人造元素

人造元素

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概述

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(Am)、(Cm)、(Bk)、(Cf)、(Es)、(Fm)、(Md)、(No)、(Lr)、钅卢(Rf)、钅杜(Db)、钅喜(Sg)、钅波(Bh)、钅黑(Hs)、钅麦(Mt)、(Ds)、(Rg)、(Cn)、113号元素、(Fl)、镆(Mc)、(Lv)、117、118号元素(95~118号元素,共24种)。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。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。

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。

一览表

原子序数 元素名称 元素符号 发现者/发现国/发现机构 发现年代 半衰期
43 Tc 西格雷,佩里埃 1937 Tc97 260万年
61 Pm 马林斯基等 1945 Pm145 18年
98 Cf 西博格,吉奥索等 1950 Cf251 900年
95 Am(纪念在美国发现) 西博格,吉奥索 1944 Am243 7370年
96 Cm 西博格,吉奥索 1944 Cm247 1.54×107年
97 Bk(纪念贝可勒耳) 西博格,汤普生等 1949 Bk247 1400年
99 Es(纪念爱因斯坦) 西博格,吉奥索 1955 Es252 276天
100 Fm(纪念费米) 西博格,吉奥索 1955 Fm257 82天
101 Md(纪念门捷列夫) 吉奥索 1955 Md258 55天
102 No(纪念诺贝尔) 弗列罗夫等 1957 No259 58分钟
103 Lr(纪念劳伦斯) 吉奥索 1961 Lr260 3分钟
104 钅卢 Rf 弗列罗夫,吉奥索 1964,1968 ~1分钟
105 钅杜 Db 弗列罗夫,吉奥索 1970,1970 ~40秒
106 钅喜 Sg 美,苏 1974 ~0.9秒
107 钅波 Bh(纪念玻尔) 联邦德国 1981 ~10-3秒
108 钅黑 Hs 联邦德国 1984 ~10-3秒
109 钅麦 Mt(纪念梅特纳) 联邦德国 1982 5×10-3秒
110 钅达 Ds(原称Uun) S. Hofmann等 1~2.4毫秒(Ds271)
111 Rg 1~3.5毫秒(Lr272)
112 鎶(?) Cn 德国重离子研究中心 1996
113 钅尔 Uut/Nh 日本 1998 30s
114 Fl 核研究联合研究所 1998 2.6s
115 钅莫 Uup Mc 尤里.奥加涅相研究小组 2004 60s
116 Lv 核研究联合科研所 2000 60ms
117 石田 Uus Ts 劳伦斯利弗莫尔国家实验室 2010
118 气奥 Og(Uuo) 尤里.奥加涅相研究小组 2002 12ms
119 Uue

出现

原子序数 元素名称 元素符号 发现者/发现国/发现机构 发现年代 半衰期
43 Tc 西格雷,佩里埃 1937 Tc97 260万年
61 Pm 马林斯基等 1945 Pm145 18年
98 Cf 西博格,吉奥索等 1950 Cf251 900年
95 Am(纪念在美国发现) 西博格,吉奥索 1944 Am243 7370年
96 Cm 西博格,吉奥索 1944 Cm247 1.54×107年
97 Bk(纪念贝可勒耳) 西博格,汤普生等 1949 Bk247 1400年
99 Es(纪念爱因斯坦) 西博格,吉奥索 1955 Es252 276天
100 Fm(纪念费米) 西博格,吉奥索 1955 Fm257 82天
101 Md(纪念门捷列夫) 吉奥索 1955 Md258 55天
102 No(纪念诺贝尔) 弗列罗夫等 1957 No259 58分钟
103 Lr(纪念劳伦斯) 吉奥索 1961 Lr260 3分钟
104 钅卢 Rf 弗列罗夫,吉奥索 1964,1968 ~1分钟
105 钅杜 Db 弗列罗夫,吉奥索 1970,1970 ~40秒
106 钅喜 Sg 美,苏 1974 ~0.9秒
107 钅波 Bh(纪念玻尔) 联邦德国 1981 ~10-3秒
108 钅黑 Hs 联邦德国 1984 ~10-3秒
109 钅麦 Mt(纪念梅特纳) 联邦德国 1982 5×10-3秒
110 钅达 Ds(原称Uun) S. Hofmann等 1~2.4毫秒(Ds271)
111 Rg 1~3.5毫秒(Lr272)
112 鎶(?) Cn 德国重离子研究中心 1996
113 钅尔 Uut/Nh 日本 1998 30s
114 Fl 核研究联合研究所 1998 2.6s
115 钅莫 Uup Mc 尤里.奥加涅相研究小组 2004 60s
116 Lv 核研究联合科研所 2000 60ms
117 石田 Uus Ts 劳伦斯利弗莫尔国家实验室 2010
118 气奥 Og(Uuo) 尤里.奥加涅相研究小组 2002 12ms
119 Uue

词条图册

用算盘做加法,那很容易,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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