元素周期表|元素周期表有尽头么?最后一个元素是几号元素?
元素周期表
我们上初中的化学课时 , 就会接触到元素以及元素周期表 , 甚至还被老师要求背诵元素周期表的前20位 。 到了高中 , 不仅要横着背 , 而且还要竖着背 。 可以说 , 元素周期表就像是化学这个学科的武林秘籍 。
事实也是如此 , 化学这门学科从一开始就和元素在打交道 , 甚至有一段时间 , 化学家们以抢新元素为乐 , 在上世纪初 , 基本上能抢到新元素 , 就意味着提前预定了诺贝尔奖 。 但背了这么长时间的元素周期表 , 不知道你有没有思考过这么一个问题 , 那就是元素周期表到底有没有尽头?
寻找“终极”元素
实际上 , 关于“元素周期表有没有尽头”的问题 , 仅仅是理论假说就有好几个 。 但是科学其实是讲究实证的 。 再厉害的理论 , 也需要实验来证明 。 而这个问题在实验物理学眼里可以转换为寻找“终极”元素 , 说白了就是合成出新的更高顺位的元素 。 那这具体要咋操作呢?
这就需要从原子结构说起, 我们都知道原子是由原子核和核外电子构成的 , 而原子核则是由质子和中子构成了 。 当然 , 质子和中子其实还可以再分成夸克 。
而我们通常说的原子序数 , 实际上是原子核内质子的数量 。 氢原子其实就是带一个质子的原子 , 氦原子就是带两个质子的原子 。 根据中子数的不同 , 我们还会有不同的同位素 。 所以 , 越大号的元素 , 说白了就是质子数越多的 。 也就是说 , 想要获得大号元素 , 实际上需要通过核聚变反应 。 比如:最常见的就是氢核聚变 , 生成氦原子核 。
但是要合成铁元素以上的原子核 , 就需要大量的能量 。 这一般是很难做到的 。 科学家想到的办法其实就是:碰撞 。 这有点类似于对撞机 , 只不过所用到的材料是不一样的 。
说白了 , 就是让重元素离子进行对撞 , 然后来获取更高顺位的元素 。 可是这个办法其实并没有多好用 , 没有得到多好的效果 。
于是 , 科学家又想了一些其他的办法 , 我们可以成为核融合 , 但这也分两种 , 一种叫做热熔合 , 这办法就是拿一个原子序数很高的原子核作为靶子 , 然后用氘核或者氦核去撞击这个原子核 , 看看能不能加点量 。
另外一种办法叫做冷融合 , 同样是拿原子序数很大的原子核当靶子 , 不过这回用原子序数高的原子核去撞 。 科学家利用第二种方法确实找到了不少高顺位的元素 。 从93号元素镎开始 , 后面找到的元素基本上都是通过人工的方法合成的 , 这里多补充一句 , 93号元素之前也有一部分的元素是在自然界没找到的 , 是通过人工合成的 。
那如今科学家合成到了几号元素呢?
答案是:118号元素 。 这是在2016年做到的 , 利用的是回旋加速器做出来的 , 但这个元素只存在了不到一毫秒的时间 。
可是118号元素就是最后一位了吗?
答案是否定的 , 这也是科学界的主流看法 , 目前就要一些科学家在挑战更高顺位的元素 。 几年前 , 日本的理化研究所就曾经宣布合成119号元素 。 不过 , 这事还没有得到完全的确认 。 那么问题就来了 , 元素周期表到底有没有尽头呢?最后的元素序号应该是多少呢?
最后的元素序号应该是多少?
客观地说 , 关于这个问题 , 科学家目前还没有形成统一的意见 , 有许多种说法 , 而且难分高下 。 要了解这个问题 , 我们还得从原子核的层面来说这件事 。
正如上文提到的 , 原子核内有质子和中子 , 我们知道质子可是带正电的 , 根据同种电荷相排斥的原理 , 理论上质子之间是存在着静电斥力的 。
因此 , “质子聚在一个原子核内”这件事本身就很蹊跷 。 那到底是咋回事呢?这其实是因为有一个更大的“力” , 把质子束缚在了原子核内 , 这个力叫做:强力 。
科学家发现 , 在宇宙中存在着四种基本作用力 , 分别是强力 , 弱力 , 电磁力和引力 。 其中强力的强度是最大的 , 其次是电磁力 , 再然后是弱力 , 最后是引力 。
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