科學家揭示地球最稀有元素砹的基本性質

2020-11-23 人民網

　　科技日報訊 地球上最稀有的天然元素是第85號元素砹，人們對它的基本性質還知之甚少。據物理學家組織網5月14日報導，一個國際研究小組利用歐洲核子研究中心（CERN）的放射性同位素設備，揭示了砹的第一電離勢（first ionization potential）和電離臨界值。相關論文發表在最近的《自然·通訊》上。

　　該項目由美國紐約大學物理學系教授安德烈·安德烈耶夫和CERN的瓦倫丁·費德瑟夫共同設計，利用歐核中心的上線同位素質量分離器（ISOLDE），第一次得到了砹原子的電離勢，這是確定特定放射性元素的化學和物理性質的基本指標量，也填補了門捷列夫元素周期表中長期遺留的空缺。

　　原子的電離勢作為最外層價電子的鍵能，與元素的化學反應能力密切相關，也間接決定了其化合物中化學鍵的穩定性。安德烈耶夫說：「這一實驗值還可作為理論基準，用來預測超重元素的原子和化學性質，尤其是最近發現的第117號元素，它與砹是同族元素。」

　　很多人只知道砹的同位素有衰變性，在癌症治療中用於標靶α治療，是一種理想的短程輻射源。1940年，奧森與同事通過α粒子轟擊鉍而得到了砹元素。1964年，麥克羅林研究了一小塊砹的人工放射性同位素樣本，首次觀察到它在紫外區有兩條光譜線。除此以外，人們沒有砹原子光譜的其他數據。

　　在此次實驗中，研究人員先在歐核中心用內源共振電離光譜和高靈敏原子核衰變探測來研究，通過砹的特徵α衰變，首次觀察到並識別出了砹的雷射—電離離子，同時通過掃描電離紫外雷射的波長，發現了砹的電離臨界值。然後，他們在加拿大國家粒子與核物理實驗室（TRIUMF）繼續研究，在紅外光譜區又發現了新的光學躍遷，並根據這一新躍遷，確定了一個高效的三步電離方案，再次在ISOLDE上用共振電離雷射離子源（RILIS）進一步研究。

　　他們探測了電離臨界值周圍的關鍵區域，發現了一系列高度激發的共振，也叫裡德堡態（Rydberg states），從這一光譜中提取出高度精確的砹的第一電離勢。

　　RILIS小組領導費德瑟夫說：「內源雷射光譜是目前研究短命同位素原子性質的最靈敏方法，也是探測人造超重元素光譜的現實方法。這次實驗成功，也為法國和俄羅斯最近開始的同類項目增強了信心。」

　　安德烈耶夫補充說：「這一進展讓科學家能開始許多新現象的研究，如砹原子核的大小（半徑）、特殊類型核裂變等，最近，我們的合作夥伴已對此開始了一系列實驗。」（常麗君）

(來源:科技日報)

