【元素家族-连载239】海王星元素、冥王星元素

如题所述

第1个回答  2024-04-11

元素家族的新篇章:海王星与冥王星元素探索


1934年,历史的篇章在德国的一家化学杂志上悄然展开,捷克工程师科帕里克的发现引起了轰动。他在波西米亚铀矿的沥青层中发现了一种神秘的新元素,原子量为240,原子序数93,这颗新星挑战了门捷列夫周期表的极限。科帕里克曾期望以波西米亚的荣耀命名它——bohemium,然而,这位工程师的初衷并未持久,他随后收回了这一发现,揭示了科学探索中的不确定性和修正性。


尽管如此,小居里夫妇的发现激发了费米的灵感。他设想,α粒子与原子核的碰撞可能预示着新路径。于是,他利用中子照射各种物质,揭示了核裂变的可能性。费米大胆尝试,用中子轰击92号元素铀,意外地得到了四种新同位素,它们的原子序数远超已知,他将其命名为Ausonium(Ao),这标志着超铀元素的初次亮相,也成就了他1938年诺贝尔物理学奖的辉煌。


然而,费米的荣耀并未持久,小居里夫妇等人的研究揭示了这些新元素并非真正的超铀,而是铀的放射性同位素,费米的命名因此成为了一次科学界的乌龙事件。尽管如此,核裂变的发现为人类打开了核能的大门,科学家们开始在这一元素的聚宝盆中搜寻新的宝藏。


1939年,加利福尼亚大学伯克利分校的麦克米伦和劳伦斯的回旋加速器成为探索的焦点。麦克米伦的实验揭示了一个新的铀239同位素,以及一个神秘的2.3天半衰期元素,起初与铼相似,后经氢氟酸的“审讯”,显示它更像稀土。至此,新元素的探索进入关键阶段,而化学专家阿贝尔森的加入,为确定其真实身份提供了关键线索。


经过深入研究,麦克米伦和阿贝尔森共同揭示了新元素的真面目:它源于铀的衰变,而非核裂变,从而诞生了海王星元素——镎。1940年5月27日,他们将这一发现公之于世,以“海王星”为名,致敬了太阳系的远行者。而科帕里克先生的猜测,也许正是这次衰变的微小证据,提醒我们科学探索需要坚韧不拔的精神。


镎,一种银白色的金属,其在水溶液中展现的五彩斑斓,展示了其独特的化学魅力。然而,它在科学领域的真正贡献在于其在核能领域的应用,特别是生产94号元素——钚,这颗冥王星元素的名字源于它在周期表中的位置。


1940年,麦克米伦与西博格团队合作,通过回旋加速器,成功制造出钚238,这一发现对二战的核计划产生了深远影响。战后,钚238因其安全且高效的能源输出,成为了航天领域的理想选择,如好奇号火星探测车就搭载了这种神奇的核燃料。


小测试:



    镎被称为哪种元素?B) 海王星元素
    钚被称为哪种元素?C) 冥王星元素
    哪位大科学家因乌龙获得诺贝尔奖?A) 费米

在这些元素的发现过程中,科学的不确定性和探索的曲折历程,映射出人类对未知世界的无尽好奇与追求。这些元素不仅丰富了元素家族,也深刻影响了人类历史的进程。

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