#薛定谔的科学#为什么铁是最稳定的金属？排在之后的金难道不比铁更稳定吗？
物理、化学不分家由于初高中对于物理化学进行分开 ， 所以很多人自然而然地认为 ， 化学元素周期表是化学的事 。 但事实上 ， 这个看法稍微有点问题的 。
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我们就来大名鼎鼎的物理学家卢瑟福来说 ， 他做过一个著名的α粒子散射实验 ， 提出了原子的行星原子结构模型 。 他带出过10多个诺贝尔奖获得者 ， 一生都以物理学家自居 。
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可是诺奖委员会偏偏颁给他一个诺贝尔化学奖 ， 他得知这个事的时候就很尴尬 。 还有我们知道的著名科学家居里夫人 ， 实际上居里夫人天天是和一群物理学家混在一起的 ， 他们属于一个圈子的人 ， 可是居里夫人就拿过诺贝尔化学奖 。 而如今的化学家 ， 最基本的素质就是要掌握足够多量子物理的相关知识 。 所以 ， 你看 ， 物理和化学某种程度上是不分家 。 这个更体现在元素上 ， 我们知道元素周期表 ， 但实际上元素周期表中元素的起源其实是被物理学家搞清楚的 。 而这里就涉及到了铁元素的起源 ， 以及金、银等元素的起源 。
铁元素 ， 或者严格来说铁原子核其实是最稳定的原子核 ， 而金、银等元素本质上是化学性质更稳定的存在 。 所以 ， 当我们要比较两者之间的差别时 ， 首先还是要弄清楚到底在比较什么？
铁原子核为什么最稳定?我们都知道 ， 恒星燃烧是依靠核聚变反应的 ， 而且主要都是氢原子核核聚变反应 。 这是因为宇宙中氢元素和氦元素是最多的 ， 占据了99%以上 。 其中氢元素要远比氦元素要多的 ， 达到了70%左右 。
恒星依靠自身的引力 ， 引发氢原子核的核聚变反应 ， 这时候四个氢原子核会通过质子-质子反应链或者碳氮氧循环反应生成氦-4核 。
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所以 ， 我们仔细观察 ， 就会发现 ， 原子序数上升了一位 ， 轻一点的核变成了更重一点的核 。 而如果恒星的质量足够大 ， 就可以再继续引发氦-4原子核的核聚变反应 ， 生成碳原子核或者氧原子核 。
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如果恒星的质量还足够大 ， 就还可以继续反应下去 ， 一直到铁原子核 。 铁原子核是一个里程碑 ， 大多数恒星是跨不过去的 。
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为什么这么说呢？
这是因为铁原子核的比结合能最大 ， 你可以粗暴地理解成 ， 要把铁原子核掰开所需要的能量是最大的 。 要掰开铁原子核后面的金原子核和银原子核所需要的能量都小于掰开铁原子核的 。
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所以 ， 要让铁原子核继续反应 ， 就需要输入巨大的能量 ， 我们知道核聚变可以产生大量的能量 。 可是铁原子核的核聚变反应这是亏本买卖 ， 非但不能释放大量的能量 ， 相反会吸收大量的能量 。 因此 ， 在铁元素之前的元素原子核都有聚合的趋势 ， 而在铁元素之后的元素原子核都有裂变的趋势 ， 我们常用的核裂变反应 ， 就是用到的铁之后的大号元素铀 。
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所以说 ， 铁原子核是最稳定的原子核 。
金和银为什么稳定？【#薛定谔的科学#为什么铁是最稳定的金属？排在之后的金难道不比铁更稳定吗？】金和银的稳定是化学性质的稳定 。 我们都知道 ， 原子是由原子核和核外电子的构成的 。 而在化学反应过程中 ， 是会保持原子结构的 ， 换句话说 ， 就是整个过程不会发生原子种类的变化 。 而化学反应的过程当中 ， 本质上是化学键发生变化 ， 而化学键又和原子核外的电子排布有关 。 因此 ， 这个问题 ， 我们要从原子核外的电子排布说起 。
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