109号元素以后

给原子做加法

原子核的加法

在即将结束《极简趣味化学史》这本书的时候,话题仍回到本书开头所讲的第一个有趣的故事:在美国那座守卫森严,一定要有“国防部证明”才能通行的大楼里,所进行的研究正是20世纪重大的化学研究课题—原子弹。

早在2400多年前,古希腊著名哲学家德谟克利特提出“原子”这一概念时,“原子”的希腊文原意便是“不可再分割”。

放射性元素的发现,说明原子并非“不可分割”。

苏联科普作家伊林,曾用非常通俗的比喻,说明了原子核裂变的原理:“就好像你把3枚5分的铜币锁在抽屉里。过了几天,你发现抽屉里的5分铜币不是3枚,而只有2枚了。那第三枚5分铜币自己兑成了3分的和2分的铜币了。”也就是说,原子核分裂,就好像5分铜币兑成一枚3分、一枚2分的铜币。

随着对放射现象的深入研究,人们逐渐认清了化学元素的真面目。

在1911—1913年,科学家们开始弄清楚,原子是由原子核和电子组成的,电子围绕着原子核分布。

原子核又是由什么组成的呢?放射现象说明,铀、镭等放射性元素的原子核会不断分裂。

这就是说,原子核是可分的,是由更小的微粒组成的。

1932年,人们终于揭开了原子核的秘密:原子核是由质子和中子组成的。质子、中子都比电子大得多,质子的质量是电子质量的1 836倍,中子的质量是电子质量的1 839倍。质子是带正电的微粒。中子不带电,是中性的微粒。

自从揭开了原子核的秘密之后,人们开始认识元素的本质:氢是第1号元素,它的原子核只含有1个质子;氦是第2号元素,它的原子核中含有2个质子;碳是第6号元素,它的原子核中含有6个质子……铀是第92号元素,它的原子核中含有92个质子。也就是说,元素原子核中的质子数,就等于它在元素周期表上“房间”的号数—原子序数。

这样一来,错综复杂的种种化学元素之间的关系,变得非常简单:化学元素的不同,就在于它们原子核中质子多少的不同!原子核中质子数相同的一类原子,就属于同一种化学元素。

看来,在原子核中举足轻重的是质子,它的多少决定了原子的命运。那么,中子起什么作用呢?

人们经过仔细研究,发现同一元素的原子核中,虽然质子数相同,但中子数有时不一样。比如,普通的氢原子核,只含有1个质子;有一种氢原子的原子核,除了含有1个质子,还含有1个中子,叫作“氘”或“重氢”;还有一种氢原子的原子核,含有1个质子和2个中子,叫作“氚”或“超重氢”。氢、氘、氚都属于氢元素,但它们由于原子核中的中子数不同,脾气也不一样,被叫作“同位素”。

本来,人们对放射性元素镭会变成铅和氦,感到莫名其妙,不可思议。这下,可以正确地得到解释:镭是88号元素,它的原子中含有88个质子。它的原子核分裂后,变成4块碎片。在那块大的碎片中,含有82个质子,也就是82号元素—正好是铅;在那3块小的碎片中,含有多少个质子呢?用88减去82,剩6个质子,而3块碎片是一样大小的,也就是各含有2个质子—2号元素,正好是氦!

这样一来,放射现象—原子核分裂,无非是一种特殊的“减法”罢了。

这种现象给了人们一个重要的启示:能不能进行特殊的“加法”呢?比如说,那个43号元素,一直找不到,而42号元素—钼是人们熟知的。能不能运用“加法”,往钼的原子核中“加”上一个质子,岂不就可以人工制造出43号元素了吗?

这种原子核的“加法”,又燃起了人们寻找“失踪”元素的热情。于是,人们又继续追根求源,千方百计去捉拿“失踪”元素。

第一个人造元素

用算盘做加法,那很方便,只要把算盘珠朝上一拨,就加上1了。

但是,要往1个原子核里加1个质子或别的什么东西,可就不是那么容易了。

1934年,法国科学家让-弗雷德里克·约里奥-居里和他的妻子伊伦·约里奥-居里(即镭的发现者居里夫人的女儿)找到进行原子“加法”的办法。

当时,他们在巴黎的镭学研究院工作。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射出它的“碎片”—氦原子核。在氦原子核中,含有2个质子。

于是,他们就用氦作为“炮弹”,去向金属铝板“开火”。嘿,出现了奇迹,铝竟然成了磷!

