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即将150岁,元素周期表仍在“添丁”

发布时间:2018-07-23 09:19:50来源:湖北计量院

  “氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖……”

  看到这一串字符,

  当年摇头晃脑背诵化学元素周期表的场景

  是否又浮现在你眼前?

  明年,化学元素周期表将迎来它的150周岁生日。为了给它“庆生”,联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。随着“国际化学元素周期表年”的临近,与化学元素周期表相关的话题不断被人提及。

  

  化学元素周期律是如何被发现的?

  新元素怎么才能入围元素周期表?

  人造元素是否该被纳入元素周期表?

  不断探寻新元素的意义何在?

  对于这些问题,我们来看看专家怎么说~

  门捷列夫的发现,是站在前人肩膀上

  提到化学元素周期表,你或许很自然地联想到俄国化学家德·伊·门捷列夫。在很多书籍中,门捷列夫都被称为元素周期律的发现者和第一张元素周期表的制作者。

  

  但其实,门捷列夫所做的工作也是在前人研究基础之上进行的,其他人对元素周期律的贡献也不应被忽视。

  在门捷列夫制定出周期表之前,元素周期性思想已频繁出现在化学家们的视野之中。早在1789年出版的《化学大纲》中,法国化学家拉瓦锡就发表了历史上第一张《元素表》。和门捷列夫同时代的多位化学家,也对元素周期规律进行了研究。

  两大学会联合把控准入大门

  从门捷列夫化学元素周期表诞生之初到现在,已过去了近150年。随着时间的流逝,不断有“新丁”加入到化学元素周期表中。它们中“资历最浅”的当属2016年新加入的4种元素。

  2016年11月,IUPAC核准并发布了4种人工合成元素的英文名称和元素符号,分别是:

  ?2003年发现的moscovium(Mc)

  ?2004年发现的nihonium(Nh)

  ?2006年发现的oganesson(Og)

  ? 2010年发现的tennessine(Ts)

  元素周期表中第7周期被全部填满。

  

  紧随其后,全国科学技术名词审定委员会等机构启动了这4种新元素的中文命名工作。

  一个新元素被纳入化学元素周期表中不是件简单的事。

  上世纪90年代初,IUPAC和国际纯粹物理学会(IUPAP)发布了一系列评估新元素的标准。一旦有机构宣称发现了新的元素,IUPAC和IUPAP成立的联合专家工作组将会对相关新元素提名候选者进行评估和审查。对批准的新元素,最后由IUPAC发布技术报告,确认哪些机构的新发现符合元素认定标准,并公布使用。

  新元素的认定过程中,难免存在一些分歧和争议。2003年,美俄联合小组以热熔合方法在合成115号元素的过程中发现了113号元素。2004年,日本以另一种冷熔合的方法也发现了113号元素。最终,日本研究小组合成的第113号元素被国际机构认定为“新元素”,并且获得了命名权。

  113号元素是首个由亚洲科学家合成的新元素,相关工作也有中国科学家参与。

  

  探寻新元素,支持核物理重要理论

  化学元素周期表上的大部分元素都是在地球上本身存在的自然元素,只有少数元素是人工合成的被称作“人造元素”。

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  你可能会问,人造元素为何也能被纳入元素周期表?

  其实,化学元素周期表并非自然元素周期表,所以人造元素无疑能被列入表中。

  合成人造元素的时间往往是漫长的, 合成的道路也并非一帆风顺。新元素合成需要投入巨大的财力, 并付出极大的努力,如提出新的方法、设计新的装置、制造新的探测器等等。一旦合成后还要被其他实验室重复并确证,最终才可能被相关国际机构认定。

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  那么,支撑科学家们探寻新元素的动力是什么?

  超重元素的合成和研究有助于探索原子核质量存在的极限,最终确定化学元素周期表的边界,也是对原子核壳模型等相关理论正确与否的实际检验。因此,超重元素的合成己成为当代核物理和核化学的前沿领域和研究热点。

  看完此文,

  是不是对化学元素更加着迷了?

  ?出品 | 湖北省计量测试技术研究院

  ?来源 | 科技日报