元素周期表到底會有多長

2021-01-16 日經中文網

日本發現的新元素「Nihonium」將列入化學課本的元素周期表。「Nihonium」 的原子序數為113號，與美國和俄羅斯發現的115號「Moscovium」、117號「Tennesine」和118號「Oganesson」，共4個元素一起被正式列入元素周期表後，終於將第7周期全部填滿。研究人員還在努力發現更多的新元素，元素周期表到底會排到多少號呢？


由全球科學家組成的國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）6月發布了4個新元素的暫定名稱。發現Nihonium的日本理化學研究所的森田浩介在記者會上強調稱，「接下來的目標是發現119號和120號的新元素」。


日本理化學研究所的森田浩介表示接下來的目標是發現更多新元素

　

400萬億次碰撞
        構成物質的粒子一般被稱為原子，原子的種類稱為元素。1869年俄羅斯化學家門捷列夫把當時已知的60多種元素按照重量和化學性質排出順序，這便是最早的元素周期表。他還在元素周期表上給未發現的元素留出了空白。隨後科學家們不斷發現新元素，元素周期表的空白不斷被填上。
        原子由原子核和繞核運動的電子組成。元素按照原子核內質子數的「原子序數」加以區別。從93號元素開始，之後的原子在自然界中基本不存在。1940年代起，美歐和俄羅斯等國都爭相開始通過人工的方式合成元素。主要是利用粒子加速器使離子高速運動，撞擊另外的原子，促使原子核相互融合。      Nihonium是首個由亞洲國家合成的元素，通過30號鋅的離子與83號鉍金屬相互碰撞而成。讓只有1萬億分之1釐米的原子核之間恰好能相互碰撞融合的概率極低。森田等人約進行了400萬億次的碰撞實驗，最後終於成功合成了3個原子。該團隊目前正在進行試驗，為合成第8周期元素做準備。

第8周期之後的處女地
        那麼，周期表是否存在盡頭呢？2011年，芬蘭化學家佩卡·皮克（Pekka Pyykkö）給出了一個回答。他製作了一張「終極周期表」，囊括了在理論上有可能存在的全部元素。
        周期表的周期顯示的是電子圍繞原子核運動的軌道。電子從靠近原子核的軌道依次排列，各軌道可容納的電子數是固定的。如果最內層的軌道被填滿，其周期就將結束，電子將排列至外層的軌道。根據皮克 的預測，電子的軌道只能達到第9周期。
       第8周期與此前周期不同的是，元素不一定按序數的大小順序排列。序數由原子內的電子排列決定，但電子的排列模式被認為將在第8周期發生改變。139號和140號元素可能會被跳過，並出現在後面的位置。


 


眾所周知，在第6周期和第7周期從左側開始第3列中的元素大量存在（鑭系元素及錒系元素）。有預測稱，在第8周期這種元素數量會更多，並因電子在軌道的排列方式不同分為2個系列。      一般來說，排在同一列的元素具有相似的化學性質。不過，理化學研究所的羽場宏光表示，「當一個元素很重的時候，它在周期表的位置和它的化學性質將不再一致」。森田強調「119號以後是科學的處女地」。        根據皮克的預測，元素表將在172號結束。但也有說法認為，最後一個元素是173號。這是由於超重元素序數越大越容易衰變，一般認為在173號之後，元素存在的壽命接近於零。
  