相關焦點

  • 首次測量出:地球上最稀有砹元素的電子親和力為2.41578eV
    科學家使用歐洲核子研究中心的核物理設備，首次測量了化學元素砹（At）的電子親和力，這是地球上自然存在最稀有的元素。其研究成果發表在《自然通訊》期刊上，對基礎研究和應用研究都很重要。
  • 首次測量出：地球上最稀有砹元素的電子親和力為2.41578eV
    科學家使用歐洲核子研究中心的核物理設備，首次測量了化學元素砹（At）的電子親和力，這是地球上自然存在最稀有的元素。其研究成果發表在《自然通訊》期刊上，對基礎研究和應用研究都很重要。除了提供這種元素迄今未知的性質並允許對理論模型進行測試之外，這一發現還具有實際意義，因為砹元素是通過靶向阿爾法療法創建用於癌症治療化合物有前景的候選者。
  • 美科學家利用紫外雷射揭示砹原子電離勢
    ——地球上最稀有的天然元素是第85號元素砹，人們對它的基本性質還知之甚少。據物理學家組織網5月14日報導，一個國際研究小組利用歐洲核子研究中心（CERN）的放射性同位素設備，揭示了砹的第一電離勢（first ionization potential）和電離臨界值。相關論文發表在最近的《自然•通訊》上。
  • 今天我們來認識一下地球上最稀少的元素——砹元素
    碘也是大家最為熟知的一種元素了，而今天咱們要介紹的這個元素相比於碘元素來說。知名度並不是很高，可能有很多人都沒有聽說過，但也正因如此它又被稱作是「地球上最為稀有的天然元素」，這個元素就是砹（At）。地球最多的元素是氧，地球最少的元素是砹，記住哦。
  • 都知道地球上最多的元素是氧,那你知道最少的元素是什麼嗎?
    知名度並不是很高，可能有很多人都沒有聽說過，但也正因如此它又被稱作是「地球上最為稀有的天然元素」，這個元素就是砹（At）。地球最多的元素是氧，地球最少的元素是砹，記住哦。砹，原子序數為85。與之前我們介紹的幾個元素同屬為滷素一族，化學符號為At。這個化學符號來自於希臘語「astator」，即不確定，不穩定的意思。砹是一種極其稀少的天然放射性元素。
  • 地殼上最少的化學元素-砹
    現在科學家已發現質量數196 ~ 219的全部砹同位素，其中只有砹215、216、 218、 219 是天然放射性同位素，其餘都通過人工核反應合成的。曲折的發現過程砹是俄國化學家門捷列夫( 1834- - 1907)曾經指出的類碘，是莫斯萊所確定的原子序數為85的元素。它的發現經歷了曲折的道路。
  • 地球上10種最不常見的化學元素
    目前，已知約118個元素。我們幾乎每天都會接觸某些物質，例如鐵和鋁等金屬。表中的許多氣體幾乎也無處不在，例如氧氣和氮氣。然而，表中還有您可能從未聽說過的元素。事實證明，門捷列夫桌子上的許多稀有元素都是放射性的，使用壽命短，只能合成製成。以下是10種最不常見的化學元素的列表。
  • 碳元素是生命的基本元素,哈勃在太空發現C60+,或揭示生命起源
    碳元素是生命的基本元素，哈勃在太空發現C60+，或揭示生命起源。最新音訊，來自美宇航局的哈勃太空望遠鏡初次在太空發現C60+！在科學界掀起了一片「生命來源論」的浪潮！那麼C60+到底是什麼梗？為什麼它能惹起諸多科學家的留意並為之瘋狂？
  • 希望地殼含量僅有25克左右的砹，未來在癌症治療方面能大放異彩吧
    使用質子束轟擊釷元素，物理學家第一次解開了地球上稀有元素-砹元素的一個關鍵秘密。砹元素有85個質子，比鉛還重，但它是地球上非常稀少的元素。它的所有同位素中最穩定的一個是砹-210，半衰期為8.1小時。所以早上如果我們發現一些砹-210，晚上的時候，它的一半已經變成其它元素了。正因為如此，砹元素是地殼中含量最少的元素之一，大約只有25克在自然狀態下存在。
  • 世界上除了砹第二稀有的元素,地殼中任何時刻鍅的含量約為30克!
    後來又有不少化學家嘗試利用光譜技術以及利用原子量作為突破口去找這個元素，但都沒有成功。1930年，美國阿拉巴馬州工藝學院物理學教授阿立生宣布，在稀有的鹼金屬礦銫鎦石和鱗雲母中用磁光分析法，發現了87號元素。元素符號定為Vi。
  • 科學家剛剛發現月球年齡被謊報!三種稀有元素解開月球年齡真相!
