標籤:人造物

人造元素(artificial elements) 指自然界本來不存在的元素,通過人工方法製造出來的元素,稱為人造元素。引一般透過將兩種元素以高速撞擊,增大自然存在的元素原子核質子的個數,達到增大原子序數,製造出新的元素。

1人造元素有哪些

最先是通過人工核反應合成並被鑒定的元素
它們都是放射性元素,包括(Tc)、(Pm)、(At)、(Np)、(Pu)、(Am)、(Cm)、(Bk)、(Cf)、(Es)、(Fm)、(Md)、(No)、(Lr)、釒盧(Rf)、釒杜(Db)、釒喜(Es)、釒波(Bh)、釒黑(Hs)、釒麥(Mt)和110、111、112號元素。以後數十年間,人們陸續合成了十幾種超鈾元素,進一步發展了元素周期系。鍀及其合金低溫下是超導體;鉕147(147Pm)是理想的示蹤原子,也可作核電池燃料;鈈239(239Pu)用作核燃料;其他超鈾元素可用於放射性示蹤劑、核熱源、核電池和中子源等方面。

2人造元素的產生方式

人造元素的關鍵是用某種元素的原子核作為「炮彈」來轟擊另一種元素的原子核,當它的能量足以「擊穿」原子核的外殼並熔合成新核時,質子數改變,新元素也就產生了。質子數的改變嚴格地遵從加法原則,如用硼(原子序數為5)轟擊鐦(原子序數為98),得到103號元素鐒(1961年);用鉻(原子序數為24)轟擊鉛(原子序數為82)得到106號元素釒喜(1974年)。元素周期表成了核物理學家手中的一張十分特殊的加法表。不過,實現核反應遠非做加法那樣輕而易舉,要有昂貴的特殊實驗裝置(如回旋加速器)和高超的實驗技術。

3人造元素一覽表

原子序數
43
元素名稱
元素符號
Tc
發現者
西格雷,佩里埃
發現年代
1937
半衰期
Tc97 260萬年
原子序數
61
元素名稱
元素符號
Pm
發現者
馬林斯基等
發現年代
1945
半衰期
Pm145 18年
原子序數
85
元素名稱
元素符號
At
發現者
西格雷,科森等
發現年代
1940
半衰期
At210 8.1小時
原子序數
87
元素名稱
元素符號
Fr(紀念在法國合成)
發現者
佩雷
發現年代
1939
半衰期
Fr212 20分鐘
原子序數
93
元素名稱
元素符號
Np
發現者
麥克米倫
發現年代
1940
半衰期
Np237 214萬年
原子序數
94
元素名稱
元素符號
Pu
發現者
麥克米倫,西博格
發現年代
1940
半衰期
Pu244 7.6×107年
原子序數
95
元素名稱
元素符號
Am(紀念在美國發現)
發現者
西博格,吉奧索
發現年代
1944
半衰期
Am243 7370年
原子序數
96
元素名稱
元素符號
Cm
發現者
西博格,吉奧索
發現年代
1944
半衰期
Cm247 1.54×107年
原子序數
97
元素名稱
元素符號
Bk(紀念貝可勒耳)
發現者
西博格,湯普生等
發現年代
1949
半衰期
Bk247 1400年
原子序數
98
元素名稱
元素符號
Cf
發現者
西博格,吉奧索等
發現年代
1950
半衰期
Cf251 900年
原子序數
99
元素名稱
元素符號
Es(紀念愛因斯坦)
發現者
西博格,吉奧索
發現年代
1955
半衰期
Es254 276天
原子序數
100
元素名稱
元素符號
Fm(紀念費米)
發現者
西博格,吉奧索
發現年代
1955
半衰期
Fm257 82天
原子序數
101
元素名稱
元素符號
Md(紀念門捷列夫)
發現者
吉奧索
發現年代
1955
半衰期
Md258 55天
原子序數
102
元素名稱
元素符號
No(紀念諾貝爾)
發現者
弗列羅夫等
發現年代
1957
半衰期
No259 58分鐘
原子序數
103
元素名稱
元素符號
Lr(紀念勞倫斯)
發現者
吉奧索
發現年代
1961
半衰期
Lr260 3分鐘
原子序數
104
元素名稱
(釒盧)
元素符號
Rf
發現者
弗列羅夫,吉奧索
發現年代
1964,1968
半衰期
~1分鐘
原子序數
105
元素名稱
(釒杜)
元素符號
Db
發現者
弗列羅夫,吉奧索
發現年代
1970,1970
半衰期
~40秒
原子序數
106
元素名稱
(釒喜)
元素符號
Sg
發現者
美,蘇
發現年代
1974
半衰期
~0.9秒
原子序數
107
元素名稱
(釒波)
元素符號
Bh(紀念玻爾)
發現者
聯邦德國
發現年代
1981
半衰期
~10-3秒
原子序數
108
元素名稱
(釒黑)
元素符號
Hs
發現者
聯邦德國
發現年代
1984
半衰期
~10-3秒
原子序數
109
元素名稱
(釒麥)
元素符號
Mt(紀念梅特納)
發現者
聯邦德國
發現年代
1982
半衰期
5×10-3秒
原子序數
110
元素名稱
(釒達)
元素符號
Ds(原稱Uun)
發現者
S. Hofmann等
發現年代

