元素是我們的好朋友。它們單獨或者組合在一起構成物質,時刻陪伴在我們身邊。
如同人一樣,每個元素都有自己的性格,有自己的愛好和苦惱。元素家族的成員們經常聚在一起,開場party、來次集體旅游,有時候,還會整出大事情。
這段時間,元素家族喜事不斷,如新成員加入到元素大本營中并被命名、地核中的“第三元素”硅被發現以及價值被肯定,大家都樂翻天了。那我們化身為元素使者,走入元素王國,也來感受下它們的快樂,并深入了解這些時刻陪伴我們的小伙伴吧。
4個新元素——第118、115、113、117號元素陸續亮相,加入到元素家族中,補齊了元素周期表的第7行。這下,元素周期表更“豐滿”了。
這4個新元素不同于元素周期表中的前92位兄弟姐妹,它們都是科學家在實驗室里合成的,放射性強,還特別重。
2003年,第115號元素首次亮相。要知道,它的兩個鄰居——第114號元素和第116元素早就成為了元素周期表中的成員,它得緊跟鄰居的步伐啊。
它由美國和俄羅斯的科研人員合作合成,被命名為Moscovium,閃電般地出現后,不到一秒鐘就會衰變成其他元素。
它放射性很強,小小的一部分足以置人于死地。現在,科學家還不敢深入研究它,生怕它被人利用,給人類帶來毀滅性的災難。
第113號元素很不穩定,屬于弱金屬,穿著銀白色或者灰色的外衣,里面裝著一個巨大的原子核。
2004年,日本科學家第一次合成了第113號元素,之后,又成功合成過兩次。所以說,第113號元素是日本科學家最親密的朋友,國際化學機構將它的命名權授予日本,一點也不奇怪。

日本科學家以日本國名Nihon將第113號元素命名為Nihonium,簡稱Nh。元素周期表正式迎來了首個由非歐美國家命名的元素。
如果有一天,第113號元素被投入使用,那可能被用于核電或者武器領域。
第117號元素是由俄羅斯杜布納聯合核研究所為首的一個國際團隊于2010年首次合成的。2012年,合成實驗被成功重復了一次。2014年,一個國際科研小組用實驗證實了第117號元素的存在。
第117號元素Tennessee屬于鹵族元素,是個“大塊頭”,約比鉛元素重40%,很不穩定,壽命相當短暫。它或許跟第115號元素和第113元素有著某種聯系,出現后很快會衰變成第115號元素或第113號元素。
第118號元素Oganesson是目前最重的元素,排在氡元素下面,是一種稀有氣體元素。
它喜歡“變身”,產生后,僅存在0.9毫秒,便先衰變為第116號元素,再衰變為第114號元素,接著衰變為第112號元素,最后一分為二。
告訴你們哦,第115、113、117、118號這4個元素被合成的方式差不多,都是用一種元素撞擊另外一種元素而得到的。比如,第113號元素是由鋅元素和鉍元素連續撞擊數萬億次而合成的。
雖然,目前這些重量級元素沒有什么實際用途,但可以肯定的是,它們可以幫助科學家制造出非常重、非常有用的元素。
第118號元素不是最后一種元素。第119號元素應該很快就會與大家見面了吧。你們猜猜,科學家合成它時,會選擇撞擊哪兩種元素呢?
元素家族成員那么多,如何區分它們呢?
