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元素周期表是否應重新設計？英媒：或將成為緊迫工作

2019-03-02 22:47:01 A+A-

原標題：元素周期表是否應重新設計？英媒：或將成為緊迫工作

參考消息網(wǎng)3月2日報道 英媒稱,，有人懷疑現(xiàn)在的元素周期表是否是最佳排列方式。

據(jù)英國《新科學家》周刊網(wǎng)站2月26日報道,，目前，化學元素是根據(jù)原子核中的質子數(shù)來排列。而且，元素性質主要是由核外電子的排布所決定的,。

最輕的元素只有一個電子層，較重的元素擁有更多電子層,。真正決定每種元素性質的是最外層電子數(shù),。

元素周期表的排列與外層電子數(shù)相關，即具有相同屬性的元素被安排在同一族,。例如，第一族元素的最外層電子數(shù)為1,，第二族元素的最外層電子數(shù)為2,。但它們并不是總能如此完美地匹配。

1.氫應該在哪里,？

氫的最外層電子數(shù)為1,，因此人們可以認為它確實應該排在這個位置，即在第一族內(nèi),，排在同樣只有一個外層電子的鋰和鈉之后,。然而，氫是氣體,，不是金屬,，因此它的屬性并不匹配。

氫的最外層只有一個電子,，它只需得到一個電子即可達到穩(wěn)定狀態(tài),，因此，它是一種活潑性很強的元素,，從這個意義上說,，它與第17族元素更接近，也就是像氯一樣的鹵族元素,。這些元素都只需要獲得一個電子即可達到穩(wěn)定狀態(tài),。就其性質而言，氫更接近氯而不是鋰,。

2.為什么汞和金如此怪異,？

汞在室溫下呈液態(tài)。從這個意義上說，它與第12族的其他成員完全不同,，它們都是固體金屬,。

在元素周期表中，越往后的元素,，原子核中質子所帶正電荷數(shù)就越多,。這會對核外電子產(chǎn)生更大的吸力，意味著它們必須以越來越快的速度運行,。根據(jù)愛因斯坦的相對論,，這會導致它們的實際質量遠遠大于電子的正常質量，從而增加內(nèi)向拉力,。汞的電子運行速度高達光速的58%,，如此緊密的運行使它們無法與別的原子發(fā)生聯(lián)系，從而無法成為固體,。同樣的道理也解釋了為什么金是金色,，它是金屬中一種獨特的顏色：相對論效應改變了電子吸收光的方式。

3.F區(qū)難題

第三族有兩個可能屬于其他地方的元素,。沿著周期表向下看,，由電子組成的電子層構成一系列軌道，電子每填滿一個軌道便進入下一層軌道,。到了第57號元素（鑭）,，電子開始進入新的軌道，即F軌道,。為了反映這一點,，元素周期表將組成F區(qū)的元素單獨放在周期表的最下方，從而在第三族留下一個缺口,。

報道稱,，然而，科學家對F區(qū)中哪些元素應該排在最前面仍有爭議,。一些化學家堅持認為,，應按電子的排序來確定順序，即維持現(xiàn)在的順序,，把鑭和錒排在F區(qū)最左側,。還有人認為，按化學性質（如原子半徑和熔點）來看,，把目前排在最右的镥和鐒排在最前面更好,。

所有這些問題都讓一些化學家相信，需要重新設計元素周期表,。

退休的加拿大化學家費爾南多·杜富爾曾發(fā)明了一種看似圣誕樹的3D元素周期表,。

美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的埃里克·謝里是主張徹底修改元素周期表的人士之一,。他支持一種更為徹底的修改方法：通過把F區(qū)的全部30種元素放進現(xiàn)在的第二和第三族之間，使豎列從18列變?yōu)?2列,。這樣一來,，周期表中的原子序號就可以連續(xù)排列。

但德國馬克斯·普朗克數(shù)學研究所的吉勒莫·雷斯特雷波傾向于另一種方式,。鑒于人們對化學反應性的了解增加,，他研究了同一周期中元素的化學相似性是否與150年前相同。他的結論是,，鑭應屬于第三族——也就是說,，不符合當前順序。

報道稱,，重新設計元素周期表或許看起來像是堂吉訶德式的探索,，但這也許很快就會成為一項緊迫工作。人們已經(jīng)開始尋找119號元素,。它在哪里,，以及把它安排在元素周期表的什么位置，人們將拭目以待,。

(責任編輯：路子康 CN078)