高中都學(xué)過的元素周期表(究竟有沒有盡頭發(fā)現(xiàn)元素的盡頭)
君千殤
大部分金屬元素實(shí)際上是在實(shí)驗(yàn)室中通過特定的技術(shù)手段提取出來的,而這些提取出來的元素由于一些合成作用會具有放射性,也就是說,與自然條件下存在的金屬相比,它們的原子核會發(fā)生衰變反應(yīng)。經(jīng)過這個反應(yīng),原來的元素會慢慢變化,變成新元素。原子核的衰變反應(yīng)過程決定了所產(chǎn)生的新元素的特性。根據(jù)化學(xué)家邁耶的研究結(jié)論,一種元素的原子核中的兩種成分,即質(zhì)子和種子之間存在著很強(qiáng)的作用力,它們的變化會帶來多種不同的結(jié)果。在邁耶的理論模型中,她把元素周期表的最后一個位置定在了126。
當(dāng)然這個結(jié)論很快受到了挑戰(zhàn):物理學(xué)家費(fèi)曼將這個數(shù)字?jǐn)U大到137。根據(jù)費(fèi)曼對原子核的研究,他認(rèn)為原子核由于帶正電荷,屬于相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),但正因?yàn)槿绱耍鼘ж?fù)電荷的電子有很大的吸引力。這樣正負(fù)電子相互吸引,結(jié)果原本處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的原子核逐漸失去了自己的電子,最后完全失去了原子。根據(jù)這個模型反映的原子核的受力強(qiáng)度,費(fèi)曼在邁耶的基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)算,最終得出周期表最后一個元素可以達(dá)到137的結(jié)論。看來這個膨脹的過程還會繼續(xù),于是有人開始質(zhì)疑:周期表的膨脹是不是沒有盡頭:其實(shí)在化學(xué)研究的視野之外,我們需要關(guān)注更廣闊的領(lǐng)域,即一些更普遍認(rèn)可和應(yīng)用的規(guī)律,比如質(zhì)量守恒和相對論。根據(jù)愛因斯坦的相對論,光速是宇宙中最快的運(yùn)行速度,是所有物質(zhì)運(yùn)動速度的上限。把這個上限放在元素周期表的核模型里進(jìn)行演算。如果相互作用中電子的速度達(dá)到光速,那么最后的元素?cái)?shù)就是172。