1669年,來(lái)自德國(guó)的化學(xué)家Henning Brand,通過(guò)隔絕空氣來(lái)加熱尿液,在這個(gè)過(guò)程中,Henning Brand竟然意外在蒸餾瓶的底部,發(fā)現(xiàn)了一種此前從未發(fā)現(xiàn)過(guò)的白色物質(zhì),而且伴隨著燃燒,這種白色物質(zhì)還會(huì)出現(xiàn)嗆人的煙霧。
看到這里,相信一些朋友已經(jīng)猜到了這個(gè)元素,它就是磷元素,不過(guò),雖然Henning Brand成為了世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素的人,可是,作為化學(xué)家的他,卻并沒(méi)有將這個(gè)發(fā)現(xiàn)公之于眾,一直到又過(guò)了10多年的時(shí)間,英國(guó)化學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了磷元素的存在,人類(lèi)對(duì)于化學(xué)元素的研究,才從此展開(kāi)。
元素周期表是如何建立的?
提到化學(xué)元素,大家都會(huì)想到化學(xué)元素周期表,那么,世界上第一個(gè)建立化學(xué)元素周期表的人又是誰(shuí)呢?
這需要從19世紀(jì)中期開(kāi)始說(shuō)起。來(lái)自俄國(guó)的化學(xué)家門(mén)捷列夫,成為了化學(xué)元素周期表的創(chuàng)立者,而在當(dāng)時(shí),伴隨著將近200年的研究,世界各國(guó)的化學(xué)家們,已經(jīng)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了幾十種的化學(xué)元素,不過(guò),對(duì)于這些化學(xué)元素之間的相關(guān)規(guī)律,卻一直都沒(méi)有一個(gè)比較詳細(xì)的排序,這也讓當(dāng)時(shí)的人們?cè)趯W(xué)習(xí)化學(xué)元素的過(guò)程中,會(huì)感到非常難以理解。
這個(gè)問(wèn)題門(mén)捷列夫也發(fā)現(xiàn)了,于是,他決定制作一張化學(xué)元素表,將元素進(jìn)行周期規(guī)律排列,最終,經(jīng)過(guò)努力的專(zhuān)研,門(mén)捷列夫成功了,人類(lèi)歷史上第一個(gè)化學(xué)元素周期表也隨之誕生,當(dāng)然,在那之后,人類(lèi)也是不斷去發(fā)現(xiàn)新的化學(xué)元素,但是因?yàn)榱擞辛嘶瘜W(xué)元素周期表,在新元素的尋找和理解的過(guò)程中,也都有了新的認(rèn)識(shí)。
說(shuō)起來(lái),在目前已知的化學(xué)元素中,有很多化學(xué)元素都是非常神秘的,比方說(shuō)43號(hào)元素,科學(xué)家們?cè)?jīng)一度懷疑它失蹤了,這又是怎么回事呢?
神秘失蹤的43號(hào)元素
上文中我們提到過(guò),俄國(guó)化學(xué)家門(mén)捷列夫,制作了人類(lèi)歷史上第一張化學(xué)元素周期表,而且按照原子序數(shù)排列,氫元素被拍到了第一位。
不過(guò),因?yàn)檫@么排列有著一定的規(guī)律,所以,事實(shí)上在門(mén)捷列夫的化學(xué)元素周期表中,除了當(dāng)時(shí)已知的元素,門(mén)捷列夫還留出來(lái)了很多的空位,這些空位都是確認(rèn)存在,但是卻尚未發(fā)現(xiàn)的元素,隨后的幾十年時(shí)間里,伴隨著人類(lèi)不斷發(fā)現(xiàn)新的化學(xué)元素,門(mén)捷列夫的化學(xué)元素周期表,也越來(lái)越完整。
很快,時(shí)間就來(lái)到了20世紀(jì)初,在當(dāng)時(shí),除了43號(hào)元素的位置,仍然是未知的之外,門(mén)捷列夫的化學(xué)元素周期表上面的空缺位置,都已經(jīng)被填滿了,可是,43號(hào)元素卻遲遲都沒(méi)有發(fā)現(xiàn),這也讓很多人懷疑,會(huì)不會(huì)根本就不存在43號(hào)元素?
