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元素周期表為什麼隻有8種
元素周期表為什麼隻有8種
更新时间:2025-04-26 13:37:55

2016年,日本發現的新元素“Nihonium”列入了化學課本的元素周期表。

“Nihonium” 的原子序數為113号,與美國和俄羅斯發現的115号“Moscovium”、117号“Tennesine”和118号“Oganesson”,共4個元素一起被正式列入元素周期表後,終于将第7周期全部填滿了。

研究人員還在努力發現更多的新元素,元素周期表到底會排到多少号呢?

元素周期表為什麼隻有8種(元素周期表到底會排到多少号呢)1

400萬億次碰撞

構成物質的粒子一般被稱為原子,原子的種類稱為元素。1869年俄羅斯化學家門捷列夫把當時已知的60多種元素按照重量和化學性質排出順序,這便是最早的元素周期表。他還在元素周期表上給未發現的元素留出了空白。随後科學家們不斷發現新元素,元素周期表的空白不斷被填上。

原子由原子核和繞核運動的電子組成。元素按照原子核内質子數的“原子序數”加以區别。從93号元素開始,之後的原子在自然界中基本不存在。1940年代起,美歐和俄羅斯等國都争相開始通過人工的方式合成元素。主要是利用粒子加速器使離子高速運動,撞擊另外的原子,促使原子核相互融合。

Nihonium是首個由亞洲國家合成的元素,通過30号鋅的離子與83号铋金屬相互碰撞而成。讓隻有1萬億分之1厘米的原子核之間恰好能相互碰撞融合的概率極低。森田等人約進行了400萬億次的碰撞實驗,最後終于成功合成了3個原子。該團隊目前正在進行試驗,為合成第8周期元素做準備。

第8周期之後的處女地

那麼,周期表是否存在盡頭呢?2011年,芬蘭化學家佩卡·皮克(Pekka Pyykkö)給出了一個回答。他制作了一張“終極周期表”,囊括了在理論上有可能存在的全部元素。

周期表的周期顯示的是電子圍繞原子核運動的軌道。電子從靠近原子核的軌道依次排列,各軌道可容納的電子數是固定的。如果最内層的軌道被填滿,其周期就将結束,電子将排列至外層的軌道。根據皮克 的預測,電子的軌道隻能達到第9周期。

第8周期與此前周期不同的是,元素不一定按序數的大小順序排列。序數由原子内的電子排列決定,但電子的排列模式被認為将在第8周期發生改變。139号和140号元素可能會被跳過,并出現在後面的位置。

衆所周知,在第6周期和第7周期從左側開始第3列中的元素大量存在(镧系元素及锕系元素)。有預測稱,在第8周期這種元素數量會更多,并因電子在軌道的排列方式不同分為2個系列。

一般來說,排在同一列的元素具有相似的化學性質。不過,理化學研究所的羽場宏光表示,“當一個元素很重的時候,它在周期表的位置和它的化學性質将不再一緻”。森田強調“119号以後是科學的處女地”。

根據皮克的預測,元素表将在172号結束。但也有說法認為,最後一個元素是173号。這是由于超重元素序數越大越容易衰變,一般認為在173号之後,元素存在的壽命接近于零。

不管如何,“最後的元素”很可能超過170号。在其列入周期表的日子到來之前,或許還會有很多新發現。

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