铝,银闪闪的,是一种金属;磷,却是非金属。铝怎么会变成磷呢?

用“加法”一算,事情就很明白:

铝是13号元素,它的原子核含有13个质子。当氦原子核以极高的速度向它冲来时,它就吸收了氦原子核。氦原子核中含有2个质子。

13+2=15

于是,形成了一个含有15个质子的新原子核。你去查查元素周期表,那15号元素是什么?

15号元素是磷!

就这样,铝像变魔术似的,变成了另一种元素—磷!

不久,美国物理学家劳伦斯发明了“原子大炮”—回旋加速器。在这种加速器中,可以把某些原子核加速,像“炮弹”似的以极高的速度向别的原子核进行轰击。这样一来,就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。

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43号新元素。

鉴于前几年人们接连宣称发现了“失踪元素”,而后来又被一一推翻,所以这一次劳伦斯特别慎重。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仔细细进行分析。最后,由他们向世界郑重宣布,43号元素,终于被劳伦斯制成了。这两位化学家把这种新元素命名为“锝”,希腊文原意是“人工制造的”。

锝,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,人们进一步发现:锝并没有真正从地球上失踪。其实,在大自然中,也蕴藏着极微量的锝。

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锝。

这位“隐士”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,熔点高达2 157℃。有趣的是,锝在-265℃时,电阻就会全部消失,变成一种没有电阻的金属。

填补了空白

自从锝被发现以后,元素周期表上只剩下三处空白了。

人们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用功地研究89号元素—锕。锕是一种具有放射性的金属。佩雷想要提纯锕,结果在剩下的残渣中发现另一种具有放射性的物质。她仔细检查,发现这是一种新元素:它是89号元素锕的原子核在分裂时,失去了1个氦原子核,也就是失去了2个质子,变成的1个只含有87个质子的原子核—87号元素。

这个87号元素,正是人们苦苦追索的一个“失踪元素”!

佩雷用她祖国的名字—“法兰西”来命名这一新元素。译成中文,那就是“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,就只剩下50个了—那50个钫原子已经分裂,变成了别的元素。正因为这样,人们花了九牛二虎之力,才找到了这位“短命”的“隐士”。

1940年,那位曾给锝进行鉴定的意大利化学家西格雷迁居到美国,与美国科学家科里森、麦肯齐共同合作,着手人工制造85号元素的工作。

起初,他们想用84号元素—钋作为“原料”,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,价格比较贵。他们就改用83号元素—铋作为“原料”。铋比钋便宜易得。

他们在美国加利福尼亚大学用“原子大炮”—回旋加速器加速了氦原子核,轰击金属铋,制得了85号元素。

这又是原子核的“加法”—铋原子核中含有83个质子,氦原子核中含有2个质子:

83+2=85

正当他们的研究工作获得了初步成绩时,由于第二次世界大战发生,他们的工作不得不中断了。在战后,他们又重新开始研究,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”。

砹是一种非金属元素,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,也找到了极微量的砹。这说明在大自然中,存在着天然的砹。

正因为砹在大自然中又稀少又不稳定,所以找到它很不容易。

剩下的最后一个“失踪元素”,是61号。

起初,有人想用60号元素钕或者59号元素镨作为“原料”,来人工地制造61号元素。虽然他们在1940年就宣称制成了61号元素,但是没有把它单独地分离出来,没有得到世界的公认。

直到1945年,美国橡树岭国家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,就用古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,使人类进入取火、用火的时代;如今,61号元素的发现,象征人类进入了原子时代。

直到1949年,国际纯粹和应用化学联合会才正式承认了马林斯基等人的发现,并同意了他们的命名。“普罗米修斯”译成中文元素名称,便成了“钷”。

钷是一种具有放射性的金属。钷的化合物常常会射出浅蓝色的荧光,被用来制造荧光粉。用钷还可以制成只有纽扣那么小的原子电池,能连续工作达五年之久,是人造卫星上非常需要的体积小、重量轻、寿命长的电源。

自从人类发现钷之后,“失踪元素”全部找到了,元素周期表上的空白全部被填满了。

铀不是最后的元素

发现钷以后,人类认识化学元素的道路,是不是到达终点了呢?

