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填补空白

时间:2019-09-29    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

填补空白


要想往一个原子核里加一个质子或别的什么东西,并不是那么容易的

事。

从 1925 年起,整整经过 9 个年头——直到 1934 年,法国科学家弗列特

里克・约里奥・居里和他的妻子伊雷娜・约里奥・居里(即镭的发现者居里

夫人的女儿)才找到了进行原子“加法”的方法。

当时,他们在巴黎的镭学研究院里工作。他们发现,有一种放射性元素

—84 号元素钋的原子核,在分裂的时候,会以极高的速度发射出它的“碎片”

——氦原子核。在氦原子核里,含有 2 个质子。

于是,他们就运用这氦作为“炮弹”,去向金属铝板“开火”。出现了

奇迹,铝竟变成了磷!

铝,银闪闪的,是一种金属,磷,却是非金属。铝怎么能变成磷呢?

用“加法”一算,事情就很明白:

铝是 13 号元素,它的原子核中含有 13 个质子。当氦原子核以极高的速

度向它冲击过来时,它便吸收了氦原子核。氦核中含有 2 个质子。

13+2=15

于是,形成了一个含有 15 个质子的新的原子核。那么 15 号元素是什么?

15 号元素便是磷!

就这样,铝好像变魔术似的,变成了另外一种元素——磷!


不久美国物理学家劳伦斯发明了一种很神奇的装置——回旋加速器。在

这种加速器中,可以把某些原子核加速。这些原子核便像“炮弹”似的以极

高的速度向另外的原子核进行轰击。这样一来,为人工制造新元素创造了更

加有利的条件,劳伦斯因此而获得了诺贝尔物理学奖金。

1937 年,劳伦斯在回旋加速器中,用含有 1 个质子的氘原子核去“轰击”

42 号元素——钼,结果制得了第 43 号新元素。

鉴于以前人们接连宣称发现失踪元素,而后来又被一一推翻,因此劳伦

斯这一次特别慎重。他把自己制得的新元素,送给了著名的意大利化学家西

格雷,请他鉴定。西格雷又找了另一位意大利化学家佩里埃仔细地对其性质

进行分析。最后,由这两位化学家向世界郑重宣布——人们寻找多年的 43

号元素,终于被劳伦斯制成了。这两位化学家把这新元素命名为“锝”,希

腊的原意是“人工制造的”。

锝,便成了第一个人造的元素!

当时,他们制得的锝非常少,总共才一百亿分之一克。后来,人们进一

步了解到:锝并没有真正的从地球上失踪。其实,大自然中,存在着极微量

的锝。

1949 年,美籍华人女物理学家吴健雄以及她的同事从铀的裂变产物中,

便发现了锝。据测定,1 克铀全部裂变以后,大约可提取 26 毫克锝。

另外,人们还对从别的星球上射来的光线进行光谱分析,发现在其他星

球上也存在着碍。

这种元素的真面目,终于被人们弄清楚了:锝是一种银闪闪的金属,具

有放射性。它十分耐热,熔点可高达摄氏 2200 度。有趣的是,锝在摄氏零下

265 度时,电阻便会全部消失,成为一种没有电阻的金属!

自从锝被发现以后,元素周期表上便只剩下三个空白了。人们又继续寻

找那失踪了的 61 号、85 号、87 号元素。

1939 年,法国女化学家佩雷在仔细地研究 89 号元素——锕。锕是一种

放射性的金属。佩雷想要提取纯锕,结果在剩下的残渣中发现了另一种具有

放射性的物质。她仔细一检测,发现这是一种新元素:它是 89 号元素锕的原

子在分裂时,失去了一个氦原子核,也就是失去了 2 个的质子,变成了一个

含有 87 个质子的原子核——87 号元素。

这 87 号元素,正是人们苦苦追踪的一个失踪元素!

佩雷便用她祖国的名字——“法兰西”来给这一个新元素命名。译成中

文,就是“钫”。

钫是一种寿命很短的放射性元素。如果有 100 个钫的原子放在那里,经

过 21 分钟之后,只剩下 50 个了——那 50 个钫原子已经分裂,变成了别的元

素。正因为如此,人们费了九牛二虎之力,才找到这位“短命”的“隐士”。

1940 年,曾经给锝进行鉴定的意大利化学家西格雷迁居到美国,与美国

科学家科森、麦肯共同合作,着手进行人工制造 86 号元素的工作。

起初,他们想用 84 号元素——钋作为“材料”,往它的原子核中加入 1

个质子,制成 85 号元素。可是,钋在大自然中很少,价格又比较昂贵。他们

就改用 83 号元素——铋作为“原料”。铋比钋要便宜点。

他们在美国加利福尼亚大学用旋加速器将氦原子核加速,去轰击金属

铋,从而制得了 85 号元素。

这又是原子的“加法”——铋核中含有 83 个质子,氦核中含有 2 个质子:


83+2=85

正当他们的研究工作获得了初步成绩时,由于发生第二次世界大战,不

得以而中断了工作。在战后,他们又重新开始进行研究,终于在 1947 年发表

了关于发现 85 号元素的论文。西格雷把这一新元素命名为“砹”,希腊文的

原意是“不稳定的”意思。

砹是一种非金属物质,它的性质跟碘很相似。砹确实很不稳定。当西格

雷制成了砹以后,只过了 8 个多小时,便有一半砹的原子核已经分裂,变成

别的元素了。

后来,人们在铀裂变后的产物中,曾找到了极微量的砹,这说明在大自

然中,还是存在天然砹的。

正因为砹在大自然中又稀少又不稳定,因此很不容易找到它。

只剩下最后一个失踪元素 61 号了。

起初,有人想用 60 号元素钕或者 59 号元素镨作“材料”来人工地制造

61 号元素。虽然他们在 1940 就宣称制成了 61 号元素,然而没有把它单独地

分离出来,因而没有得到世界的公认。

直到 1945 年,美国橡树岭国立实验室的科学家马林斯基、格伦德宁和科

里宁从原子能反应堆中铀的裂变产物中,分离出 61 号元素。他们认为,61

号元素的发现和原子能的应用是分不开的,因此就用希腊神话中从天上盗取

火种的英雄普罗米修斯的名字来命名它——当初,普罗米修斯盗来了天火,

使人类开始进入取火、用火的时代;如今,61 号元素的发现,则象征人类进

入了原子时代。

直到 1949 年,国际化学协会才正式承认了马森斯基等的发现,并同意了

他们的命名。“普罗米修斯”译成中文的元素名称便是“钷”。

钷是一种具有放射性的金属。钷的化合物经常会射出浅蓝色的荧火,被

用来制造夜光表上的荧光粉。用钷还可以制成只有钮扣那么小的原子能电

池,它能连续工作达 5 年之久,是人造卫星上必需的体积小、重量轻、寿命

长的电源。

自从人类发现了钷之后,失踪元素就全部找到了,元素周期表上的空白

也就全部填满了。

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