科研人员也参与了这一研究。

日本的研究小组使用加速器使第30号元素锌的原子加速,然后撞击第83号元素铋的原子,使二者原子核融合在一起而得到113号元素。他们从2003年开 始实验,在2004年、2005年和2012年共3次合成了113号元素。到那时,研究人员已经有了该元素的3个原子。

2001年诺贝尔化学奖得主野依良治在为IUPAC的决定召开的一次新闻发布会上表示:“对科学家而言,这比一枚奥林匹克金牌具有更大的价值。”(野依良治并非日本研究团队成员,但他是RIKEN前任所长。)

俄罗斯和美国研究人员之前也曾发表声明表示发现了第113号元素,但并未被来自IUPAC和国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)的专家组授予优先权。

然而俄罗斯和美国却从其他3种元素那里获得了荣誉及冠名权。

IUPAC/IUPAP委员会表示,第115号和117号元素首先由俄罗斯杜布纳市核研究联合研究所、加利福尼亚州利弗莫尔市劳伦斯-利弗莫尔国家实验 室和田纳西州橡树岭国家实验室合作发现。其他团队的工作——例如瑞典研究团队使用一部德国加速器——则帮助确认了第115号元素的存在。

而发现第118号元素的荣誉——这是迄今为止人工合成的最重元素——授予了杜布纳和劳伦斯-利弗莫尔团队。该元素有一个曲折的历史——1999年宣称发现这一元素的一项声明于两年后被收回,原因是有指控称存在伪造数据的行为。

英国利物浦大学核物理学家Rolf-Dietmar Herzberg表示,物理学家如今正在尝试人工合成第119号、120号元素,在当前技术水平下这一研究是能够实现的。然而迄今为止还没有人表示看见了新的元素——德国达姆施塔特 市重离子研究GSI亥姆霍兹中心研究人员曾于2012年进行了5个月的试验但未获成功。在第120号元素之后,研究人员认为,让两个原子核融合的可能性近 乎为零。

迄今为止,元素周期表上从自然界发现的元素只到第92号元素铀,93号及以上的元素都是人工合成的。按惯例,新元素命名一般用国名、地名和人名等加上后缀“um”的形式。

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作者 梅西

本科生

北京工业大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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