起初,有人兴高采烈,觉得这下子大功告成,再也不必去动脑筋发现新元素了!

可是,更多的科学家觉得不满足。他们想,虽然从第1号元素氢到第92号元素铀,已经全部被发现了,可是,难道铀会是最末的一个元素?谁能担保,在铀以后,不会有93号、94号、95号、96号……

这么看来,周期表上的空白,并没有真的全被填满—因为在92号元素铀以后,还有许许多多“房间”空着呢!

早在1934年,意大利物理学家费米就认为周期表的终点不在于92号元素铀,在铀之后还存在“超铀元素”。

费米试着用质子去攻击铀原子核,宣布自己制得了93号元素。费米把这一新元素命名为“铀X”。

可是,过了几年,费米的试验被人们否定了。人们仔细研究了费米的试验,认为他并没有制得93号元素。因为当费米用质子攻击铀原子核时,把铀核撞裂了,裂成两块差不多大小的碎片,并不像费米所说的变成一个含有93个质子的原子核。

直到1940年,美国加利福尼亚大学的麦克米伦教授和物理化学家艾贝尔森在铀裂变后的产物中,发现了93号新元素!

他俩把这种新元素命名为“镎”。镎的希腊文原意是“海王星”,这名字是跟铀紧密相连的,因为铀的希腊文原意是“天王星”。

镎是银灰色的金属,具有放射性。它的寿命很长,可以长达220万年,并不像砹、钫那样“短命”。在铀裂变后的产物中,含有微量的镎。在空气中,镎很易被氧化,表面蒙上一层灰暗的氧化膜。

镎的发现,有力地说明了铀并不是化学元素周期表上的终点,说明化学元素大家庭的成员不止92个。

镎的发现,还有力地说明镎本身也并不是化学元素周期表上的终点,在镎之后还有许多化学元素。

镎的发现,鼓舞着化学家们在认识化学元素的道路上继续前进!

青云直上的“冥王星”

就在发现93号元素镎的时候,麦克米伦便认为,可能还有一种新的超铀元素跟镎混在一起。

不出所料,没隔多久,美国化学家西博格、沃尔和肯尼迪又在铀矿石中,发现了94号元素。他们把这一新元素命名为“钚”,希腊文的原意为“冥王星”。这是因为镎的希腊文原意是“海王星”,而冥王星是在海王星的外面,是当时人们认为的太阳系中离太阳最远的一颗行星。

最初,西博格等人只制得极微量的钚,总重量还不到一根头发重量的千分之一。这样稀少的元素,在当时并没有引起人们的注意,人们只把它看作一种新元素罢了,谁也没有去研究它可以派什么用场。

后来,当人们发明了原子弹之后,钚却一下子青云直上,成了原子舞台上的“明星”!这是怎么回事呢?

原来,原子弹中的主角是铀。在大自然中,铀有两种不同的同位素,一种叫“铀235”,一种叫“铀238”。在铀235的原子核中,含有92个质子、143个中子,加起来是235个,所以叫“铀235”;在铀238的原子核中,含有92个质子、146个中子,加起来是238个,所以叫“铀238”。铀238跟铀235的不同之处,在于它的原子核中多了3个中子。

铀235与铀238的“脾气”大不一样:铀235是个急性子,铀238却是个慢性子。铀235受到中子攻击时,会迅速发生链式反应,在一刹那间释放出大量原子能,形成剧烈的爆炸。在原子弹中,就装着铀235。可是,铀238受到中子攻击时,却不动声色地把中子“吞”了进去,并不会发生爆炸。

在天然铀矿中,绝大多数是铀238,铀235仅占千分之七(质量比)。人们千方百计地从铀矿中提取那少量的铀235,用它制造原子弹,而大量的铀238却被废弃了。

铀238难道真的是废物吗?

人们经过仔细的研究,结果发现铀238可以作为制造钚的原料,而钚的脾气跟铀235差不多,也是个急性子,可以用来制造原子弹!

