化学史揭秘：元素周期表的前世今生
化学史揭秘：元素周期表的前世今生
1869年3月，俄国化学家门捷列夫发表了一篇划时代的论文《元素性质与原子量的关系》，首次提出了元素周期律，并据此发表了第一张元素周期表。这张看似简单的表格，不仅揭示了化学元素之间的内在联系，更开启了化学科学的新纪元。
早期探索：寻找元素间的规律
在门捷列夫之前，许多科学家都尝试过对已知元素进行分类。1829年，德国化学家德贝莱纳提出了“三元素组”观点，将当时已知的44种元素中的15种分成5组，指出每组的三元素性质相似，而且中间元素的原子量等于较轻和较重的两个元素原子量之和的一半。例如钙、锶、钡，性质相似，锶的原子量大约是钙和钡的原子量之和的一半。氯、溴、碘以及锂、钠、钾等元素也有类似的关系。然而更进一步，就会发现其它化学元素并不能满足这些关系，所以并没有引起化学界的重视。
法国人德尚寇特斯（B. De Chancortois，1820年－1886年）提出的关于元素性质的“螺旋图”，德国的迈尔（1830年－1895年）发表“六元素表”，以及英国人约翰·纽兰兹（1837年－1898年）发表的关于元素性质的“八音律”，但成果皆不尽理想。
门捷列夫的突破：发现元素周期律
门捷列夫为了找出元素之间的规律，做了大量的考察研究，获得了一手的资料。1862年，他对巴库油田进行考察时，重测了一些元素的原子量。在1860年代初的工作中，他把一些元素列成下面样式的表格，这是元素周期表的雏形。
Cl 35.5 | K 39 | Ca 40 |
Br 80 | Rb 85 | Sr 88 |
I 127 | Cs 133 | Ba 137 |
1869年3月，门捷列夫在他题为《元素性质与原子量的关系》的一篇论文中首次提出了元素周期律，发表了第一张元素周期表。这个表包括了当时科学家已知的63种元素，表中共有67个位置，尚有4个空位只有原子量而没有元素名称，门捷列夫假设，有这种原子量的未知元素存在。在表中，他还对铟、碲、金、铋四种元素当时公认的原子量表示质疑。比如根据碲在元素周期表中的位置，它的原子量应该是63.2，而不是当时公认的79.4。后来，这些预测都被证实是正确的。
周期表的完善：量子力学的贡献
进入20世纪，随着物理学的发展，特别是量子力学理论的建立，元素周期表得到了进一步完善。科学家们发现，元素的化学性质不仅与原子量有关，更重要的是与原子的电子排布有关。这一发现使得周期表的结构更加合理，也解释了为什么某些元素具有相似的化学性质。
现代发展：超重元素的合成
进入21世纪，科学家们仍在不断探索元素周期表的边界。目前，已确认存在的元素共有118种，其中前94种天然存在，其余为人工合成。科学家们正在尝试合成第119号和120号元素，这可能需要对周期表结构进行调整。
伯克利的核物理实验室里充满了兴奋。一组研究人员即将在元素周期表中添加一个新元素1，我们在学校学习过的元素编目系统。但这一次并不是简单地添加到元素周期表中：120号元素它是如此庞大，以至于需要创建一条全新的生产线。一项可能改写历史的挑战化学.
元素周期表中超级元素的挑战
当前的元素周期表容纳 118 个元素，从具有单个质子的氢到奥加内松，于30年2015月194日推出，其原子核中至少含有XNUMX个亚原子粒子。这个作为现代化学基础的分类系统即将面临一个划时代的转折点：增加一个全新的行来容纳更重的元素。
该研究发表在期刊上“物理评论快报”(我把它链接到你这里），展示了一种有前途的新方法。杰克林·盖茨博士，来自核科学家劳伦斯伯克利国家实验室，带领团队取得了这一突破性发现。他们的方法？用汽化的钛离子轰击钚同位素。
但研究人员关注的不仅仅是 120 号元素。还有第119项，暂时称为ununennio2，正在等待合成。这两种元素的质量都非常大，以至于需要对我们所知的元素周期表进行彻底的重组。
需要耐心的新元素
创作过程极其复杂，需要极大的耐心。在伯克利实验室，经过 22 天的连续轰击才产生了两个利莫原子3（项目116）。 120号元素呢？第二赖纳·克鲁肯该团队的另一位科学家可能需要十倍的时间。
Il回旋加速器伯克利实验室的 88 英寸容器不间断地工作，向锎同位素发射钛离子。这就像试图击中一个移动的微观目标，但可能会给科学带来革命性的后果。挑战是巨大的，但成功的可能性却从未如此具体。正如他所说克鲁肯：“这并不容易，但现在看来是可行的。”
研究人员在伯克利实验室的回旋加速器中使用新技术创造了超重元素利莫元素原子，他们相信同样的技术可以用来创造超重元素，即 120 号元素。翁比尼利奥，这会打乱当前的元素周期表。
寻找稳定之岛
当我们尝试创造这些极其稀有的元素时，我们处于人类知识和理解的绝对极限，并且无法保证物理学会按照我们的预期发挥作用。
这些话的詹妮弗·波尔伯克利实验室的核科学家完美地总结了这项研究的令人兴奋和不确定性。
超重元素在形成后往往会迅速分解。然而，研究人员假设存在一个“稳定岛”：这些元素在达到一定规模后，它们可以更长时间地保持完好无损。做什么？
“扩展”元素周期表，对化学未来的影响
120 号元素的创造不仅仅是一项科学成就：它可以为理解物质的新时代打开大门。如果这种元素真的达到了“稳定岛”，我们就可以研究全新的、未经探索的化学性质。
对超重元素的研究已经彻底改变了我们对核物理基本定律的理解。每一个新发现的元素都为物质之谜增添了一块，帮助我们更好地理解宇宙在原子层面上是如何运作的。
前所未有的技术挑战
Il伯克利实验室他对这些事业并不陌生。该实验室在发现新元素方面有着悠久的历史，但这一次的挑战尤其雄心勃勃。创建 Element 120 所需的技术突破了我们当前能力的极限。
用于这些实验的回旋加速器是现代工程的奇迹，能够将粒子加速到令人难以置信的速度。但即使有了这种尖端技术，创造新元素仍然是一项可能性极限的壮举。耐心和毅力是完成这一任务的关键。与许多伟大的科学发现一样，成功可能指日可待，也可能需要数年的努力。但有一件事是肯定的：我们比以往任何时候都更接近重写元素周期表。
- 来源：https://it.wikipedia.org/wiki/Tavola_periodica_degli_elementi↩︎
- 来源：https://it.wikipedia.org/wiki/Ununennio↩︎
- 来源：https://it.wikipedia.org/wiki/Livermorio↩︎
从门捷列夫首次编制元素周期表到现在，科学家们是如何一步步揭示元素间的内在联系的？这些历史故事不仅能激发学生对化学的兴趣，还能让他们更好地理解元素周期表的结构和原理。在课堂上，利用这些有趣的历史背景，可以让枯燥的元素周期表变得生动起来，帮助学生更好地掌握知识点。