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化学元素Uts(理论上又称137号元素,或者叫费曼元素)究竟存在吗?
1869年,俄国化学家德米特里·门捷列夫向俄国化学界公布了他所列的化学元素周期表,首先他根据元素的原子数(后来证明在原子核中原子数与质子数相等)进行顺序排列,然后按照相似、重复的元素性质进行分组排列。当时的表格还留有许多空白,门捷列夫成功预言了这些未知元素的性质,他相信未来这些元素会被发现并填补这些空白,但是迄今为止人们仍未发现这些未知元素。有一些元素能在自然界产生,而一些质量更重、稳定性更低且带有辐射的元素则只能出自实验室且存在时间也很短。近些年,科学家们已合成出了原子总数达到118个的元素。
美国伟大的物理学家理查德·费曼(逝世于1988年)曾指出,根据尼尔斯和保罗·迪拉克提出的理论,一个原子数超过137的元素是不可能存在的,因为根据数学运算,在那种情况下电子的速度将超过光速,这是不可能达到的。因此137号元素,又叫化学元素Uts或费曼元素,无论科学家们如何尝试合成,都无法取得成功。
我可以带着怀疑、不确定和困惑之心生活,因为对我而言,相比对事物抱有错误看法的生活,一无所知的生活更加有趣。
——理查德·费曼(1919—1988)
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锎元素在地球自然界存在吗?(www.xing528.com)
如上述所说,门捷列夫在1869年列出了化学元素周期表,他设想了迄今还未知的元素并预言出了这些元素的性质。多数情况下,这些未知元素都用太阳光谱中的模糊线记录,这给研究者提供了暗示如何去合成这些元素。随着科学家们开始了解辐射衰退的概念——衰退过程中原子可能会转换成另一种原子。他们发明许多方法可以形成元素周期表中空缺的元素。其中一个例子便是1950年在加州大学发现的新元素,很快该元素就被命名为锎以纪念该所大学及所在的加利福尼亚州。
锎原子数为98,该元素已发现可运用在许多领域,包括从治疗癌症到核反应的启动阶段。大约有20个锎的同位素被发现,辐射性都很强,但它们的半衰期(辐射衰退的平均时间)从几分钟到898年时间不等。
锎从太阳光谱中被发现,且通过核辐射对其他原子作用下也会形成锎,那么它就有可能在地球最初时期出现过,但经历了1000年不到的半衰期之后,锎元素就从地球上消失了。关于锎元素现在能否通过自然界产生还无人知晓。它曾在核爆炸后的放射性尘埃中被发现,在铀矿石的核反应中可能会释放出微量的锎,这是目前为止锎产生的两个途径。因此最近出现的用于医疗或勘探的设施中含有的合成锎,推测应该是人工造的。
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除已知的118个元素外,元素周期表还能扩展多少?
虽然迪拉克和波尔都表示原子数超过137的元素不可能存在,但他们并未考虑相对情况。一些运算表明元素中原子数可高达139,而另一些人认为理论上该数量可超过173。在已知的118个元素中,最新发现且命名缺乏创意的Uuo元素,或叫118元素,发现于2002年,在2006年合成。118个元素中原子数从1到94中的这些元素是目前已知可被自然界生产出的元素,这些元素中只有8个是稳定的,其他则有辐射衰退,周期从几分钟到几十亿年不等。即使在那几个被认为是稳定的元素中,最后也会衰退,尽管衰退时间可能会比整个宇宙形成的时间还要长。
较重元素的一个问题是,质子之间的排斥力将会超过将原子结合需要的强核力。因此原子常常需要在极热或极高压的环境中才能形成,且存在的时间只有几微秒钟。对于断定较重元素能否存在,我们还不知道可能的局限是什么。
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