聰明的人類想到了給它們取名字。它們通用的名字是英文名,在中國,它們還有自己的中文名字。
這名字可不是隨便取的,而被賦予了一定的含義。
根據元素的特性給元素命名,是人們用到的最多的命名方式。
人們或根據元素的樣子,或根據元素呈現的顏色,或根據元素構成的物質性質而給它們命名。
代表成員:
氮,名字的含義為“生成硝石的元素”。
磷,名字取意“發光體”。
氯,因其單質呈黃綠色而得名。
為了紀念一些有突出貢獻的科學家,很多元素被冠以這些科學家的名字。
代表成員:
锿,名字是為了紀念杰出的物理學家、相對論的創立者阿爾伯特·愛因斯坦。
鐨,名字是為了紀念美籍意大利著名物理學家、1938年諾貝爾物理學獎獲得者恩利克·費米。
鍆,名字是為了紀念俄羅斯化學家、化學元素周期律的發現者德米特里·門捷列夫。
和第113號元素一樣,一些元素的名字也是以國家的名字命名的,這讓那些國家的人民相當自豪呢。
另外,人們會將一些地名作為元素的名字。這類元素不少,約占總數的1/4。
代表成員:
鎵,1875年,法國化學家德布瓦伯德蘭發現了第31號元素,將其命名為“鎵”,用來紀念他的祖國。“鎵”的拉丁文是法國古時候的名稱。
釙,1898年,居里夫婦發現了第84號元素,他們將其命名為“釙”,用來紀念居里夫人的祖國——波蘭。“釙”的法文意思是“波蘭”。
鍺,1885年,德國化學家克雷門斯·亞歷山大·溫克勒在希美爾卑斯特礦山發現了第32號元素,將其命名為“鍺”。“鍺”就是“日耳曼”的意思,用來紀念他的祖國——德國。
錸,因自己的故鄉是德國的萊茵市,所以發現者將它命名為“錸”。
镅,1944年,美國化學家格倫·西奧多·西博格與喬索教授合作,制得第95號元素,將其命名為“镅”,用來紀念發現地點美洲。
星球和神話人物的名字一直非常受歡迎。人們有時極富創意,以星球或神話人物的名字給元素命名,讓元素具有浪漫或神秘色彩。
代表成員:
硒,意為“月亮”。
鉭,意為“旦塔勒斯”,是希臘神話中的英雄。
鈮,意為“尼奧婢”,即旦塔勒斯的女兒。
有趣的是,鉭和鈮這兩種元素性質相似,在自然界中往往共生在一起,而鈮元素是從含鉭的礦石中分離出來的。所以,科學家分別用父、女的名字給它們命名,非常合適。
有些元素的名字來源于它們被發現前所待的礦石,或者被發現的方式。
代表成員:
鋰,由于是在一種稀有巖石中被發現的,所以取名“石頭”。
鎂,名字源于“白鎂氧”,因為科學家用鉀還原白鎂氧而制得鎂。
在元素家族的合影中認出每個元素,不是一件難事,因為它們形象各異,個性也大不相同。
光頭鹵族元素、“三毛”氧族元素、超級獨立的稀有氣體元素……個性洋溢的元素兄弟們登場了,快來捧場!
身輕活潑的鋰
鋰是一種柔軟的銀白色金屬,模樣跟有些金屬差不多,但性格不同一般。
金屬在我們的印象里是沉甸甸的,比同樣大小的木柴、砂石重多了,然而鋰卻輕得出奇,是所有金屬中最輕的一個。即使把它扔到汽油里,它也會像軟木塞那樣浮起來。
除了體重輕,鋰還特別軟,富有延展性,可以切割成薄片,拉伸成絲。
鋰生性活潑,愛與其他物質結交。比如它一接觸潮濕空氣,就會與空氣中的氧、氮等氣體迅速發生反應,生成一層淡黃色或黑色的薄膜覆蓋在表面。
如果我們將一小塊鋰放入玻璃器皿中,塞上磨砂塞,鋰會馬上與器皿里面的空氣反應,將空氣耗盡。這時,你使上九牛二虎之力,也別想把磨砂塞拔出來。所以,對于鋰這個頑皮的家伙,我們要保存它十分困難。化學家們只好把它強行捺入凡士林油或液體石蠟中,不許它亂交朋友。