甚至還有一些研究者認(rèn)為,43號(hào)元素可能從地球上消失了,這讓對(duì)于43號(hào)元素的尋找和研究,一下子就陷入到僵局之中。
終于,在1913年的時(shí)候,英國(guó)化學(xué)家Henry Moseley在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),X射線和元素之間,似乎存在著一定的聯(lián)系,而在這個(gè)時(shí)候,也有其他化學(xué)家發(fā)現(xiàn),化學(xué)元素都存在著同位素,而且很多化學(xué)元素的同位素還有很多種。
什么是同位素呢?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是原子序數(shù)相同,不過(guò)中子數(shù)卻不同的各種原子,由于在化學(xué)元素周期表上,它們所在的位置是一樣的,所以,這些存在著細(xì)微差異的原子,就屬于互為同位素。
這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓人們意識(shí)到,43號(hào)元素是存在的,并不是門(mén)捷列夫的計(jì)算錯(cuò)誤。所以,人們又開(kāi)始尋找43號(hào)元素,可惜,最早發(fā)現(xiàn)這件事的研究者Henry Moseley,卻在隨后的戰(zhàn)爭(zhēng)中陣亡了,這也讓研究又一次中斷。
時(shí)間又過(guò)了20多年,1937年,人們終于發(fā)現(xiàn)了43號(hào)元素的存在,同時(shí)發(fā)現(xiàn)43號(hào)元素在自然界中,含量是非常少的,屬于一種非常稀有的元素,不過(guò),如果用亞原子微粒轟擊天然鉬原子,在在這個(gè)過(guò)程中,是可以產(chǎn)生43號(hào)元素的,所以,在命名的過(guò)程中,科學(xué)家們也為43號(hào)元素取名為锝元素,那么,它究竟有多神秘呢?
研究發(fā)現(xiàn),锝元素的所有同位素,都是具有很強(qiáng)的放射性,而且它們其中壽命最長(zhǎng)的同位素,半衰期可以達(dá)到400萬(wàn)年左右,此外,在核裂變的過(guò)程中,鈾元素通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng),也可以產(chǎn)生锝元素,只不過(guò),1噸鈾中只含有1毫克的锝元素,可以說(shuō)非常稀有了。
宇宙中還有未知的新元素嗎?
在如今的化學(xué)元素周期表中,目前一共有118個(gè)元素,其中在92號(hào)之后的化學(xué)元素,這些元素在地球上,都是自然界中不存在的,也就是說(shuō),92號(hào)之后的化學(xué)元素,都是化學(xué)家們通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)來(lái)制造出來(lái)的,這些化學(xué)元素也被稱(chēng)作“人造元素”。
當(dāng)然,在宇宙中,可能也存在著很多地球上沒(méi)有的化學(xué)元素,上文中我們提到過(guò)“半衰期”,要知道,很多化學(xué)元素的半衰期都是非常短的,所以,宇宙中可能有很多未知的化學(xué)元素,因?yàn)榘胨テ诜浅6蹋瑢?dǎo)致它們無(wú)法抵達(dá)地球,自然,在地球上也就發(fā)現(xiàn)不了它們,人類(lèi)也很難確認(rèn)它們的存在。
如今,科學(xué)家們?cè)趯ふ业模饕歉鞣N人造元素,很多化學(xué)家也是通過(guò)研究人造元素,伴隨著新元素的發(fā)現(xiàn),而獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
從順序來(lái)看,目前,科學(xué)家們是主要嘗試去合成119號(hào)元素,但是,多年來(lái)很多研究團(tuán)隊(duì)都是以失敗告終,如果未來(lái)真的有人合成了119號(hào)元素,那么,元素周期表的第8周期也會(huì)隨之展開(kāi)。
此外,也有很多研究者在尋找合成120號(hào)元素、121號(hào)元素,不過(guò),這些也都沒(méi)有成功,有觀點(diǎn)認(rèn)為,在宇宙中,可能還存在著大量未知的元素,以及通過(guò)人工合成,也會(huì)有大量的元素等待著被發(fā)現(xiàn),一起拭目以待吧!