找来找去也找不到的元素,最后只能自己造,43号元素为何消失了?

地球上一切的物质都是由各种元素所构成的,桌椅板凳、电视电脑,无一不是如此,包括我们自己都是由元素所组成的,根据研究,组成人体的化学元素共有60余种,其中既有钾钙钠镁一类的定量元素,也有铜铁锰锌一类的微量元素,缺一不可。

1869年,俄罗斯化学家门捷列夫按照原子量递增的顺序编制了元素周期表,为人类进一步探索物质的奥秘打下了基础。最初创立的元素周期表中元素的数量较少,而且中间存在着很多空位,这些空位是给暂时还没有发现的元素预留的。后来,这些空位被一一填补,新的元素也不断被发现,时至今日,已知的元素已经达到了118种。而在2006年俄罗斯科学家宣布合成了第118种元素之后,时至今日,第119号元素都未能被正式发现,不过这并不意味着元素周期表走到了尽头。

在元素周期表中,序数越大的元素,发现就越困难,所需的时间就越长。

这是因为从95号元素开始,这些元素就具有了不同程度的放射性,且衰变周期极短,所以不但很难得到,即便得到了也会很快失去,比如第118号元素,它的存在时间只有0.9毫秒。元素周期表中越靠后的元素越难以被发现,但也有例外,比如神秘的43号元素。在拥有118个元素的元素周期表中,43号元素“锝”的排序算是靠前的,可就是这样一个靠前的元素却让科学家们伤透了脑筋。

门捷列夫在创立元素周期表的时候,为一些暂时尚未发现的元素预留了空位,而这些空位逐渐被后来的科学家们所填补,而只有一个位置始终空缺,那就是第43号位置,于是科学家们开始有些着急了。

为什么一个没有填补的空位会让科学家们忧心忡忡呢?因为元素周期表是人类认知元素的基础,如果有一个空位始终不能被填补,那么则可能意味着元素周期表的排列方式存在着错误,也就是说人类对于元素的理解存在着错误。

所以越来越多的科学家开始想尽一切办法寻找第43号元素。在几经寻找未果之时,科学家们慢慢发现了一个规律,元素周期表中的118个元素可以分为16个族和7个周期,而同一族的第二行和第三行元素在自然界中存在着伴生关系,也就是说通常能够在一个岩矿中找到两种相伴的元素。按照这个规律,要想找到43号元素锝,就得到铂矿和铌矿中去搜寻。本以为拨云见日的科学家们,在反复搜寻之后,依然没有找到这神秘的43号元素,反而在铌矿中意外发现了75号元素铼。

人类真正发现43号元素是在1937年,不过不是在自然界中找到的,而是在粒子加速器中发现的。

在粒子加速器中,高速运动的种子轰击钼原子,使得钼原子的质子数量增加了1个,从而变为了43号元素,而化学家佩里埃和核物理学家塞格雷在鉴定粒子加速器时意外发现了它,至此,43号空位终于被填补上了。人类几经周折,最后还是自己造出了第43号元素,这43号元素为什么在自然界中神秘消失了?这还要从元素的形成说起。

在宇宙形成之初,并没有现在这么多种元素,多种多样的元素都是在恒星的聚变过程中形成的。氢元素通过氢核聚变,生成氦元素,氦元素又通过氦核聚变,生成锂元素,以此类推,逐渐向更重的元素推进。可以说,宇宙中所有铁元素以下的元素都是恒星聚变的产物。

由于铁元素的聚变会由释放能量转为吸收能量,所以当恒星的聚变进行到铁的时候,向外的辐射扩张压会彻底消失,整个恒星会在中心引力的作用下向中心急剧坍缩,在触及内核后会迅速反弹,释放巨大的能量,这就是超新星爆发,宇宙中比铁更重的元素就是在超新星爆发的过程中产生的,而除了超新星爆发之外,中子星碰撞也能够生成更重的元素。

可见,地球上所有的元素都是恒星聚变以及超新星爆发的产物,这些元素从地球形成之初就已经存在于地球之上了,43号元素锝也是如此。锝虽然排名第43,但它也是一种放射性元素,而且半衰期并不是很长,其常见同位素Tc-97的半衰期仅为260万年。260万年,对于寿命不足百岁的人类而言是很漫长,但对于地球而言却很短暂,地球已经46亿岁了,所以在地球形成之初便已经存在于地球上的43号元素早已衰变殆尽,所以在自然界中便很难找到了。

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