本来,在天然铀矿中,只含有一百万亿分之一的钚。如今,人们用铀238作为原料,大量制造钚。于是,钚的产量迅速增加,从只有一根头发的千分之一那么重猛增到数以吨计。不久,人们不仅制造了以钚为原料的原子弹,而且用它制成了原子能反应堆,用来发电。这样一来,钚一下子成了原子能工业中的重要原料。

钚是一种银灰色的金属,很重。它在空气中也很易氧化,在表面形成黄色的氧化膜。

钚的寿命也很长,钚239的半衰期达24 110年。

钚的发现和广泛应用,一下子就使人们对化学元素的认识进入一个新阶段:原来,世界上还有许多很重要的、未被发现的新元素呢!

继续进击

人们继续进击,寻找94号以后的“超钚元素”。

在1944年底,钚的发现者—美国化学家西博格和加利福尼亚大学教授乔索合作,用质子轰击钚原子核,先是制得了96号元素,紧接着又制得了95号元素。

他们把95号元素和96号元素分别命名为“镅”和“锔”(过去曾译为“锯”,因与锯子的“锯”字相同,容易误会,改译为“锔”),用来纪念发现地点美洲(“镅”的原意即“美洲”。因为镅在元素周期表上的位置正好在63号元素铕之下,铕的希腊文原意为“欧洲”,所以就用“美洲”命名镅)和居里夫妇(“锔”的原意即“居里”)。

镅和锔都是银白色的金属。镅很柔软,可以拉成细丝,也可以压成薄片。镅有10种同位素,绝大部分都是“短命”的,很快就会裂变成其他元素,只有一种“镅243”的寿命很长,达7000多年。

锔是一种很有意思的放射性金属,它辐射出来的能量很大,可以使锔变得很热,温度高达1000℃左右。如今,人们已把锔用在人造地球卫星和宇宙飞船中,用来作为不断发热的热源。

西博格和乔索继续努力,在1949年制得了97号元素—锫,1950年制得了98号元素—锎。锫的原意是“伯克利”,因为它是在伯克利城的回旋加速器帮助下制成的;锎的原意是“加利福尼亚”,因为它是在加利福尼亚的回旋加速器帮助下制成的。

锫和锎都是金属元素,都具有放射性。锫在目前还没有得到应用,锎可用作原子能反应堆中的原子燃料。另外,由于锎能射出中子,现在已被用来治疗癌症。

接着,人们又开始寻找99号元素和100号元素。

有趣的是,在人们用回旋加速器制造出这两种新元素之前,却在另一个场合里,无意中发现了它们。

那是在1952年11月,美国在太平洋一座岛上爆炸了第一颗氢弹。当时,美国科学家在观测这次爆炸产生的原子“碎片”中,发现竟夹杂着两种新元素—99号元素和100号元素。

1955年,美国加利福尼亚大学在实验室中制得了这两种新元素。为了纪念在制成这两种新元素前几个月逝世的著名物理学家爱因斯坦和意大利科学家费米,分别把99号元素命名为“锿”(原意即“爱因斯坦”),把100号元素命名为“镄”(原意即“费米”)。1955年,就在制得锿以后,美国加利福尼亚大学的科学家们用氦核去轰击锿,使锿原子核中增加2个质子,变成了101号元素。他们把101号元素命名为“钔”,纪念化学元素周期律创始人、俄国化学家门捷列夫。

有趣的是,最初制得的钔竟如此之少—只有17个原子!然而,正是这17个原子,宣告了一种新元素的诞生。

紧接着,在1958年,加利福尼亚大学与瑞典的诺贝尔研究所合作,用碳离子轰击锔,使锔这个只有96个质子的原子核一下子增加了6个质子,制得了极少量的102号元素。他们用“诺贝尔研究所”的名字来命名它,叫作“锘”。但是,他们的研究成果,一开始并没有得到人们的承认。直到几年以后,别人用另一种办法也制成了102号元素时,这才获得国际上的正式承认。

人们追索不息。1961年,美国加利福尼亚大学的科学家们着手制造103号元素。他们用原子核含有5个质子的硼,去轰击原子核中含有98个质子的锎,进行原子核“加法”:

5+98=103

就这样,制得了103号元素。这个新元素被命名为“铹”,用来纪念当时刚去世的美国物理学家、回旋加速器的发明者劳伦斯。

铹是一种不稳定的元素。每经过三分钟,铹的原子中便有半数分解掉了。

在1964、1967年,苏联科学家弗列罗夫所领导的研究小组,分别制得了104号和105号元素。

与此同时,美国人乔索领导的小组用另一种方法也制得了104号和105号元素。

104号和105号元素都是“短命”的元素,只能“活”几秒钟,很快就裂变成别的元素。1974年,苏联科学家弗列罗夫等人又用24号元素—铬的原子核去轰击82号元素—铅的原子核,进行原子核“加法”:

24+82=106

于是,制得了106号元素。

有趣的是,在此同时,美国人乔索及西博格等人用另外的“算式”进行原子核“加法”:拿8号元素—氧的原子核去轰击98号元素—锎的原子核。

8+98=106

于是,也制得了106号元素。

与104号和105号元素一样,这一次又引起了争论。双方都说自己最早发现了新元素,相互争论不休。

1976年,苏联人弗列罗夫等人着手试制107号元素。他们用24号元素—铬的原子核,轰击83号元素——铋的原子核。

24+83=107

就这样,107号元素被制成了。

107号元素是一种寿命非常短暂的元素,它竟然只能“活”1毫秒!

制成109号元素

1982年8月29日,一位留着络腮胡子、头发朝左梳的高个子,走上英国剑桥的科学讲坛。此人是联邦德国著名核物理学家,名叫P.安布拉斯特。他发布了震动世界科学界的新闻:联邦德国达姆斯塔特重离子研究所在1982年8月29日下午4时10分,发现了109号元素!

安布拉斯特说,他们是用人工合成的方法制得109号元素的—制得109号元素的一个原子,而这个原子仅存在千分之五秒的时间!

获得新元素的发现权,是科学上的莫大荣誉。一旦听说谁发现了新元素,科学家们总是“横挑鼻子竖挑眼”,要进行一番辩论、验证,才予以最后承认。这一次,联邦德国科学家们只制得新元素的一个原子,这原子又是“短命”的,能得到世界科学界的承认吗?

出人意料,由于那位“大胡子”在学术报告中所叙述的实验步骤无懈可击,所提供的数据、电子计算机的分析结果无可辩驳,因此,这个元素得到了国际科学界的承认。发现109号元素的桂冠,被联邦德国的科学家们夺走了!

他们是怎样制得那新元素唯一而又“短命”的原子的呢?

原来,他们以铋原子为靶,用加速了的铁原子的原子核进行轰击。铋是83号元素,铁是26号元素,它们“相加”,便成了109号元素:

83+26=109

不过,进行这一原子核“加法”,并不容易。联邦德国科学家们曾用铁原子核进行了几十亿次轰击,要么没有击中“靶”,要么劲儿太大,把铋原子轰成一堆碎片。

1982年8月29日,机会终于来了,有一个铁原子核,不偏不倚击中一个铋原子核,聚合在一起,形成了109号元素。这个新原子在千分之五秒之后,分裂了,射出一个氦核,蜕变成107号元素的原子。紧接着,这个原子又射出一个氦核,蜕变成105号元素的原子。新原子放射1个正电子,原子核中的1个质子转变为中子,于是再蜕变成104号元素的原子。这104号元素原子又大分裂,碎成两半……

但是,所制得的109号元素,只有一个原子。要发现、确定这个新元素的原子,是很不容易的。如同联邦德国重离子研究所所长普特里兹所说:“比如有一趟货车,一节节车皮拉的都是沙子,它的速度是1小时32千米。在一节车皮里,埋藏着一粒稍微不同寻常的沙子。我们探测器要完成的任务,就相当于在飞驰而过的这趟列车上找出那粒沙子。”

联邦德国的科学家用十分精密的方法,准确地测到了那唯一的109号元素的原子:他们设置了“重离子反应分选器”,犹如设置了哨卡。站在那儿执勤的“哨兵”是电场和磁场。只有按照一定速度运行的109号元素的原子,才得以“放行”,而其他元素的原子,休想通过这一“哨卡”。

通过“哨卡”的原子,撞击在一块硅片上。这时,硅片把这个原子的撞击位置以及能量记录下来。经过电子计算机计算,可以算出这个原子的质量,从而明确地查出这个原子的“身份”。

另外,联邦德国科学家还通过“探测器”,精确地测得了这个原子蜕变为107号元素—105号元素—104号元素……的整个蜕变过程。

所有这一切严格的测定和严密的实验,都清楚地表明:联邦德国的科学家确实制得了109号元素—虽然只制得了一个原子!

