词条 | 人造元素 |
释义 | 人造元素(artificial elements) 指自然界本来不存在的元素,通过人工方法制造出来的元素,称为人造元素。引一般透过将两种元素以高速撞击,增大自然存在的元素原子核质子的个数,达到增大原子序数,制造出新的元素。 人造元素有哪些最先是通过人工核反应合成并被鉴定的元素。 它们都是放射性元素,包括锝(Tc)、钷(Pm)、砹(At)、镎(Np)、钚(Pu)、镅(Am)、锔(Cm)、锫(Bk)、锎(Cf)、锿(Es)、镄(Fm)、钔(Md)、锘(No)、铹(Lr)、钅卢(Rf)、钅杜(Db)、钅喜(Es)、钅波(Bh)、钅黑(Hs)、钅麦(Mt)和110、111、112号元素。以后数十年间,人们陆续合成了十几种超铀元素,进一步发展了元素周期系。锝及其合金低温下是超导体;钷147(147Pm)是理想的示踪原子,也可作核电池燃料;钚239(239Pu)用作核燃料;其他超铀元素可用于放射性示踪剂、核热源、核电池和中子源等方面。 人造元素的产生方式人造元素的关键是用某种元素的原子核作为“炮弹”来轰击另一种元素的原子核,当它的能量足以“击穿”原子核的外壳并熔合成新核时,质子数改变,新元素也就产生了。质子数的改变严格地遵从加法原则,如用硼(原子序数为5)轰击锎(原子序数为98),得到103号元素铹(1961年);用铬(原子序数为24)轰击铅(原子序数为82)得到106号元素钅喜(1974年)。元素周期表成了核物理学家手中的一张十分特殊的加法表。不过,实现核反应远非做加法那样轻而易举,要有昂贵的特殊实验装置(如回旋加速器)和高超的实验技术。 人造元素一览表原子序数 43 元素名称 锝 元素符号 Tc 发现者 西格雷,佩里埃 发现年代 1937 半衰期 Tc97 260万年 原子序数 61 元素名称 钷 元素符号 Pm 发现者 马林斯基等 发现年代 1945 半衰期 Pm145 18年 原子序数 85 元素名称 砹 元素符号 At 发现者 西格雷,科森等 发现年代 1940 半衰期 At210 8.1小时 原子序数 87 元素名称 钫 元素符号 Fr(纪念在法国合成) 发现者 佩雷 发现年代 1939 半衰期 Fr212 20分钟 原子序数 93 元素名称 镎 元素符号 Np 发现者 麦克米伦 发现年代 1940 半衰期 Np237 214万年 原子序数 94 元素名称 钚 元素符号 Pu 发现者 麦克米伦,西博格 发现年代 1940 半衰期 Pu244 7.6×107年 原子序数 95 元素名称 镅 元素符号 Am(纪念在美国发现) 发现者 西博格,吉奥索 发现年代 1944 半衰期 Am243 7370年 原子序数 96 元素名称 锔 元素符号 Cm 发现者 西博格,吉奥索 发现年代 1944 半衰期 Cm247 1.54×107年 原子序数 97 元素名称 锫 元素符号 Bk(纪念贝可勒耳) 发现者 西博格,汤普生等 发现年代 1949 半衰期 Bk247 1400年 原子序数 98 元素名称 锎 元素符号 Cf 发现者 西博格,吉奥索等 发现年代 1950 半衰期 Cf251 900年 原子序数 99 元素名称 锿 元素符号 Es(纪念爱因斯坦) 发现者 西博格,吉奥索 发现年代 1955 半衰期 Es254 276天 原子序数 100 元素名称 镄 元素符号 Fm(纪念费米) 发现者 西博格,吉奥索 发现年代 1955 半衰期 Fm257 82天 原子序数 101 元素名称 钔 元素符号 Md(纪念门捷列夫) 发现者 吉奥索 发现年代 1955 半衰期 Md258 55天 原子序数 102 元素名称 锘 元素符号 No(纪念诺贝尔) 发现者 弗列罗夫等 发现年代 1957 半衰期 No259 58分钟 原子序数 103 元素名称 铹 元素符号 Lr(纪念劳伦斯) 发现者 吉奥索 发现年代 1961 半衰期 Lr260 3分钟 原子序数 104 元素名称 (钅卢) 元素符号 Rf 发现者 弗列罗夫,吉奥索 发现年代 1964,1968 半衰期 ~1分钟 原子序数 105 元素名称 (钅杜) 元素符号 Db 发现者 弗列罗夫,吉奥索 发现年代 1970,1970 半衰期 ~40秒 