你知道元素周期表几岁了吗?

作者:亚搏体育app官网入口发布时间:2022-10-01 21:51

本文摘要:说起元素周期表,或许是每位学生们念书时,最怕遇到的噩梦之一吧。从氢锂钠钾铷铯鍅,一路背到氦氖氩氪氙氡,除了元素经常名字看不懂,整个元素周期表的形状还很是奇怪,让影象难度提高。生吞活剥背完中文后,另有元素符号、原子序、等大魔王在后面摩拳擦掌,基础让人背到怀疑人生。 国际化学元素周期表年。图:SIF虽然元素周期表很恐怖,但你可知道今年,也就是西元2019年,正是元素周期表降生的第150年,被团结国设为国际化学元素周期表年!在这大喜之年,就让我们放下以前的恩恩怨怨(?

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说起元素周期表,或许是每位学生们念书时,最怕遇到的噩梦之一吧。从氢锂钠钾铷铯鍅,一路背到氦氖氩氪氙氡,除了元素经常名字看不懂,整个元素周期表的形状还很是奇怪,让影象难度提高。生吞活剥背完中文后,另有元素符号、原子序、等大魔王在后面摩拳擦掌,基础让人背到怀疑人生。

国际化学元素周期表年。图:SIF虽然元素周期表很恐怖,但你可知道今年,也就是西元2019年,正是元素周期表降生的第150年,被团结国设为国际化学元素周期表年!在这大喜之年,就让我们放下以前的恩恩怨怨(?)相识一下元素周期表这150年来履历的风风雨雨吧。降生于俄国科学家之手,北境永不遗忘元素(elements),也就是组成物质的基本单元,自古以来每个文明都有各自的叙述与想像来说明,例如古代中国的五行说(金木水火土),古希腊的四大元素(水火气土)等等。从这些学问中,不难想像昔人对于物质的好奇。

然而究竟是什么工具组成了我们的世界?在近代科学中,法国科学家拉瓦节(Antoine-Laurent de Lavoisier)跨出了第一步。十八世纪末,被后世誉为「现代化学之父」的拉瓦节提倡了一场革命,给予世人对于元素的新明白,尔后十九世纪初有了英国科学家道尔吞(John Dalton)的原子说,原子量成为分辨元素时的一大利器。在这之后,各个元素开始陆陆续续地被发现,可是面临越来越多的元素种类,学者们试过林林总总的排列方式,却没有一个令大家都信服的效果,来为这些元素分类与排序。

门德列夫。图/wikimedia commons就在所有科学家都摸不着头绪的时候,俄国科学家门德列夫(Dmitri Ivanovich Mendeleev)于1869 年提出了他的元素周期表。

他将化学相似的元素分为七个家族(其时尚未发现第八族元素),根据原子量的巨细举行排列,而且预测了四个元素的存在。然而,门德列夫的元素周期表并没有在揭晓时就一炮而红,让人们高喊元素周期表元年到来,而是成为众多元素周期表中的其中一个,竞争正确谜底的宝座。之后过了六年,也就是1875 年,法国科学家布瓦伯德朗(Paul Émile Lecoq de Boisbaudran)从锌矿中提炼出了一种新的元素,被命名为镓(Ga)。这个发现的惊人之处不仅仅是因为发现了新的元素,更因为镓的原子量、化学性质以及比重等等特性,都与门德列夫的「类铝」预测险些一致,这样精准的预测效果让世人开始注意到门德列夫的元素周期表。

接着科学家陆陆续续在1879 年发现了钪(Sc),1886 年发现了锗(Ge),更是让世人对门德列夫的想法越发信服。因为他的洞见,150 年后,我们仍然佩服这位俄国的科学家,他的孝敬将不会被世界所遗忘。

镓可以被人的体温融化。图/Newton desk相识原子,揭开元素周期表的规则刚刚说到,元素周期表是为了让科学家将元素排序所发生的,因此元素周期表的背后一定有一定规则存在,才气使林林总总的元素根据纪律排列。而这些背后的秘密,却是在门德列夫的元素周期表问世以后,才一点点的被揭开。西元1897 年,英国化学家汤姆森(Joseph Thomson)透过阴极射线发现电子,这个发现打破恒久以来科学界认为原子不行支解的理论。

在1913 与1932 年,拉塞福(Ernest Rutherford)和查兑克(James Chadwick)划分发现了质子与中子,对于原子结构的认识终于有了开端的希望。而带有负电的电子、带正电的质子与不带电的中子,正是相识元素周期表规则的起点。电子、质子和中子组成了原子,其中质子的数量代表了原子序,也就是上图中元素左上的数字,因此从只有一个质子的氢为首,开始由左向右读,元素的顺序即是一氢二氦三锂四铍……,直到现在编号最后一个元素,也就是编号118的Og,拥有118个质子。