半衰期
1~2.4毫秒(Ds271)
原子序數
111
元素名稱
Rg(釒侖)(紀念倫琴)
(原稱Uuu)
元素符號

發現者

發現年代

半衰期
1~3.5毫秒(Lr272)
原子序數
112
元素名稱
鎶(?)
元素符號
Cn
發現者
德國重離子研究中心
發現年代
1996
半衰期

原子序數
113
元素名稱

元素符號
Uut
發現者
核研究聯合研究所
發現年代
1998
半衰期
30s
原子序數
114
元素名稱

元素符號
Uuq
發現者
核研究聯合研究所
發現年代
1998
半衰期
2.6s
原子序數
116
元素名稱

元素符號
Uuh
發現者

發現年代

半衰期
60ms
原子序數 114 元素名稱 元素符號 Uuh 發現者 核研究聯合科研所 發現年代 半衰期

4關於人造元素的出現

用算盤做加法,那很便當,只需要把算盤珠朝上一撥,就加上一了。可是,要往一個原子核里加一個質子或別的什麼東西,可不就那麼容易了。
從1925年起,整整經過9個年頭——直到1934年,法國科學家弗列特里克·約里奧·居里和他的妻子伊綸·約里奧·居里(即鐳的發現者居里夫人的女兒)才找到進行原子「加法」的辦法。當時,他們在巴黎的鐳學研究院里工作。他們發現,有一种放射性元素——84號元素釙的原子核,在分裂的時候,會以極高的速度射出它的「碎片」——氦原子核。在氦原子核里,含有2個質子。於是,他們就用這氦作為「炮彈」,去向金屬鋁板「開火」。嘿,出現了奇迹,鋁竟然變成了磷!
鋁,銀閃閃的,是一種金屬,磷,卻是非金屬。鋁怎麼會變成磷呢?用「加法」一算,事情就很明白:鋁是13號元素,它的原子核中含有13個質子。當氦原子核以極高的速度向它衝來時,它就吸收了氦原子核。氦核中含有2個質子。13+2=15於是,形成了一個含有15個質子的新原子核。你去查查元素周期表,那15號元素是什麼?15號元素是磷!就這樣,鋁像變魔術似的,變成了另一種元素——磷!
不久,美國物理學家勞倫斯發明了「原子大炮」——回旋加速器。在這種加速器中,可以把某些原子核加速,像「炮彈」似的以極高的速度向別的原子核進行轟擊。這樣一來,就為人工製造新元素創造了更加有利的條件,勞倫斯因此而獲得了諾貝爾物理學獎。
1937年,勞倫斯在回旋加速器中,用含有1個質子的氘原子核去「轟擊」42號元素——鉬,結果製得了第43號新元素。
鑒於前幾年人們接連宣稱發現失蹤元素,而後來又被一一推翻,所以這一次勞倫斯特別慎重。他把自己製得的新元素,送給了著名的義大利化學家西格雷,請他鑒定。西格雷又找了另一位義大利化學家佩里埃仔仔細細進行分析。最後,由這兩位化學家向世界鄭重宣布——人們尋找多年的43號元素,終於被勞倫斯製成了。這兩位化學家把這新元素命名為「鍀」,希臘文的原意是「人工製造的」。
鍀,成了第一個人造的元素!當時,他們製得的鍀非常少,總共才一百億分之一克。後來,人們進一步發現:鍀並沒有真正的從地球上失蹤。其實,在大自然中,也存在著極微量的鍀。1949年,美籍中國女物理學家吳健雄以及她的同事從鈾的裂變產物中,發現了鍀。據測定,一克鈾全部裂變以後,大約可提取26毫克鍀。另外,人們還對從別的星球上射來的光線進行光譜分析,發現在其他星球上也存在鍀。這位「隱士」的真面目,終於被人們弄清楚了:鍀是一種銀閃閃的金屬。具有放射性。它十分耐熱,熔點高達攝氏2200度。有趣的是,鍀在攝氏零下265度時,電阻就會全部消失,變成一種沒有電阻的金屬!

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