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2011年04月14日10:10 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号：T|T

119号元素的基态电子配置。

门捷列夫元素周期表

杜布纳研究所的科研团队。

元素周期规律宇宙的基本规律之一

说起人工合成119号元素，我们还要从门捷列夫和他的元素周期表讲起。140多年前，俄国化学家门捷列夫把当时已经发现的63种元素按照原子量的大小进行了某种排列，制成了这张（如图）著名的元素周期表，从而发现了各种元素及其化合物的性质存在着周期性变化的规律，这是一项十分了不起的发现。

当我们翻阅过去这张表，表里还留有一些空格，门捷列夫坚定地认为：每个空格里应该有一种符合这张表格规律的未知元素来占有。

到今天，现代的元素周期表与原先的周期表已经有了本质的变化，各元素已经不再按照原子量由轻到重来排列，而是按照原子序数（即是原子核内质子数目的多少）来排列。今天，人类已经能够从微观的角度，根据每个元素原子核内的质子数、中子数、外层电子的层数和最外层电子数的多少等等原子的内在基本规律，来正确地解释周期表中各元素及其化合物性质的周期变化的趋势。可以说，现在的元素周期规律就是宇宙的基本规律之一。

宣布要合成119号元素的俄罗斯杜布纳联合原子核研究所是一个有名的机构。现在最新的元素周期表中有6个就是早些时候在杜布纳实验室合成的，其中118号元素的合成是在2006年10月。

高速撞击融合合成新元素的常规方法

门捷列夫元素周期表中当时没有发现的元素，后来陆续都被人们发现了。不但如此，后来的科学家还根据这个表的规律，“制造”出了自然界中原本不存在的新元素。

元素周期表第92号元素（铀）之后“居民”的特点就是它们大都不稳定，大都是些很容易发生衰变的“居民”。它们在自然界并不存在（准确地说，是在地球上没有发现它们），或者说它们占在“房间”里的时间非常非常短，有个别甚至是“一眨眼不到的功夫”就变成另一个居民而“溜”走了！

因此，从铀之后的第93号到118号元素，除镎（Np）和钚（Pu）在地球上有极微量存在外，其它都是那些至今在地球上未能被发现的元素，要通过人为创造条件分别发现它们。

人工合成新元素，科学家们通常采用这样的办法：经过分析计算“选出”两个相对较“轻”的元素，让它们的原子核相互高速碰撞。在这个过程中，有些就被撞得粉碎了，但也会有部分原子核由于相互撞击而“融合”到一起，“合成”为一个新的核。这正是我们所要的结果：一个新元素的诞生。

我们以在德国重离子研究中心GSI 所做的合成112号元素（Cn）的实验为例，来说明这个合成过程。科学家把原子序数为30的锌原子设法变成离子，让它们成束，然后把它们注入GSI的120米长的粒子加速器内，沿直线方向加速到差不多接近“1 / 10光速”的速度，直接撞击在原子序数为82的铅制成薄靶上。两个原子高速碰撞的结果是多数都被粉碎了，但还有少量融合在一起形成新的原子，那就是原子序数为30+82=112的Cn。

近年来，俄罗斯的科学家联合美国科学家也是用类似的方法，在它们的重离子加速器中相继合成了113、114、115、116和118号元素。

合成新元素还有其他一些方法，限于篇幅我们这里就不一一介绍了。

几率低、衰变快 “合成”新元素不容易

合成新元素的原理，说起来并不复杂，然而要真正实现，当然并不容易。

困难首先在于，每次碰撞实验真正能产生“融合”的机会很微小，给探测工作带来极大困难。科学家的任务就是设法做到“多产出”，以便能够把握这个新元素。

其次，因为这些超重元素极易衰变，虽然科学家们试图努力地发现它们，也已经看见了一些结果，但是还不能说是稳定地抓到了，因为他们的半衰期太短。所以在指定的时间内得到这种新元素的数量非常少，也使得监测它们的仪器设备很难发挥作用。可以肯定一点，如果这些元素的寿命长的话，它们就应该存在于自然界，或者存在于宇宙线撞击地球的什么地方。

第三，要有先进的监测手段。要监测得到，首先是要求仪器灵敏度高、响应时间特别快，同时，实验数据要能用于证明这肯定就是新元素周期表中那个期望中的“居民”。

第四，还必须能重复地得到相同结果。未能重复就不算成功，等到新元素的发现的确被他人的实验重复，相关机构才承认它真实存在，才能命名。

返回顶部文章来源： 北京日报