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化学元素周期表150岁啦 原来制造新元素这么难!

  它是课堂上让人又爱又恨的必考知识点,也是影响人类科学进步的重大发现,小小的一张表,涵盖了已发现的所有化学元素,而每行每列又都揭示着元素间的奥秘。今年是元素周期表150岁生日,百年间,它不断更新添丁,如今第7行已经填满,最新增加的4个新元素更是让人见证着它的神奇。那么新发现的四个元素对化学周期表有什么意义?关于新元素的命名又有什么讲究?记者采访了中国科学院化学研究所杜立波副研究员。

  如今的元素周期表队伍不断壮大,2015年12月30日,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)确认科学家们人工合成了四个新元素Nh、Mc、Ts、Og,它们在化学周期表中的编号分别对应113号、115号、117号、118号,2016年国际纯粹与应用化学联合会正式公布了新元素的英文命名及符号,这四个新元素也被正式添加到化学元素周期表第七行。

化学元素周期表;制造新元素这么难

  别看说起来简单,制造出它们是非常不容易的,因为它们实在太不“听话”了。由于质子之间相互排斥,目前已知拥有92个质子的铀是自然界存在的最重的元素,而人工合成的包含100多个质子的超重元素是极不稳定的。为了维持平衡,这些超重元素将会衰变成质子更少、更稳定的元素。比如117号元素Tennessine,它的半衰期(一定量原子中的一半发生衰变所用的时间)只有短短的五万分之一秒;由锌离子与铋撞击产生的113号元素也很短命,据它的日本发现者报告,它的半衰期只有不到一千分之一秒。

  为什么如此艰难,科学家却依然执着于制造它们呢?杜立波表示,这四个新元素对科学发展大有裨益,在化学界也是个意义重大的事。它们不仅补齐了元素周期表的第七行,让化学周期表变得更加完整,也因为是人工合成、放射性强,为科学家在未来合成更重、有实用价值的元素提供了可能。同时,四个元素的发现,是用观察数据证实了科学理论的过程,这让科学家们此前基于元素周期表所做的预测更为可信,为科学理论的发展提供了基础。

  四个新元素的制造过程艰难,那么该如何为这来之不易的“稀世珍宝”这命名呢?根据规定,它们的发现者有权为其命名并设计符号。可这也带来了一个问题,各国语言不尽相同,要把这一串英文变为中文字符就需要我国科学家动脑筋了。

  在国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)正式公布新元素的英文命名及符号一年后,它们才拥有了中文名字,其中还有两个新造字。 113号、115号、117号、118号元素的中文定名依次为“钅尔” “镆”、“石田”、“气奥”。 其中左石右田(tián)、上气下奥(ào),都是新造字。“钅尔”和“镆”是原有的字,“钅尔”为新简体字。

化学元素周期表;制造新元素这么难

  在给化学元素拟定中文名字的过程中,我国主要遵循的是1951年发布的《化学物质命名原则》。杜立波表示,金属元素名称用“金”为形旁,常温下是固、液、气态的非金属单质用“石”、“氵”、“气” 作形旁,要尽量采用左右结构左形右声的形声字。中文命名工作需征询社会和学界意见,组织专家进行反复研讨,并征得国家语言文字工作委员会的同意纳入国家规范用字,上报IUPAC,最终才能得以确认。中文名的正式发布不仅为元素规范了名称,也为各行业领域学术科研、科普知识带来了便利。

  联合国教科文组织曾说称化学元素周期表为现代科学最重要、影响力最大的成就之一,关于化学元素周期表能否不断扩展众说纷纭,但它在化学上产生深远影响,以及对物理、生物和其他基础科学学科产生的意义是非凡的。祝这位150岁的“老人”生日快乐!(蔡琳、武玥彤

受访专家:杜立波 中国科学院化学研究所副研究员

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[责任编辑:左帅]
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