    然後，在地球歷史的早期，一個火星大小的物體傾斜撞擊了我們的星球。雖然入侵者被反擊地粉碎，但是也帶走了我們星球的一大塊土地。這次碰撞在地球周圍形成了巨大的碎片雲，並在億萬年的時間裡形成了我們的月球。當一個德國領導的研究小組所進行的這項研究結果出來的時候，科學家們為之震驚。
  • 滷族元素裡最神秘的元素！石田到底是一個怎樣的元素？
    什麼是石田元素在上一期的文章當中，我們為大家詳細的介紹了砹元素的基本性質和應用領域。很多人都覺得這個元素有些陌生，沒有像同家族的碘、氯、氟那樣大名鼎鼎。而且還是上世紀40年代末期才被發現。不過今天咱們要介紹的這個元素，相比於砹元素來說，那更是「弟弟中的弟弟」。它就是石田。這個元素不僅在滷素一族當中屬於年輕元素。即便是在整個化學周期表裡也是最小的弟弟，哪怕118號元素Og的出現都要比它早。石田，化學表示符號為Ts。原子序數為117，滷族元素之一。
  • 揭密地球上最稀有的自然存在的元素a
    物理學家第一次使用質子束和雷射，揭開了地球上最稀有的自然存在元素a的關鍵秘密之一。質子束和雷射素a比鉛更重，是地球上非常罕見的最珍貴的元素，根據化學家約翰·埃姆斯利著作的『它是由腐爛的鈾和th形成的，其最穩定的形式或同位素（稱為a210）的半衰期僅為8.1小時-因此，如果您在早晨發現它在某一處藏匿處，到了晚上則將消失一半。直到最近，研究人員才設法收集到足夠多的來測試它與電子的相互作用。部分原因是a素211的一种放射性同位素具有在癌症治療中有用的潛力。但是研究人員不確定吸引電子並形成負離子的可能性有多大，這可能對健康細胞有害。
  • 盤點那些奇特的元素
    元素，構成物質世界的「萬物之源」。到目前為止，人類共發現或合成了118中元素，其中有94種存在於地球上。每一種元素都有其專屬的特點，也有著自己的故事。本文就將為大家盤點一下世界上「風格迥異」的元素之最。
  • 地球上金元素珍貴!掌握這項技術,稀有元素或將「白菜價」
    元素周期表上的每一種元素都有自己獨特的性質，有自己的一套用途和應用，這都要歸功於其原子核中的質子數，以及周圍的電子與其他原子和分子結合在一起的各種方式。但是，地球的化學元素，不管是從地域上、還是其豐度上分布非常不均勻。有些元素比其他元素要豐富得多，也更容易獲取，而有些元素雖然用途不那麼廣泛，但卻十分稀有，開採難度也大。
  • 常識高頻考點之常考化學元素
    （一）地殼中含量最多的元素是氧，地殼中含量最多的金屬是鋁地球內部有地核、地幔、地殼結構，地殼是指由巖石組成的固體外殼。在地殼中最多的化學元素是氧，它佔總重量的48.6%；其次是矽，佔26.3%；以下是鋁（地殼中含量最多的金屬）、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂。豐度最低的是砹和鍅。
  • 研究揭示鹼土金屬元素多樣性質
    研究揭示鹼土金屬元素多樣性質 2018-09-04 中國科學報 黃辛 【字體：大該發現表明鹼土金屬元素或具有與一般認知相比更為豐富的化學性質，而主族元素與過渡金屬元素之間的界限亦較元素周期表的簡晰劃分更為模糊。該成果近日在線發表於《科學》。　　元素周期表的元素按照其價軌道的不同分為主族元素s和p區，過渡金屬d區以及鑭系和錒系金屬f區。
  • 從惰性氣體到稀有氣體
    氮氣約佔地球大氣層總體積的78%，是組成大氣層的主要成分。大氣層中的氧氣約佔21%，最少的是氦、氖、氬、氪、氙、氡六種氣體，它們的總體積約佔地球大氣層總體積的0.94%。科學家最早發現的稀有氣體早在許多年前，人們就開始研究我們賴以呼吸的空氣，想弄清楚空氣的成分。
  • 地球上最稀缺的元素:老珍貴了
    製造一部手機所使用到的元素在6-～64種之間，其中包括銅、鋁、鐵以及稀土元素等，有的元素僅僅需要1毫克甚至更少，但它們對手機來說卻是至關重要、必不可少的。人們難免會有這樣的擔憂：現代社會賴以支撐的礦產資源有一天會不會枯竭？究竟哪一種資源會率先走向枯竭？
  • 2020年中考化學輔導:元素分類及其性質的表示
    1869年以前，科學家已經陸續發現了63種元素，這些元素之間似乎沒有任何聯繫，好像互不相干。   　　1913年英國科學家莫色勒利用陰極射線撞擊金屬產生X射線，發現原子序數越大，X射線的頻率就越高，因此他認為核的正電荷數決定了元素的化學性質，並把元素依照核內正電荷數(即質子數)排列，經過多年修訂後才成為當代的周期表。