(编按:编号117的元素Ts(石田)以及编号118的元素Og(气奥)为新造字,多数电脑系统尚无法显示这两个字元,所以后面提到这两个元素时一律以英文元素符号表现。)为了保持原子的电中性,带负电的电子必须要和带正电的质子是相同的数量。电子在原子核周围围绕,其运动的位置被称为轨域。

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当现在的轨域被填满后,电子就会排到下一层的轨域,也就是新的周期。现在的元素周期表有七个周期,由上而下每个周期的元素数量划分是2, 8, 8, 18, 18, 32, 32。在原子最外层的价电子,则大大决议了原子的化学性质。因为当电子的数量可以填满轨域的时候,原子就会趋于稳定,也就是不容易发生化学反映,反之原子为了填满轨域,会举行化学反映来得失电子,以到达安宁的状态。

换句话说,具有相同价电子的元素,也就是在元素周期表上同一行(族)的元素,通常会具有类似的化学性质。举例来说,8A族的氦、氖、氩、氪、氙等元素,因为电子的数量恰好可以填满电子轨域,故都是不容易起反映的稳定气体,又被称为惰性气体。

而1A族的氢、锂、钠、钾等元素,则是因为恰好多了这么一颗价电子,所以容易失去价电子,反映后会成为少了一颗电子的带正电离子,如钠离子(Na+)。2A族则有类似情形,只是会酿成带有正2价的离子,例如钙离子(Ca2+)。7A族的情形则反之,氟、氯、溴等元素需要获得电子来满足电子组态,因此常见带一个负电的离子,如氯离子(Cl-)。

(编按:前述元素相关化合物的化学属性,可上化学知识舆图查找资讯,如氰化铜、次氯酸钠、全氟辛酸等。)前述元素相关化合物的化学属性,可上化学知识舆图查找资讯,如氰化铜、次氯酸钠、全氟辛酸等。最厥后说说中文的符号有什么玄机吧,事实上你可以看到中文的元素就只有四个部首,划分是金、石、水、气。

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这四个部首就代表了该元素在常温常压下的状态,若是固态金属,就是金部,固态非金属则用石部,液态的话就用水部,气态固然就是气部。说了这么多,当你下次要记元素周期表的时候,想想这些背后的原因和规则,或许可以帮你省下不少功夫喔。元素周期表的下一个150 年,关于未知的新元素虽然今年已经是元素周期表揭晓后的第150 年,但事实上,科学家到今天为止,仍然在实验找出新的元素。

2009 年,元素周期表上的元素只有到第111 号的錀(Rg),到了2010 年,112 号元素鎶(Cn)正式被命名,两年后,编号114 的鈇(Fl)和116 的鉝(Lv)也加入。最终在2016 年,113 鉨(Nh)、115 镆(Mc)、117(Ts)与118(Og)正式加入元素周期表,也就是元素周期表降生第147 年后,科学家们终于乐成填满了一到七周期中所有的空格了!可是第七周期是找到所有元素的最后一块拼图吗?德国化学家杜尔曼(Christoph E Düllmann)就说过:「我不知道任何怀疑元素119 与120 存在的人。

(I know of nobody who doubts that elements 119 and 120 can exist.)」也就是说,科学家们都相信第八周期元素的存在,只是现在为止尚未发现而已。事实上,与其说是「发现」新元素,这些年倒不如说科学家「制造」出新元素还贴切一些,因为现在为止在自然界发现的元素只有约90 几种,其他的元素都是在实验室内里制造出来的。

尤其是那些原子量凌驾104 的超重元素们(superheavy elements),险些都是使用加速器使轻元素相互碰撞后发生的。说起来简朴,但做起来可是难题重重,先不说每次的碰撞实验都需要花上几个月的时间去准备,乐成合成出想要的元素后,这些重元素又会很快就衰退消失成其他元素,寿命从千分之一秒至一两秒都有,基础就是实验室里的烟火秀。

位于俄罗斯杜布纳(Dubna)的超重元素研究室。图:JINR在这短暂的时间中,还要想措施从种种粒子中找到并去确定新元素的性质,这就像是要帮闪电照相一样难题的任务!以元素114 鈇(Fl)为例,其时部门的学者推测鈇是一个活性很低的元素,甚至与惰性气态相近。但又因为鈇在元素周期表的位置在铅之下,所以照元素周期表的规则来说,鈇的化学性质应该类似于重金属。为了找出谜底,科学家们设计了一场实验:他们让鈇原子通过一个狭窄的黄金隧道,隧道一开始是热的,但出口端的温度会低至摄氏-170 度。

若鈇的性质与铅相似,一开始就会被隧道所吸收,反之如果比力像惰性气体,那就会移动到靠近出口时才被吸收。然而等到实验效果出炉后,两组研究人员却获得了相反的效果,也意味着学者们仍需要更多的实验,来相识鈇这个元素。

这个故事向我们展现了研究超重元素的难题,即便如此,科学家们仍会努力地去找出下一个新的元素。在119 号元素以后的元素周期表,会有哪些神奇的元素?会在何时竣事?又是否会一直保有周期性呢?。


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