元素周期表新添4個元素 均為人工合成

2020-11-23 網易

核心提示:國際純粹與應用化學聯合會宣布第113,115,117,118號元素存在,物理學家現在正嘗試製造第119號與120號元素,它們在理論上應該是可以通過現有技術製造出來的,但到現在為止還沒有人看到過它們。

(原標題:就在幾天前,元素周期表上又多了4個新元素)

12月30日,國際純粹與應用化學聯合會宣布第113,115,117,118號元素存在,它們將由日本、俄羅斯和美國科學家命名。

IUPAC官方宣布,元素周期表已經加入4個新元素,自此,周期表的第7行就完整了。圖片來源:Andrew Stocks

距離第113號元素最早宣布被發現已經過去了十多年,在這期間俄羅斯、美國和日本的團隊多次宣布找到第113,115,117,118號元素的蹤跡,但官方的確認直到2015年年底才姍姍來遲。在一群獨立專家一致認可證據確鑿之後,國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)宣布第113,115,117,118號元素存在,加入元素周期表行列。

所有這些元素都是在實驗室裡,通過將幾個更輕的原子核對撞在一起而人工產生的。生成的超重原子核極不穩定,在不到一秒內就會四分五裂,形成更小、更穩定的原子。

發現該元素的團隊現在開始可以提交提案,為新元素選取名字和兩個字母的元素符號。元素的命名可以來自它們的化學、物理性質(氯元素Chlorine來自希臘語的「綠色」Chloros),也可以來自神話(鈦元素Titanium來自希臘神話人物「泰坦」Titan)、礦物(鈹元素Beryllium因從綠寶石Beryl中發現而得名)、地名(鉲Californium因美國加利福尼亞California而得名)、國名(居裡夫人發現的釙元素Polonium就是為紀念她的祖國波蘭命名),甚至科學家名(紀念愛因斯坦的鑀Einsteinium和紀念門捷列夫的鍆Mendelevium)。

第113號元素的命名優先權交給了日本的研究者,這也讓它成為首個在東亞命名的人造元素。在12年前它剛被日本研究者發現的時候,有人曾建議以「日本」(Japan)來把它命名為「Japonium」。

日本化學家森田浩介是發現第113號元素的團隊成員之一。圖片來源:Kazuhiro Nogi/AFP

日本理化學研究所(RIKEN)仁科加速器研究中心於2004年首次宣布發現了第113號元素,在2012年又報告了一次可信度更高的目擊,那時他們已經製造出該元素的三種同位素(質子數相同,中子數不同的原子)了。「對科學家來說,發現一種新元素的榮耀甚至高於獲得奧運會金牌。」日本化學家、2001年諾貝爾化學家獲得者野依良治在IUPAC的新聞發布會上說。他並沒有參與RIKEN團隊發現113號元素的研究,但他是RIKEN的前所長。

俄羅斯和美國研究者也競爭了第113號元素的發現權,但IUPAC和國際純粹與應用物理聯合會(IUPAP)在研討之後沒有把優先權交給他們。

不過,他們獲得了其他3個新元素的發現權和命名權。由俄羅斯杜布納核物理聯合研究所、美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和美國橡樹嶺國家實驗室三地的合作組首次製造出了第115和117號元素,也獲得了它們的命名權。來自瑞典的研究組使用德國的加速器確認了第115號元素的存在。

第118號元素的發現則歸給了杜布納研究所與勞倫斯利弗莫爾實驗室的合作團隊。該元素的發現有著曲折的歷史:1999年曾有人宣稱發現了它,但兩年後論文因多方指控數據造假而被撤回。

英國利物浦大學的核物理學家羅爾夫-迪特馬爾·赫茨伯格(Rolf-Dietmar Herzberg)說,物理學家現在正嘗試製造第119號與120號元素,它們在理論上應該是可以通過現有技術製造出來的,但到現在為止還沒有人看到過它們。德國GSI亥姆霍茲重離子研究中心在2012年曾嘗試了五個月,但一無所獲。至於比120號元素更重的元素,研究者一致認為,通過將兩個較輕的原子核融合的方法來得到它們的概率就非常小了。(撰文:理察·范諾登(Richard Van Noorden) 編譯:丁家琦)

原文連結:

http://www.nature.com/news/four-chemical-elements-added-to-periodic-table-1.19112

本文來源:《科學美國人》中文版《環球科學》 責任編輯:冷娜_NN5073

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