新元素周期表:科學家們提出了排列元素的新方法

2020-12-02 科技報告與資訊

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化學元素周期表是由俄羅斯化學家德米特裡·門捷列夫於1869年創建的,全世界所有接觸過化學教育的人都對其非常熟悉,現在,俄羅斯的兩位科學家,莫斯科斯科爾科沃科技學院的Zahed Allahyari和Artem Oganov提出了一個元素排列的新方法,旨在幫助找到具有良好性能的新材料。

兩位研究人員說,元素最重要的化學性質是原子半徑,化合價,電負性和極化率。但是,最後兩個因素密切相關,因此只有一個就足夠了。而且由於給定元素的化合價有時可能會變化,所以它是模稜兩可的。他們僅根據萊納斯·鮑林(Linus Pauling)引入的比例給出的半徑(R)和電負性(χ)選擇MN(門捷列夫編號) 。元素的原子半徑在不同的化合物中也可能不同,但是對於它們的R值Allahyari和Oganov在元素的簡單立方結構中使用了一半的原子間距離。這兩個量也鬆散相關,給出了線性回歸。研究人員根據χ對R的圖中的元素投影到回歸線上的順序,定義了他們的MN,稱之為通用元素序列(使用)索引。

為了評估它們的定義與以前的MN型測量相比效果如何,他們收集了1591種二元化合物和80種純元素的晶體結構信息,以及它們的焓,霧化能,硬度和磁化強度的信息。具有可比特性的材料將針對這些特性的每一個在二元化合物的二維空間中形成簇或島。要找到行為可能與已知材料相似的新材料,那麼就可以在同一島上探索其他材料。

Oganov說:「這些簇表明值得探索的化學區域。可以設計一種計算策略,該策略首先發現簇,然後將其放大以發現最佳材料。」 MN的定義越有效,島的數量就越少。為了對此進行評估,Allahyari和Oganov使用了一種檢測簇的算法。他們發現,對於這些化合物特性中的每一種,使用號在這方面都比其他方法表現更好,並且是最佳的。

論文標題為《Nonempirical Definition of the Mendeleev Numbers: Organizing the Chemical Space》。

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    據新華社日內瓦6月8日電(記者張淼)總部位於瑞士蘇黎世的國際純粹與應用化學聯合會8日宣布,將合成化學元素第113號(縮寫為nh)、115號(mc)、117號(ts)和118號(og)提名為化學新元素。該聯合會去年年底宣布,確認上述4種新元素的存在。這些元素由俄羅斯、美國和日本的科研團隊發現,他們也獲得了對這些元素的正式命名權。
  • 【光明日報】元素周期表四個新元素有了中文名
    這4個新元素的英文名稱和元素符號,已在2016年11月30日由負責管理元素符號的國際化學組織「國際純粹與應用化學聯合會」(IUPAC)正式發布,這標誌著元素周期表中的第7周期被全部填滿。  這一關係到自然科學和全球華語的命名結果,究竟是怎樣產生的呢?