1869年,俄羅斯化學家德米特裡·門捷列夫在總結前人經驗的基礎上,發現元素周期律並編制出元素周期表。2019年正值化學元素周期表150周歲生日,聯合國宣布2019年為「國際化學元素周期表年」。藉此契機,中國數字科技館聯合中國化學會特別推出「你問我答」活動,徵集大家關於化學元素或化學元素周期表的問題,我們會選取優質問題邀請專家回答,並於每周五通過中國數字科技館專題網頁和微信公眾號「中國數字科技館」公布答案。歡迎大家進入中國數字科技官網-化學元素周期表年專題站積極提問!
不知道該問些啥?先來看看大家都在問些什麼吧!
為什麼人們認為114號元素是稀有氣體元素?118號元素是氣體嗎?
稀有氣體元素一般是指元素周期表中最右側一列的元素,包括氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)等,它們共同的特徵是在常溫常壓下以氣體形式存在、化學性質穩定、不易發生化學反應,所以又常被稱作「惰性元素」。這種化學「惰性」與它們的原子結構,特別是外層電子的數目與排布方式密切相關。稀有氣體是單原子分子,其核外電子層都有相對飽和的結構,一般情況下不容易得到或失去電子而與其它原子形成化學鍵。114號元素鈇(Fl)是人工合成的重核元素,儘管根據其電子結構應歸屬於第四主族元素(第7周期),但Fl的化學性質卻與稀有氣體非常相似,因此有人稱它為類稀有氣體元素。118號元素<氣奧>(Og)是本世紀初才被粒子加速器合成出來的超重核元素,半衰期僅12毫秒,合成產率也非常低(每次實驗僅能得到幾個原子),其物理化學性質還沒有被實驗研究,理論預測常溫常壓下是固體,但有待將來的實驗驗證。
需要指出的是,與前6周期的元素相比,第7周期大部分元素是人工合成的超重核元素,它們的原子結構大多不穩定、半衰期短,其物理、化學性質也會由於相對論效應(高度密集的核電荷扭曲周圍電子軌道)而偏離預期。(參考文獻:Science, 2019, 363, 466-470)(吳永真 華東理工大學)
中國古代的化學發展是什麼樣的呢?對比西方呢?
現代意義的化學是指在分子、原子層面上研究物質的組成、結構、性質與變化規律以及創造新物質的科學。在古代,特別是在18世紀以前還沒有明確的分子、原子等概念時,無論是在中國還是西方,化學的發展的都是非常緩慢的,大多是基於經驗和規律在日常生活和生產的過程運用化學、總結具有實用性的化學知識,而不是將化學作為一個專門的學科來開展系統研究,北京大學趙匡華教授編著的《中國古代化學》一書系統梳理了中國古代在燒陶製瓷、冶鍊金屬、煉丹、製藥、釀酒、造醋和染色漂洗等與化學有密切關係的工藝過程中所觀察到的化學變化、利用過的化學反應,以及對這些變化的理解,反映了我國古代所取得的化學成就。對比西方,中國古代在實用化學知識的積累與整理方面成果顯著,但18世紀以後的近現代科學發展中,西方取得了很多突破性的發展,比如各種元素的發現、元素周期律的提出等,逐漸建立了當代化學學科體系。如今,經過網際網路與全球化的發展,知識的傳播與獲取已經變得前所未有的快捷,現在的中國與西方在化學學科已經站在了同一起跑線上,未來的化學發展需要大家共同努力、一起創造。(吳永真 華東理工大學)