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    2020/08/26 23:48:08 发布5990 浏览0 回复0 点赞
苏哈
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在1869年,俄罗斯化学家门捷列夫把当时发现的66种元素排列成现在著名的元素周期表,到目前为止,人类已经发现了118种元素,其中92种为天然元素,26种为人工合成的。

地球上的一切可以说都是由元素所构成的,然而对于整个宇宙来说,地球应该只能连一粒尘埃都算不上,十分都渺小,因此地球上的元素资源自然是非常稀缺的。

就拿氦来说,从整个宇宙的角度来说,宇宙丰富中最多的一种元素应该为氢元素,其次为氦元素,而氢和氦不仅是分布最广的两种元素,还是宇宙中含量最高的两种元素。

其中氢元素占到了宇宙总元素的75%左右,而氦元素也占到了23%左右,剩下不到2%的元素都是由其他元素共同组成的,但是氦元素在地球上却十分稀缺。

为什么地球上的氦元素那么少呢?

氦作为宇宙元素中含量第二的物质,在宇宙星际中其主要来源是恒星以及星际能源的热核反应,按理说氦元素应该十分广泛。

然而,在地球上氦元素却是非常少。之所以氦元素在地球上非常稀缺,主要有以下几个方面,其一是氦的原子序数是2,相对原子质量为4.0026,所以氦太轻了。地球上的重力并不能把氦维持住,一阵太阳风过来,就可以把氦给“吹跑了”。

其二就是氦本身是一种惰性气体;其三,一千克铀经过5000万年的衰变才产生了1克氦气,所以氦元素的生成效率非常低。

目前地球上的氦元素主要都存在于地壳中,主要是由一些放射性元素经过衰变后产生的,比如铀元素发生阿尔法衰变后会产生氦元素,因此氦元素在地球上是非常稀有的。而且如今氦在多个领域都具有非常重要的作用,如充当冷却剂。

元素的生成机制

原子是由原子核(质子、中子)以及围绕在原子核周围的电子构成,决定某个原子元素种类的,是这个原子核内的质子数量,比如说氢的原子核只有一个质子,它就是元素周期表上的1号元素,而氦的原子核内有两个质子,它就是元素周期表上的2号元素,然后以此类推。

从理论上来说,只要把质子一直进行组合,就可以创造出越来越重的元素,但在原子核内部,一直存在着两种基本力——强相互作用力(是将原子核内的核子束缚在一起)以及电磁力(是将原子核内的质子分开)。

由于质子带正电,因此这两种力相互排斥。强相互作用力虽然大,但作用范围太短,相反电磁是个长程力,并可以无限叠加,不过就是比强相互作用力小。

因此当原子核内的质子达到一定数量,两种力之间的排斥力就会发生叠加,而在这种情况下的原子核就会变得很不稳定,从而发生衰变。

比如说α衰变就是原子核内释放出由两个质子和两个中子构成的α粒子,α衰变发生后,原子核的质量数会减少4个单位,其原子序数也会减少了2个单位。

总而言之,当原子的原子核内的质子数量越多,这个原子就越不稳定,一旦原子核内的质子数量超过临界点时,这个原子就会发生衰变。

虽然宇宙浩瀚无垠,但在宇宙中的规则几乎都是一样的,也就是说任何元素都具有一定的特征,遵循一定的形成规律,因此宇宙中的元素也存在于地球上。

目前,我们对新元素的探索主要是从人工合成和自然探索这两个方面进行的,其中人工合成主要是通过高能中子的长期辐照、核爆炸和重离子加速器等现代实验手段来实现的。

除此之外,我们还可以从宇宙射线、卫星石以及天然矿物等等发现新元素。如今人类已经可以在实验室里通过核碰撞来创造出新元素。

2014年,日本曾使用rilac直接加速器加速锌粒子并撞击一片,创造出了第113号元素“Unt”,但人工元素的寿命极短,而这个113号元素只存在万分之三秒,就发生了衰变,变成了其他元素。

再来说2016年,科学家们用人工元素去撞击钙,制造出一个原子核中含有118个质子的新原子,然而这种元素仅仅存在了1毫秒,不过这却是人类制造出最重的元素。


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