@ 2015.04.12 , 10:53

元素周期表错了吗

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元素周期表从百年前起就一直是化学课的重要内容之一,但是最近科学家发现有个稀有元素他们可能从一开始就摆错了,这意味着元素周期表得重画。

被命名为铹的放射性元素位于化学元素周期表最底端,属于锕类元素一栏,而这一栏专门从主表中单独归类出来。

如果重画元素周期表,那学生必须重新记忆元素的排列顺序。

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1961年,铹元素由核科学家Ernest Lawrence发现,它极难提取,就算人工合成,一次也只能持续几秒钟。

这种只能在粒子加速器中产生的元素就注定它不易进行研究。然而目前日本原子能机构研究人员合成了足够量的铹元素,使得科学家第一次能够测量它的电离电势能。

参与这项实验的研究人员Yuichiro Nagame告诉 Chemistry world杂志,镥元素和铹元素属于锕类及镧类元素,被划分在元素周期表的第三组,位于钪元素和钇元素之下。

现在的化学元素周期表排列结构是由诺贝尔奖获得者Glenn Seaborg在1945年补充绘制成的。一些罕见的放射性元素形成了一个新的系列锕系元素,类似于镧系元素属于可容纳14个电子的f型轨道(补充:由于这两个系列元素的加入会使元素周期表显得太宽,故在标准的元素周期表中,这两个分别包含14种元素的系列被单独分块列出,置于底端)。

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然而一些化学家解释说将铹元素放在锕系元素这一栏是错误的,应放到主族元素中的d型轨道。

美国辛辛那提大学的化学家William Jensen博士表示,镥元素和铹元素一直被误放在f型轨道。

上月Foundations of Chemistry杂志刊载的一篇论文上说关于元素周期律和周期表大众存在一些误解,也许现代化学最流行的观点是元素周期表只不过是一张电子构型表而已。

尽管电子构型与元素之间的密切联系是毋庸置疑的,但是这种联系的具体关联性也确实未能研究的尽善尽美。

不是说整个锕系元素和镧系元素,而是其中的镥元素和铹元素应该归于d型轨道。应该将这两种元素作为不规律构型置于与钪元素和钇元素的同一类型轨道,而且是排列在它们前面。

铹元素的诞生是Ernest Lawrence将锎原子和硼原子相互轰击而得到的结果。但是科学家只能够提炼极少量的铹元素,而且它的半衰期只有27秒。

新的研究采取和Lawrence同样的方法提炼铹元素,但是将它储存于氦和碘化镉的混合气体中。然后通过加热的钽元素表面,使得这种短暂生命力的元素有足够的能量脱离外层电子——电离电势能。

然后研究人员发现它的能量只有4.96电子伏特,是所有f型轨道元素中电离电势能最弱的元素。

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即使这样,日本原子能机构的科学家也并未觉得会影响到整个元素周期表的排列顺序。他们说:“锕系元素的概念的引入是Glenn Seaborg补充绘制的现代元素周期表最引人注目的创举,原子序数103号元素铹在其中扮演了至关重要的角色。”

但是洛杉矶加利福尼亚大学的化学家和历史学家Eric Scerri表示,他支持将铹元素放到主族元素栏中。“如果能够将周期表扩宽增加列的数目,那毫无疑问铹元素和镥元素的位置应该属于第三族群。”

本文译自 dailymail,由译者 周立琪说 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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