[圖文]元素週期表新增2成員
一覺醒來,哥白尼和諾貝爾發現大樓裡搬來兩位新鄰居,他們將要住進空置了100多年的114和116號房間。
這棟大樓被稱作「人類最偉大、最美麗的創造」。老街坊們都知道,業主委員會對住戶的要求嚴苛極了,從19世紀到現在,總共也只有100來個住戶如願以償。大樓名叫元素週期表,每種元素都有編號,大小恰好等於該元素原子的核內電子數。
眾所周知,元素大樓眼下只有118個房間。102號住戶被命名為「諾貝爾」,112號則是「哥白尼」。
就在今年6月以前,原子量為285的「哥白尼」還是最重的元素。不過,它現在必須拱手讓出霸主的地位了。6月6日,超重元素114和116正式成為元素週期表的一員,原子量分別為289和292。
從1869年門捷列夫將當時已知的63種化學元素按原子量大小排列成表開始,為元素週期表尋找新成員,就成為一項重要的課題。
門捷列夫發現,元素的性質隨著原子量的增加呈週期性的變化,但又不是簡單的重複。他根據這個規律在週期表上留下空格,並大膽地預測:「屬於這些空位的元素將來一定會被發現。」
最初,化學家們認為自然界存在92種天然元素。1942年,後來大名鼎鼎的92號元素鈾被發現,週期表似乎走到了終點。可隨後,人們又一鼓作氣地找出了13種新元素。有人斷言,105號元素就是「真正的盡頭」,畢竟核電荷越來越大,質子間的排斥力將遠遠超過核力,會導致它發生衰變。
不過,這個「斷言」沒能維持幾年,106至109號元素又陸續被合成。眼下,就連114號和116號都出現了。
自1999年以來,有若干研究小組宣稱成功制得114號元素。但只有來自俄羅斯杜布納的聯合核子研究所和美國加州的勞倫斯·利弗摩爾國家實驗室的聯合研究小組的實驗結果獲得了業界的認可。
俄美聯合科研小組讓兩個較輕的原子核互相撞擊,以制取較重元素的核子。他們把含有96個質子的放射性元素鋦作為標靶,然後用含有20個質子的鈣原子核轟擊鋦原子核,從而制得116號重元素的原子核。
之後,116號會衰變為114號,並釋放出含2個質子、2個中子的粒子。當然,114號元素也可直接通過鈣原子核轟擊鈽而制得,其中鈽元素的質子數為94。
來自國際純化學與應用化學聯盟(IUPAC)和國際純物理與應用物理聯合會(IUPAP)的科學家組成的專門委員會整整評估了三年,才為這兩名新成員發放了通行證。
它們在「元素大樓」裡的行蹤相當神出鬼沒,到現在也沒有被誰看到過「真面目」。114號在出生半秒鐘後,就會衰變為「哥白尼」。而116號在衰變前,壽命僅有幾毫秒。不過,據俄羅斯科學家介紹,在微觀世界裡存在0.05秒,已經「十分驚人」。
在專門委員會主席保羅·卡羅爾看來,這兩種新元素穩定存在的時間起碼要延長到1分鐘,人們才有可能對其化學性質進行追蹤分析。眼下科學家們只能依靠推測,兩名新成員「可能是固態」。
同時申請入住元素週期表的還有113、115和118號元素,但委員會發表聲明稱:「就目前已獲得的科學依據來看,還不足以授予其入住元素週期表的入場券。」
這兩位新成員還沒有自己的名字,發現它們的研究人員有權就命名問題提出建議,由國際純化學與應用化學聯盟考慮是否予以採納。比如,「哥白尼」的發現者稱,「『哥白尼』改變了我們對世界的認識,我們很榮幸能通過這一方式紀念這位傑出的科學家。」
在卡羅爾看來,命名原則只有一條,「只要別太離譜兒就行。」
他可能更為擔心安排住宿的問題。118號元素曾經被視為元素週期表的盡頭,畢竟,元素的半衰期已經短到以毫秒計了。
前不久,位於俄羅斯葉卡捷琳堡市的全俄發明家專利研究院迎來了一位神秘的工程師,他聲稱自己發現了119號元素。但他不願意透露自己的姓名,也不願透露這一元素的合成方法。
沒人說得準,119號元素是真是假,但同樣也沒有人敢輕易預測元素週期表的終點。說不定,科學家很快就得為新元素蓋一棟新大樓。