人名元素故事:致敬先驱。
上回说到村长人为了普查地球村各居民的户籍信息,不远万里来到稀土家调查情况,耗费150余年才把稀土一家成员分辨清楚、登记在册。钇妈妈感激村长家族中芬兰人约翰·加多林的知遇之恩(1794年约翰·加多林发现了化学元素钇,引发了稀土金属镧系元素的发现),把自己最宠爱的小儿子取名“钆”,接给村长人做干儿子。(钆序号64,英文名Gadolinium,简称Gd,源自加多林之名)。这时村长人与稀土一家更加熟络,依依不舍离开干儿子后,顺路造访了同在第三副族路的锕姐一家。
村长人原本认为锕姐家和渣镧家一样热闹,敲门许久屋里一片寂静,正当村长人准备转身离开时,一位女孩子匆匆擦拭完泪眼,走过来轻轻地打开了门。村长问:“我是村长,小妹妹叫什么?家中还有哪些亲人?”女孩答:“我叫铀,家中现有3位姐姐:锕姐、钍姐和镤姐,但有11位妹妹不幸走散。”村长人深表同情,随后铀妹妹把村长人引入大厅去见三位姐姐。村长人见大厅四周有15间屋子,格外敞亮却冷冷清清。锕姐、钍姐、镤姐和铀妹妹走到大厅,村长见四位女孩子:一个手如柔荑(tí)、一个肤如凝脂、一个领如蝤蛴(qiúqí)、一个齿如瓠犀(hùxī)(注:出自前秦《硕人》,大意:纤手如白茅之芽柔软;肌肤如凝脂白润;脖子如天牛幼虫修长白皙,牙齿如瓠瓜子整齐白净。锕系元素皆为银灰色有光泽的放射性金属。1789年德国人克拉普罗特从沥青铀矿中发现了第一个锕系元素铀92,随后发现了钍90、锕89和镤91。数字代表原子序号。)
但四位女孩子脸上均布满了散不去的哀容,村长才慢慢得知:她们的父母早逝,11位妹妹不幸失散。村长义不容辞答应帮她们找回失散的11位妹妹。村长随即召开村委会讨论,紧接着发动家族成员在地球村全面寻找,历时21年终于全部找回了锕姐家失散的11位妹妹。(铀以后的元素,序号93-,即超铀元素,属于人工合成元素,其中有部分超铀元素先通过人工合成发现,后在自然界中发现痕迹存在。得益于卢瑟福的α粒子轰击、劳伦斯的回旋加速器、费米的中子轰炸等贡献的推动,人工合成元素在1940年后通过人工核反应合成,在2006年全部填满元素周期表第七周期。详见本文末尾拓展内容。)
表1:在自然界中皆痕量分布,通常由人工合成的元素from wikipedia。*为锕系元素;
表2:自然界不存在的人工合成元素from wikipedia。*为锕系元素;
锕姐一家为了报答村长的恩情,有6位妹妹自愿改名,致敬村长家族科学先驱们的贡献:锔Curium以镭发现者玛丽和皮埃尔·居里(Marie and PierreCurie)命名;锿Einsteinium以光电效应和相对论提出者爱因斯坦(Albert Einstein)命名;镄Fermium以慢中子工作开创者费米(Enrico Fermi)命名;钔Mendelevium以元素周期表提出者门捷列夫(DmitrijMendelejev)命名;锘Nobelium以诺贝尔奖创立者诺贝尔(Alfred Nobel)命名;铹Lawrencium以回旋加速器发明者劳伦斯(Ernest O.Lawrence)命名。
锕姐一家姐妹终于团圆,融入了地球村大家庭!也始终对科学先驱们满怀敬意!
表4:以科学家姓名命名的15种元素from wikipedia。*为锕系元素(包含锔)
拓展:杜立波:人工合成元素的方法有哪些?from《对话科学家》
在20世纪的时候,人们已经证实了,原子是由原子核中的质子、中子和外围的电子组成的。
早在1910年的时候,英国的物理学家和化学家卢瑟福就发现,用α粒子去撞击金箔的时候,有的α粒子是可以穿过金箔的,有的是发生了折射,还有的是发生了反射,这就提示α粒子一定是遇到了一个非常坚硬的东西,然后才能反射回来。这就提示他可能这个东西就是原子的原子核。他考虑到由于金箔元素的质量数比较大,它的质子和中子中间的力比较强,很难用α粒子直接轰击开,因此他就把金箔换成了氮元素。
氮元素是由7个质子和7个中子组成的,α粒子去轰击氮元素的时候,α粒子是由两个质子和两个中子组成的,它去轰击氮元素的时候就发现合成了一个氢元素,一个氧元素。这也就是说可以通过用α粒子去轰击氮原子的形式形成一种新的元素。
在随后人工合成元素中都是采用了类似的方法,现在采用的是回旋加速器,去加速粒子,去轰击已有的粒子,然后形成新的人工合成的元素。
以117号元素为例,它其实就是用了一个钙离子,然后通过回旋加速器加速去轰击 97号的钡离子,攻击完之后,它就形成了第117号的这种新元素。整体上来讲都是采用这种核去轰击一种已知的元素,打开它的质子和中子,然后形成新的元素的这种方式。