109号元素的制得,说明人类对化学的研究达到了一个崭新的水平。

1977年8月,国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)无机化学组会议决定,从104号元素起,不再用人名或者国名来命名了,而是称为“×××号元素”。元素的拉丁文名称,也做了统一的命名规定。根据这一规定,109号元素的拉丁文名称为“Unnilennium”,化学元素符号为“Une”。

109号元素以后

在109号元素被发现以后,请注意,人类已发现的化学元素,并不是109种,而是108种!

为什么呢?

因为科学家们“越过”了108号元素,先合成了109号元素。

不过,据科学家们估计,在109号元素发现以后,离发现108号元素的日子,已经不会太远了。

果真如此。时间过去还不到两年,化学元素周期表上那第108号空房间,就迁入新居民了。

首先合成108号元素的,是由德国、苏联和中国等七个国家的24位核化学家组成的一个国际合作研究组。他们在1984年3月宣布了自己的新成果。

国际合作研究组是在德国黑森州达姆斯塔特加速器中合成108号元素的。他们用铁58去轰击铅208,制得108号元素。108号元素寿命很短,半衰期为2毫秒。

108号元素的英文名为Hassium,以纪念达姆斯塔特加速器所在的黑森州。108号元素符号为Hs,中文名字为“ ”。

就在国际合作研究组在德国宣布自己的新发现之后两个月—1984年5月,苏联科学家们在能够产生强大重离子束的Y-400回旋加速器中,用类似的方法,也制得了108号元素。虽然苏联科学家们晚了一步,但他们毕竟又一次证明,用人工方法能够合成108号元素。

然而,世界上到底有多少种化学元素?人们会不会无休止地把化学元素逐个制造出来?

这些问题引起了激烈的争论。

有人认为,从100号元素镄以后,人们虽然合成了许多新元素,但是这些新元素的寿命越来越短。像107号元素,只能活1毫秒。照此推理下去,108号、109号、110号……这些元素的寿命更短,因此人工合成新元素的希望将会越来越渺茫。他们预言,即使今后人们还可能再制成几种新元素,但是已经为数不多了。

可是,很多科学家认真研究了元素周期表,推算出在108号元素以后,可能会出现几种“命长”的新元素!

这些科学家经过推算,认为当元素的原子核中质子数为2、8、20、28、50、82,或者中子数为2、8、20、28、50、82、126时,原子核就比较稳定,寿命比较长。根据这一理论,他们预言114号元素,将是一种很稳定的元素,寿命可达一亿年!也就是说,人们如果发现了114号元素,这种元素将像金、银、铜、铁一样“长寿”,可以在工农业生产中得到广泛应用。

科学家们甚至根据元素周期表,预言了114号元素的一些特征:

它的性质类似于金属铅,目前可称它为“类铅”。

它是一种金属,密度为每立方厘米16克。

沸点为147℃。

熔点为67℃。

它可以用来制造核武器。这种核武器体积很小,一颗用114号元素制成的小型核弹,甚至可放在手提包中随身携带!

另外,科学家们还推算出,110号和164号元素也将是一种“长命”的元素,可以“活”一千万年以上。

不过,当110号元素终于被制成时,却表明这种新元素并非“可以‘活’一千万年以上”,而是依然“短命”。

那是在1994年,德国达姆斯塔特重离子研究所宣布,由德国物理学家安布拉斯特领导的一个小组,利用镍原子轰击作为靶的铅原子,从产物中检测到新元素110号的存在。这个小组成员包括俄罗斯、斯洛伐克和芬兰的科学家。新元素110号的寿命极短,半衰期少于1毫秒。

德国达姆斯塔特重离子研究所提议,以实验室的所在地“Darmstadtium”(达姆斯塔特)命名110号元素。9年之后,即2003年8月,国际纯粹和应用化学联合会同意把110号元素命名为Darmstadtium,元素符号为Ds。中文名为“ ”。

也是在1994年,德国科学家西古德·霍夫曼与同事用镍和铋进行对撞实验,观测到了三个衰变系,其中有第111号元素存在。此后,科学家又重复实验,证实了第111号元素的存在。第111号元素放射性强,半衰期为千分之一点五秒。