不管如何，「最後的元素」很可能超過170號。在其列入周期表的日子到來之前，或許還會有很多新發現。


日本經濟新聞（中文版：日經中文網） 出村政彬


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  • 元素周期表到底有沒有盡頭?
    其實這和恆星的演化有關，如果有一顆特大質量的恆星，質量大於8倍太陽質量以上（也有說是9倍，10倍的，反正大致就是這麼一個數量級），這個恆星到生命周期的末端時，會像一個巨型的洋蔥頭，一層一層的，每一層的核聚變反應都不一樣。
  • 元素周期表中的元素到底是咋來的?
    在我們上初中化學課時，我們都會接觸元素周期表，甚至很多人還能背下來前20號元素。實際上，元素周期表在200多年前就已經有了，被譽為近代化學之父的拉瓦錫就曾經寫出了他的元素周期表版本，也是人類史上第一份元素周期表。後來，又有一些人給出一些其他的版本。
  • 美日俄相繼發現新元素 元素周期表到底會多大?
    「Nihonium」 的原子序數為113號，與美國和俄羅斯發現的115號「Moscovium」、117號「Tennesine」和118號「Oganesson」，共4個元素一起被正式列入元素周期表後，終於將第7周期全部填滿。研究人員還在努力發現更多的新元素，元素周期表到底會排到多少號呢？
  • 元素周期表到底是咋來的?
    不過要注意的是，這時候還不是化學元素周期表。因為這張表並沒有體現出周期性。到了1829年，德國化學家德貝萊那提出了「三素組學說」。門捷列夫的元素周期表1869年3月，門捷列夫在大量工作的基礎之上，發表了一篇名為《元素性質與原子量的關係》的論文，提出了元素周期律，並且發表了他的第一張元素周期表，這當中涵蓋了當時已經發現的63種元素。
  • 元素周期表有盡頭麼?最後一個元素是幾號元素?
    元素周期表我們上初中的化學課時，就會接觸到元素以及元素周期表，甚至還被老師要求背誦元素周期表的前20位。到了高中，不僅要橫著背，而且還要豎著背。可以說，元素周期表就像是化學這個學科的武林秘籍。事實也是如此，化學這門學科從一開始就和元素在打交道，甚至有一段時間，化學家們以搶新元素為樂，在上世紀初，基本上能搶到新元素，就意味著提前預定了諾貝爾獎。但背了這麼長時間的元素周期表，不知道你有沒有思考過這麼一個問題，那就是元素周期表到底有沒有盡頭？
  • 元素周期表之位置決定元素(一)
    有點像是一座城堡，主牆起伏不平，兩頭都有防禦用的塔樓高高凸起，左邊有一部分好像皇家泥水匠還沒砌完。表中有長短不一的18個縱列，水平則有7行，下面還有另外的兩行「著陸跑道」。城堡是用「磚」砌成的，有件事兒在表中沒法一眼就看出來，但必須首先說明:磚的位置不能互換。
  • 元素周期表的終點在哪裡?
    1869年俄國化學家門捷列夫將當時已發現的63種元素列成元素周期表，並留下一些空格，預示著這些元素的存在。在元素周期表的指導下，人們「按圖索驥」找出了這些元素。元素種類到底是否有限？周期表是否有終點？20世紀30~40年代，人們發現了92號元素，就有人提出92號是否是周期表的最後一種元素。然而從1937年起，人們用人工合成法在近50年時間又合成出20多種元素，元素周期表的尾巴增長了。這時又有人預言，105 號元素該是周期表的盡頭了，其理由是核電荷越來越大，核內質子數也越來越大，質子間的排斥力將遠遠超過核子間作用力，導致它發生蛻變，然而不久，又陸續合成了106~109號元素。
  • 「元素周期表」隱藏著規
    「基本粒子」與「元素周期表」隱藏著規律我們所熟知的「元素周期表」，當古人發現元素周期表的時候還不知道原子實際上由更小的電子和質子構成的，仔細看現在的元素周期表，你會發現元素周期表有一側的元素非常容易發生化學反應，而另外一側的元素則不太容易發生化學反應，一般把不太容易發生化學反應的那一側叫做「惰性元素」。
  • 元素周期表
    門捷列夫的偉大貢獻，其一即是並未完全以原子量遞增的順序排列（同時期有很多人在思考如何排布已發現的元素，幾乎都是按照原子量遞增的順序排列）當時所發現的元素，而是大膽地預測某些原子量的測算是錯誤的！認為現在的元素周期表是門捷列夫一個人的功勞是不妥的，至少有10+位化學家的貢獻。see 作者發表在《化學教育（中英文）》微信公眾號上的微課【微課賞析】探秘元素周期表+精彩PPT
  • 元素周期表錯了?
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  • 元素周期表的來源
    元素周期表給化學世界帶來了秩序,並預測了一些當時尚未被發現的元素,為未來的理論研究指明了方向。1834年,德米特裡·門捷列夫出生在俄國西部託博爾斯克附近,家中至少有14個孩子,他是最小的。門捷列夫曾在託博爾斯克高中上學。父親去世後,一家人不得不搬到聖彼得堡,他也進入了聖彼得堡高等師範學校就讀。他擅長科學學科,第一份工作是在克裡米亞的辛菲羅波爾做科學教師。
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