原子序数 106 元素名称 (钅喜) 元素符号 Sg 发现者 美,苏 发现年代 1974 半衰期 ~0.9秒 原子序数 107 元素名称 (钅波) 元素符号 Bh(纪念玻尔) 发现者 联邦德国 发现年代 1981 半衰期 ~10-3秒 原子序数 108 元素名称 (钅黑) 元素符号 Hs 发现者 联邦德国 发现年代 1984 半衰期 ~10-3秒 原子序数 109 元素名称 (钅麦) 元素符号 Mt(纪念梅特纳) 发现者 联邦德国 发现年代 1982 半衰期 5×10-3秒 原子序数 110 元素名称 (钅达) 元素符号 Ds(原称Uun) 发现者 110~330微秒(Ds269) 发现年代 半衰期 1~2.4毫秒(Ds271) 原子序数 111 元素名称 Rg(钅仑)(纪念伦琴) 元素符号 发现者 发现年代 半衰期 1~3.5毫秒(Lr272) 原子序数 112 元素名称 鎶(?) 元素符号 Cn 发现者 德国重离子研究中心 发现年代 1996 半衰期 原子序数 113 元素名称 元素符号 Uut 发现者 核研究联合研究所 发现年代 1998 半衰期 30s 原子序数 114 元素名称 元素符号 Uuq 发现者 核研究联合研究所 发现年代 1998 半衰期 2.6s 原子序数 116 元素名称 元素符号 Uuh 发现者 发现年代 半衰期 60ms 原子序数 114 元素名称 元素符号 Uuh 发现者 核研究联合科研所 发现年代 半衰期 关于人造元素的出现用算盘做加法,那很便当,只需要把算盘珠朝上一拨,就加上一了。可是,要往一个原子核里加一个质子或别的什么东西,可不就那么容易了。 从1925年起,整整经过9个年头——直到1934年,法国科学家弗列特里克·约里奥·居里和他的妻子伊纶·约里奥·居里(即镭的发现者居里夫人的女儿)才找到进行原子“加法”的办法。当时,他们在巴黎的镭学研究院里工作。他们发现,有一种放射性元素——84号元素钋的原子核,在分裂的时候,会以极高的速度射出它的“碎片”——氦原子核。在氦原子核里,含有2个质子。于是,他们就用这氦作为“炮弹”,去向金属铝板“开火”。嘿,出现了奇迹,铝竟然变成了磷! 铝,银闪闪的,是一种金属,磷,却是非金属。铝怎么会变成磷呢?用“加法”一算,事情就很明白:铝是13号元素,它的原子核中含有13个质子。当氦原子核以极高的速度向它冲来时,它就吸收了氦原子核。氦核中含有2个质子。13+2=15于是,形成了一个含有15个质子的新原子核。你去查查元素周期表,那15号元素是什么?15号元素是磷!就这样,铝像变魔术似的,变成了另一种元素——磷! 不久,美国物理学家劳伦斯发明了“原子大炮”——回旋加速器。在这种加速器中,可以把某些原子核加速,像“炮弹”似的以极高的速度向别的原子核进行轰击。这样一来,就为人工制造新元素创造了更加有利的条件,劳伦斯因此而获得了诺贝尔物理学奖。 1937年,劳伦斯在回旋加速器中,用含有1个质子的氘原子核去“轰击”42号元素——钼,结果制得了第43号新元素。 鉴于前几年人们接连宣称发现失踪元素,而后来又被一一推翻,所以这一次劳伦斯特别慎重。他把自己制得的新元素,送给了著名的意大利化学家西格雷,请他鉴定。西格雷又找了另一位意大利化学家佩里埃仔仔细细进行分析。最后,由这两位化学家向世界郑重宣布——人们寻找多年的43号元素,终于被劳伦斯制成了。这两位化学家把这新元素命名为“锝”,希腊文的原意是“人工制造的”。 锝,成了第一个人造的元素!当时,他们制得的锝非常少,总共才一百亿分之一克。后来,人们进一步发现:锝并没有真正的从地球上失踪。其实,在大自然中,也存在着极微量的锝。1949年,美籍中国女物理学家吴健雄以及她的同事从铀的裂变产物中,发现了锝。据测定,一克铀全部裂变以后,大约可提取26毫克锝。另外,人们还对从别的星球上射来的光线进行光谱分析,发现在其他星球上也存在锝。这位“隐士”的真面目,终于被人们弄清楚了:锝是一种银闪闪的金属。具有放射性。它十分耐热,熔点高达摄氏2200度。有趣的是,锝在摄氏零下265度时,电阻就会全部消失,变成一种没有电阻的金属! |
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