德国科学家提议,把第111号元素命名为Roentgenium,以纪念发现X射线的德国物理学家伦琴。

十年之后,即2004年,国际纯粹和应用化学联合会同意把111号元素命名为Roentgenium,元素符号为Rg。

2006年1月20日,中国科学技术名词审定委员会、国家语言文字工作委员会组织召开了第111号元素中文定名研讨会,决定第111号元素的中文名为“ ”。

1999年,美国加利福尼亚的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室宣称他们已经合成了第118号元素。但是,2002年,他们又宣布,撤回发现118号元素的公告,因为他们发现,有人伪造数据。为此,这个实验室开除了那个造假的科学家。

2006年10月17日,美国加利福尼亚的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室和俄罗斯的联合原子核研究所共同郑重宣布,他们制成了第118号元素。第118号元素是在俄罗斯制成的,使用了美国提供的少量锎。他们是用人造元素锎去撞击钙,制造出第118号元素。

第118号元素“住”在化学元素周期表中氡元素之下的“房间”。这种新元素仅仅存在了0.9毫秒,但这却是人类首次制成的人造惰性气体元素。

2017年,中国科学院、国家语言文字工作委员会已经正式给出了113号、115号、117号、118号元素的中文名字:

113号元素Nh,中文名

115号元素Mc,中文名

117号元素Ts,中文名

118号元素Og,中文名

第118号元素裂变时,先是衰退为116号元素。在1毫秒之后,116号元素立即衰退成第114号元素,然后又衰退成第112号元素,最后分裂成两半。

因此,在制成118号元素的同时,又发现了第112号元素、第114号元素和第116号元素。

第112号元素只能存在0.000 02秒。

与此同时,俄罗斯的杜伯纳实验室宣布,他们通过“热融合”,合成了第114号、第115号和第116号元素。其中第115号元素衰变时,生成了第113号元素。

第113号元素的寿命为1.2秒。

这样,111号、112号、113号、114号、115号、116号、118号元素相继被发现。在这段时间里,其他国家的科学家也曾经用不同的方法制成这些人造元素。

然而,117号元素一直空缺。不过,有人预言,一旦制成119号元素,当119号元素衰变时,会产生117号元素。

于是,119号元素成为当今化学界众所关注的元素。2007年9月26日,忽然从俄罗斯叶卡捷琳堡市的全俄发明家和创新者协会传出消息,一位来自斯维尔德罗夫州的工程师,声称自己发现了元素周期表上的第119号元素,并希望获得此项专利。据报道:“这名工程师不愿意透露自己的姓名,也没有向外界透露这一元素的合成方法,他向研究院的专家们解释道:从质量上看,第119号元素是氢元素的299倍,也就是说,其原子量为299;它是元素周期表上尚未记录的新元素,并最终完成元素周期表。”

不过,这一消息虽然很快被许多媒体所报道,但是此后没有下文。因为制造第119号元素,倘若没有庞大的实验室和先进的设备,谈何容易!

倒是美国的劳伦斯伯克莱国家实验室正在为此而努力。这个实验室和德国重离子研究中心以及俄罗斯的研究人员,正在筹划用氪离子来轰击铋靶子,以获得119号元素。他们预计,由于119号元素会衰变成117号、115号和113号元素,所以有可能连带着发现117号新元素!

1976年6月,从美国曾传出一个震动科学界的新消息:美国橡树岭国家实验室达兹博士、佛罗里达州大学威廉·纳尔逊和加利福尼亚大学汤姆·卡希尔共同合作,在一种来自马达加斯加的独居石矿物中,用X射线谱发现了四种稳定的新元素—116号、124号、126号和127号!他们在加拿大以及英国牛津的科学报告会上,详细地介绍了他们在独居石中发现极微量的这四种新元素的经过。但是,国际纯粹和应用化学联合会没有承认这一研究成果。

在寻找和制造化学元素的道路上,人类已经付出了巨大的努力,获得了灿烂的成果。但是,时代在前进,人类对化学元素的认识,是永无止境的。

化学元素的秘密,期待着本书的每一位读者去探索,去发现。在不久的将来,化学的历史将要揭开新的篇章。