美日俄相继发现新元素 元素周期表到底会多长

《日本经济新闻》7月26日报道说，日本发现的新元素“Nihonium”将列入化学课本的元素周期表。“Nihonium” 的原子序数为113号，与美国和俄罗斯发现的115号“Moscovium”、117号“Tennesine”和118号“Oganesson”，共4个元素一起被正式列入元素周期表后，终于将第7周期全部填满。研究人员还在努力发现更多的新元素，元素周期表到底会排到多少号呢？

美日俄相继发现新元素，元素周期表到底会多长？


由全球科学家组成的国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)6月发布了4个新元素的暂定名称。发现Nihonium的日本理化学研究所的森田浩介在记者会上强调称，“接下来的目标是发现119号和120号的新元素”。

400万亿次碰撞

构成物质的粒子一般被称为原子，原子的种类称为元素。1869年俄罗斯化学家门捷列夫把当时已知的60多种元素按照重量和化学性质排出顺序，这便是最早的元素周期表。他还在元素周期表上给未发现的元素留出了空白。随后科学家们不断发现新元素，元素周期表的空白不断被填上。

美日俄相继发现新元素，元素周期表到底会多长？


资料图

原子由原子核和绕核运动的电子组成。元素按照原子核内质子数的“原子序数”加以区别。从93号元素开始，之后的原子在自然界中基本不存在。1940年代起，美欧和俄罗斯等国都争相开始通过人工的方式合成元素。主要是利用粒子加速器使离子高速运动，撞击另外的原子，促使原子核相互融合。

Nihonium是首个由亚洲国家合成的元素，通过30号锌的离子与83号铋金属相互碰撞而成。让只有1万亿分之1厘米的原子核之间恰好能相互碰撞融合的概率极低。森田等人约进行了400万亿次的碰撞实验，最后终于成功合成了3个原子。该团队目前正在进行试验，为合成第8周期元素做准备。

第8周期之后的处女地

那么，周期表是否存在尽头呢？2011年，芬兰化学家佩卡·皮克(Pekka Pyykkö)给出了一个回答。他制作了一张“终极周期表”，囊括了在理论上有可能存在的全部元素。

美日俄相继发现新元素，元素周期表到底会多长？


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周期表的周期显示的是电子围绕原子核运动的轨道。电子从靠近原子核的轨道依次排列，各轨道可容纳的电子数是固定的。如果最内层的轨道被填满，其周期就将结束，电子将排列至外层的轨道。根据皮克 的预测，电子的轨道只能达到第9周期。

第8周期与此前周期不同的是，元素不一定按序数的大小顺序排列。序数由原子内的电子排列决定，但电子的排列模式被认为将在第8周期发生改变。139号和140号元素可能会被跳过，并出现在后面的位置。

众所周知，在第6周期和第7周期从左侧开始第3列中的元素大量存在(镧系元素及锕系元素)。有预测称，在第8周期这种元素数量会更多，并因电子在轨道的排列方式不同分为2个系列。

一般来说，排在同一列的元素具有相似的化学性质。不过，理化学研究所的羽场宏光表示，“当一个元素很重的时候，它在周期表的位置和它的化学性质将不再一致”。森田强调“119号以后是科学的处女地”。

根据皮克的预测，元素表将在172号结束。但也有说法认为，最后一个元素是173号。这是由于超重元素序数越大越容易衰变，一般认为在173号之后，元素存在的寿命接近于零。

不管如何，“最后的元素”很可能超过170号。在其列入周期表的日子到来之前，或许还会有很多新发现

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