图片来源:Maximilian Laschon 元素周期表刚刚变得更大了。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)已正式确认原子序数为113、115、117和118的四种新元素的存在,完成了元素周期表的第七行(或称周期)。
填满元素周期表
俄罗斯和美国的研究人员以及日本的一个独立团队已经对这些元素的存在进行了数年的记录,但他们一直等待IUPAC的官方审查才能被正式接受。现在,随着确认过程的完成,研究人员将提交他们元素的永久名称。IUPAC表示,元素可以以神话概念、矿物、地点或国家、性质或科学家来命名。这些元素目前使用占位符名称,例如针对元素117的极富吸引力的“Ununseptium”。这四种最新发现的元素将加入第七周期中的其他“超重”元素,包括2011年添加的鿫(Flerovium)和鿬(Livermorium)。由森田浩介领导的日本理化学研究所(Riken Institute)的一个研究团队在2004年首次发现了元素113(或称鿫)的证据,当时他们用锌离子束轰击了铋薄层,并在2012年确认了他们的发现。以十分之一光速运动的原子核偶尔会融合在一起,形成一个含有113个质子的元素。
转瞬即逝
然而,不要试图寻找元素周期表中的这些新成员。由于其不稳定的性质,所有新发现的元素都只存在于实验室中,并在形成后不久就会消失。与铀之后的所有元素一样,这些新元素是放射性的,这意味着它们会随着时间的推移通过释放成对的质子和中子(称为α粒子)而衰变成其他元素。超重元素的寿命尤其短暂,通常在创造后不到一秒钟就消失了。例如,新近诞生的113号元素存在的时间不到千分之一秒,然后就会衰变成钫(Roentgenium)。
难以获得的证据
超重元素的短暂存在使得证明它们真实存在变得困难。森田的团队在最初发现他们的元素后,花了将近十年时间才最终证明其存在。他们通过观察元素在达到稳定状态之前的衰变链来做到这一点。大多数放射性元素不会直接转变为稳定的原子,而是会经过一系列不稳定的原子,一点一点地抛出质子和中子,变得越来越稳定。通过时间和运气,研究人员观察到了他们的元素从钫(Roentgenium)开始,最终以钫(Mendelevium)结束的衰变过程的每一个阶段。极短的寿命使得这些新元素在实际应用中几乎没有用处。然而,这些新发现使研究人员离所谓的“稳定性岛”又近了一步,这是一个元素周期表中的区域,人们认为超重且稳定的元素存在于此,并且该区域据信从原子序数120开始。虽然这些原子尚未被发现,但它们的“魔数”理论预测了它们的存在。该理论认为,特定数量的质子和中子比其他数量更稳定,因为它们会在原子核内形成完全充满的能壳。虽然创造这些神秘元素令人兴奋,但目前最大的优先事项是为元素周期表的新成员找到一个名字。有什么建议吗?














