元素周期表等你來“添丁”

◆本刊綜合

“氫氦鋰鈹硼碳氮氧氟氖……”這一串“魔法”口訣開啟了化學世界的大門。你是否思考過，元素周期表為什么是我們現在所熟知的模樣？各元素為何以這樣的順序排列？這還要從元素周期表的創造史講起。

1789年，法國化學家安托萬·拉瓦錫制作出第一張元素周期表。當時，人們僅知曉33種元素，拉瓦錫將它們按照氣體、金屬、非金屬和土質四種性質進行分類。隨著科技的發展，英國化學家道爾頓于19世紀提出原子論，化學家們逐漸將原子量與化學元素分類聯系起來。

1869年2月17日，俄國化學家德·伊·門捷列夫繪制出第一張規則的元素周期表。這張元素周期表中每一列元素的化學性質相似，每一行元素從左到右的化學反應性漸次更替。

門捷列夫在元素周期表中留出了很多空白，代表當時還未發現但可能存在的元素。隨后，他預言的11種元素逐漸被人們發現，填補了表中的空白。更神奇的是，20世紀才被人們發現的放射性元素以及人造元素，也在周期表中擁有對應的位置。

圖1 門捷列夫紀念郵票

目前，共有118種化學元素被發現，其中94種存在于自然界中。隨著近代科學實驗的興起，科學家積累了相關的實驗資料，開始初步應用化學和物理等手段來探索新的元素。如英國科學家戴維發明了用電解提煉金屬單質元素的方法，相繼發現了鉀、鎂、鈣、鍶、鋇等諸多金屬元素；英國科學家卡文迪許發現金屬鋅或鐵與鹽酸或稀硫酸反應可以制備氫氣，從而發現了氫元素。

化學元素周期表中的大部分元素都是在地球上本身存在的自然元素，少數人工合成的元素被稱作“人造元素”。美國著名核化學家西博格教授發現了新合成的93號和94號元素在周期表中排列的錯位現象，并于1944年提出了著名的“錒系理論”。隨后發表了修改的周期表，在原表下方列入了與鑭系相似的第二系列——錒系，從而創新了現代元素周期表體系，開辟了合成超钚和超錒系等一系列人造元素的道路。

人造元素的關鍵在于用某種元素的原子核去轟擊另一種元素的原子核，當它的能量足以“擊穿”原子核的外殼并熔合成新核時，隨著質子數改變新元素也就產生了。合成人造元素的時間往往是漫長的，合成的道路也并非一帆風順。迄今為止，我國還未能在合成新元素上實現突破，目前這118種化學元素并不一定就是元素周期表的終點，未來新的元素也許就來自你的發現。