我们填满了元素周期表的第七行,能开始第八行吗?( 四 )



我们填满了元素周期表的第七行,能开始第八行吗?

文章插图

“现在看来,这个特殊的稳定可能不出现,直到122号元素 。 ”
事实上, 超重元素可能不总是不稳定的 。 在存在稳定范围内可能会有一些原子核相对长寿 。 这决定于中子和质子的数量 。
核物理学家已经发现原子核的质子和中子像轨道电子一样, 形成层状组织布满原子核 。 呈“神奇的数字”对应, 并形成特别稳定的原子核 。
氦、氧、钙、锡和铅的原子核都有一个充满质子的壳层, 使它们的原子核特别稳定 。 充满中子的壳层也可以使原子核稳定 。 同位素铅-208就是同时拥有充满质子和中子的质子层和中子层 。
超重核的计算揭示了神奇的数字很难确定的, 并且目前还不大清楚这些数字有什么规律 。

我们填满了元素周期表的第七行,能开始第八行吗?

文章插图

“我们期待几个原子最好能存在几天不发生衰变 。 ”
曾认为, 114号元素(被命名为鈇, 以纪念苏联原子物理学家乔治·弗洛伊洛夫)的两种同位素原子核拥有双重(质子和中子)壳层, 因此会相对稳定 。 这些同位素有184和196个中子, 因此被称为鈇-298和鈇-310 。
现在看来,在122号元素以前, 这个特殊的稳定可能不出现 。
鈇仍然可能获得一些稳定的核壳层影响 。 根据超重元素的衰变标准预测鈇-298预计大约有17天的半衰期 。 到目前为止, 最长寿命的同位素鈇-289的半衰期仅为2.6秒 。
目前尚不清楚是否存在超重元素能够从原子开始在可感知范围内将持续足够的时间的积累 。 但是这看起来似乎不大可能 。 我们期待最好的可能是几个原子能存在几天不发生衰变 。
除此之外, 有一个新的观点:当原子多重时以至于它们根本无法存在?

我们填满了元素周期表的第七行,能开始第八行吗?

文章插图

“对粒子有时会突然虚无的存在 。 ”
美国物理学家理查德·费曼这样认为 。 他进行了粗略的计算表明,制造一个含有137个质子的原子核的原子是不可能的 。
起因是最内层的电子没有稳定的轨道, 换句话说, 含有137个质子的原子核不能再继续约束它们 。
然而, 费曼计算时假设原子核大小接近为零, 这个假设是不可能成立的 。 当计算更加精确时最内层电子的能量似乎没什么不良现象发生, 这种实验一直持续到原子系数为173的元素 。
即使这样原子可以保持稳定, 但是还是有奇怪的变化出现 。

我们填满了元素周期表的第七行,能开始第八行吗?

文章插图

“即使元素周期表没有结束, 在遥远的将来将会有新奇的发现等着我们 。 ”
像其他所有在这些微小的尺度上,所有这一切都归结到量子力学 。
这告诉我们, 和其他奇怪的事情一样, 对粒子有时会突然虚无的存在 。 一个粒子是由物质和反物质组成, 例如, 一个粒子是由一个电子和另一个相对应的正电荷组成 。 通常情况下, 两个立即碰撞并相互湮灭 。
这说明, 173号元素最内层的电子可能会在一个不同寻常的,不稳定的状态下唤起这些“虚拟”的粒子 。
如果这些电子被踢出电子层, 例如通过使用X射线, 会留下一个洞, 这个洞将由一个从虚无中产生的电子填满, 但是对于这个电子的形成, 正电荷也必须对应形成, 这将是原子发出的 。
换句话说, 这些元素的巨大的真实的电子云偶尔可能会射出反物质粒子 。
即使元素周期表没有结束, 在遥远的将来将会有新奇的发现等着我们 。 我们是否会探索这些极端的元素完全是另一回事 。

推荐阅读