“填满”的元素周期表

1　“填满”的元素周期表

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在我们的化学教科书中，大都会在最后附有一张“元素周期表”。这张表揭示了物质世界的秘密，把一些看来似乎互不相关的元素统一起来，组成了一个完整的自然体系。1869年，俄国化学家门捷列夫按照质子数由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵行，编制出了世界上第一张元素周期表。利用元素周期表，门捷列夫还成功地预测出当时尚未发现的元素的特性，如镓、钪、锗。元素周期表的发明，对促进化学的发展起到了巨大的作用，是近代化学史上的一个创举。

随着科学研究的进步和发展，元素周期表中的许多未知元素留下的空位先后被填满。目前的元素周期表中共容有118种元素，这些元素按照相对原子质量从小到大依次排列。在20世纪30年代之前，从1号元素氢到92号元素铀之间，只留下了4个空位，它们分别是43、61、85和87号元素，这些都是在地球上很难找到的极不稳定元素。

1937年，塞格雷用氘核轰击钼，得到了一种有放射性的新元素，它就是第43号元素锝；1939年，法国女科学家佩里从铀的衰变物中分离出了87号元素钫；后来，塞格雷等人在1940年继续用α粒子轰击80号元素铋，得到了85号元素砹；1945年，科学家从铀的裂变产物中分离出了61号元素钜。

元素周期表

原子核模型

用原子核作为“炮弹”，去轰击其他原子，从而使元素发生转变，找到元素周期表里面缺失或从未发现过的元素是可能的，这种“创新”被卢瑟福称为“新炼金术”。但是卢瑟福的“新炼金术”将原子分裂后得到的都是一些轻元素，我们要想用人工的方法获得重元素需要制造出威力更强大的“大炮”，而且“大炮”能够发射出各种高能粒子才可以达到目的。

知识拓展

门捷列夫在攀登科学高峰的路上吃尽了苦头，因为这本身就是一条艰苦而又曲折的路。他在年轻时，就毫无畏惧地冲进了寻找元素正确分类原则的艰难探索领域。他不分昼夜地研究和探求着各个元素的化学特性和它们的共同性，然后将每个元素的化学特性记在一张张小小的纸卡上。尽管他的研究一次又一次地宣告失败，但他仍然坚持探索下去。他把重新测定过原子量的元素，按照原子量的大小依次排列起来反复观察和研究。终于在1869年2月的某天，发现了元素周期律。随后，人们在实践中证实了门捷列夫的论断，也证明了元素周期律的正确性。有人说，元素周期表现在已经被填满了，也有人说元素周期表还没有被填满，我们还有第8个周期需要研究和填充。

西博格

在1929年，美国加州大学的物理系教授劳伦斯设计出了回旋加速器，从而使获得重元素成为可能。1940年之后，美国的化学家西博格和麦克米伦等人，就利用回旋加速器先后制得了镅、锔等9种人造元素。当回旋加速器中的钙离子以极快的速度撞向处于旋转状态的目标锎后，科学家成功地得到了3个118号超重元素的原子，但只存在了0.0001秒。元素周期表中的118种元素在2010年被人类的智慧填满。

理论研究证明，未来元素周期表共有8个周期，可以容纳168种元素。现在，元素周期表上最后一个元素是第118号元素，属于惰性气体元素，和其前面的数个元素一样极不稳定。现在最新的元素周期表中有6个是在俄罗斯杜布纳实验室合成的，后来，他们又宣布要联合美国科学家合成第119号元素，但是至今未能如愿。不过在早些时候，一位不愿意透露姓名的俄罗斯斯维尔德罗夫州工程师，声称自己发现了元素周期表上的第119号元素。他解释道，从质量上看第119号元素是氢元素的299倍，也就是说，其原子量为299，元素符号是Uue，相对分子质量为301.2724，由人工核反应合成，粒子寿命非常短。如果这一发现是真的，那么将会给元素周期表的“第8周期”开辟一个新的篇章。

麦克米伦

知识解码

回旋加速器

回旋加速器就是利用磁场使带电粒子做回旋运动，并在运动中经高频电场反复加速的装置。它的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒隔开相对放置，属于高能物理中的重要仪器。1930年，劳伦特首次提出回旋加速器的理论，两年后研制成功。但是，早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到了高压技术的限制。

其实，在20世纪20年代，加速器的先驱者们就已经探索利用同一电压多次加速带电粒子，并指出重复利用这种方式，在原则上可以加速离子达到任意高的能量或速度。但是由于这样的装置太大而昂贵，并且受到高频技术的限制，所以未能得到发展和应用。否则，早期的回旋加速器将如鱼得水，可以使带电粒子在高压电场中加速数十次甚至上百次都不成问题。