鹵族家族中的小弟——氟很難聞,在常溫下是淡黃綠色的氣體。當氣溫低于-188℃時,它會變成黃色的液體,在-219.6℃時會變成黃色結晶體。
它很調皮,到處惹禍,所以哥哥、姐姐們總會派人看著它。它個性特別強,動不動就和別人打架。它能把大多數金屬腐蝕掉,將堿金屬點燃,黃金受熱后,也會在氟氣中燃燒。非金屬同樣會在氟氣中燃燒。
氟最怕鉑,最喜歡和氫一起玩。氟和氫一見面就成了形影不離的朋友,兩個抱成團,在空氣中形成白霧,溶于水叫氫氟酸。
它們兩個在一起到處惹事,把植物變得枯黃,把動物殺死,連主人也不放過。人們把氟和氫的化合物從其他物質中提取出來時,發生了一些悲痛的事情。例如,1836年,諾克斯兩兄弟在做提取實驗時,一個死了,另一個被迫停止工作。
最早利用氟的是德國藝術家斯萬哈德,他發現含氟的化合物——螢石跟硫酸反應制得的溶液能刻畫玻璃。
銻非常脆,易熔,最愛穿銀灰色的外衣。它分為灰銻、黃銻、黑銻和易爆炸的爆炸銻,外表為銀灰色的就是灰銻。
這幾種銻能夠相互轉換,前提是溫度變化或被外物撞擊。當溫度高于-80℃時,黃銻很快會變成黑銻,而黑銻加熱,會變成灰銻。爆炸銻被較硬的東西撞擊,會放出大量的熱量和火花,很快變成灰銻。
銻喜歡與鉛合作,和鉛熔在一起制成硬鉛。我們平時用到的很多東西,都是用硬鉛做的。例如鉛笛電池里的鉛板、耐強酸的鉛管。第一次世界大戰時,人們曾用硬鉛制造榴霰彈。
一般的物體都是熱脹冷縮,而銻卻很反常,熱縮冷脹。液態的銻受冷凝固時,體積反而膨脹,所以,人們在制造鉛字時,往鉛字合金里加入一些銻。熔化了的鉛字合金被澆入銅模,冷卻凝固時,合金稍微膨脹,使每個字的筆劃都十分清晰地凸顯出來。
磷有兩種:白磷和紅磷。雖然它們都是磷,但脾氣差別很大。
白磷軟綿綿的,用小刀就能切開。它非常活潑,放在空氣中,即使沒點火,也會自燃,冒出一股濃煙。所以,平時人們總是把白磷浸在煤油或水里,讓它跟空氣隔絕。紅磷比白磷老實得多,不會自燃。要想點燃它,得把它加熱到100℃以上。白磷有劇毒,紅磷沒有毒性。
白磷和紅磷可以相互轉換。如果隔絕空氣,把白磷加熱到250℃,白磷就會全部變成紅磷;如果把紅磷加熱到很高的溫度,它會變成蒸氣,遇冷凝結為白磷。
在特定的環境下,它們的兩個兄弟——紫磷和黑磷也會出現。黑磷是人們在高壓下把白磷蒸氣冷凝得到的,樣子很像石墨,能導電。黑磷被加熱到125℃則會變成鋼藍色的紫磷。原來紫磷不是紫色的哦。
我們體內也有不少磷,據測定,約有1千克。不過,這磷既不是白磷,也不是紅磷,而是磷的化合物。其中骨頭中含磷最多。
夜里,人們有時在墳地或荒野會看見綠幽幽或淺藍色的“鬼火”,這種火與磷有關。當尸體腐爛時,人或動物體內的磷分解成一種氣體,這種氣體中有一種物體,像白磷一樣,在空氣中能自燃,發出淡綠或淺藍色的光。
氬是最早發現的惰性氣體,一點也不活潑,在家族里非常不合群,不愛說話,不喜歡和其他元素玩——幾乎不與別的元素化合。因此,氬很容易被忽視。
在空氣中,氬的含量與其他的惰性氣體相比,算是多的了。
雖然它不喜歡湊熱鬧,但需要它時,它還是會挺身而出。由于在電場激發下,能發出淺藍色的光,且導熱性差,它常被用來填充霓虹燈管和白熾燈泡。
人們焊接金屬時,也找氬幫忙,將它作為保護氣體,焊接一些化學性質非常活潑的金屬,如鎂、鋁等,可防止這些金屬在高溫下氧化。