A. 地球上的鈾元素是哪兒來的
在恆星內部,有大量的剩餘能量
可以被超大元素繼續吸收產生更大的核,
這些核可能是比較回穩答定的,
比如從鐵到鈾的非放射性元素,
它們能夠存在數十億年之久。
其次是新星和超新星爆發的瞬間
也能夠合成它們以及大量的超鈾元素。
B. 最早發現鈾礦的國家,在幾年的時候發現的(另外有些歷史問題)
鈾元素早在18世紀就被發現了,樓上的答案說的很明白了
鈾礦不是罕見的礦產,只不過是回好不好開答采,規模大不大的問題
愛因斯坦的研究方向不是核能,但是他提出的能量方程E=MC²是計算核能的理論基礎
愛因斯坦也沒有對鈾礦進行過研究,他研究的是宇宙的數學模型,時間,能量,光速的對應關系
在核能這個領域,費米和奧本海默的功勞更大,他們才是先驅
國家嗎,自然是美國
C. 鈾是誰發明的
鈾是一種化學元素 自然界本身就存在的 不是誰發明的 1789年由馬丁·海因里希·克拉普羅特(Martin Heinrich Klaproth)發現
D. 核裂變的發展歷程
核裂變是在1938年發現的,由於當時第二次世界大戰的需要,核裂變被首先用於製造威力巨大的原子武器——原子彈。原子彈的巨大威力就是來自核裂變產生的巨大能量。人們除了將核裂變用於製造原子彈外,更努力研究利用核裂變產生的巨大能量為人類造福,讓核裂變始終在人們的控制下進行,核電站就是這樣的裝置。
1934年,E.費米等人用中子照射鈾,企圖使鈾核俘獲中子,再經過β衰變得到原子序數為93或更高的超鈾元素,這引起了不少化學家的關注。在
1934~1938年間,許多人做了這種實驗,但是不同的研究者得到了不同的結果,有的聲稱發現了超鈾元素,有的卻說得到了鐳和錒。
1938年,O.哈恩和F.斯特拉斯曼做了一系列嚴格的化學實驗來鑒別這些放射性產物,結論是:所謂的鐳和錒實際上是原子量遠比它們為小的鑭和鋇。對這種現象,只有假設原子核分裂為兩個或兩個以上的碎塊才能給予解釋。這種分裂過程被稱為裂變。
1939年L.邁特納和O.R.弗里施首先建議用帶電液滴的分裂來解釋裂變現象。同年N.玻爾和J.A.惠勒在原子核液滴模型和統計理論的基礎上系統地研究了原子核的裂變過程,奠定了裂變理論的基礎。
1940年,K.A.彼得扎克和Γ.Η.弗廖羅夫觀察到鈾核會自行發生裂變,從而發現了一種新的放射性衰變方式──自發裂變。
1947年,錢三強等發現了三分裂(即分成三個碎片,第三個可以是 α粒子,也可以是和另外兩個碎片質量相近的碎片)。
1955年,A.玻爾根據原子核的集體模型提出了裂變道的概念,把裂變理論推進了一步。1962年,С.М.波利卡諾夫等發現了自發裂變同質異能態。
1967年,B.M.斯特魯金斯基提出了在液滴模型基礎上加殼修正的 「宏觀-微觀」方法,導出了雙峰裂變勢壘,這是裂變研究史上的又一新成果。
E. 金屬鈾的鈾元素簡介
Main U+6
Other U+2, U+3, U+4, U+5 密度19.05±0.02克/立方厘米
熔點1132℃
沸點3818℃
元素在太陽中的含量:(ppm)
0.001
元素在海水中的含量:(ppm)
0.00313
晶體結構:晶胞為正交晶胞。
晶胞參數:
a = 285.37 pm
b = 586.95 pm
c = 495.48 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
共有三種結晶變體:斜方晶體、四方晶體、體心立方體。鈾是銀白色活潑的金屬,可延展、鍛造,能和所有的非金屬作用(惰性氣體除外)。和許多金屬作用,生成金屬間化合物。在空氣中易氧化,生成一層發暗的氧化膜,能與酸作用,以U-234、U-235、U-238混合體存在於鈾礦中。少量存在於獨居石等稀土礦石中。U-238的半衰期為45億年。 200年前發現的一種普通的金屬元素居然會成為今天核動力和核武器的原料。就是在20世紀40年代以前,這種普通的金屬一直被看作是沒有什麼用處的東西,這就是鈾。鈾通常被人們認為是一種稀有金屬,盡管鈾在地殼中的含量很高,比汞、鉍、銀要多得多,但由於提取鈾的難度較大,所以它註定了要比汞這些元素發現的晚得多。盡管鈾在地殼中分布廣泛,但是只有瀝青鈾礦和鉀釩鈾礦兩種常見的礦床。人們認識鈾正是從這兩種礦石開始。
相對原子質量:238
常見化合價: +2,+3,+4,+5,+6
電負性: 0
外圍電子排布:5f3 6d1 7s2
核外電子排布: 2,8,18,32,21,9,2
同位素及放射線:
U-230[20.8d]
U-231[4.2d]
U-232[70y]
U-233[159000y]
U-234(放 α[247000y])
U-235(放 α[700040000y])
U-236[23400000y]
U-237[6.75d]
U-238(放 α[4479000000)
電子親合和能: 0 KJ·mol-1
第一電離能: 0 KJ·mol-1 第二電離能: 0 KJ·mol-1 第三電離能: 0 KJ·mol-1
單質密度: 18.95 g/cm3
單質熔點: 1132.0 ℃
單質沸點: 3818.0 ℃
原子半徑: 0 埃
離子半徑: 0.81(+6) 埃
共價半徑: 0 埃
名稱由來:Uranium得名於天王星的名字「Uranus」。
電子構型: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d10f3 6s2p6d1 7s2
F. 核能的發展歷史
核能問世的准備時期,可以追溯到19世紀末至20世紀初。
19世紀末,英國物理學家湯姆遜發現了電子;1895年,德國物理學家倫琴發現了X射線;1896年,法國物理學家貝克勒爾首次發現了天然鈾的放射性;1898年,居里夫人又發現了新的放射性元素釙和鐳;1902年,她經過4年的艱苦努力成功分離出毫克級的高純鐳;1905年,愛因斯坦提出了著名的質能轉換公式E=mc2(c為光速,E為能量,m為轉換成能量的質量)。
1914年,英國物理學家盧瑟福通過實驗,確定氫原子核是一個正電荷單元,稱為質子。1932年,英國物理學家查得威克發現了中子。1938年,德國科學家哈恩和他的助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾原子核,發現了核裂變現象。有些元素可以自發地放出射線,這些元素叫做放射性元素。放射性元素可以放出3種看不見的射線。一種是α射線,就是氦原子核。一種是β射線,就是高速電子。一種是γ射線,就是高能電磁波。其中γ射線的穿透能力最強。當中子撞擊鈾原子核時,一個鈾核吸收了一個中子而分裂成兩個較輕的原子核,同時發生質能轉換,放出很大的能量,並產生兩個或3個中子,這就是舉世聞名的核裂變反應。
在一定的條件下,新產生的中子會繼續引起更多的鈾原子核裂變,這樣一代代傳下去,像鏈條一樣環環相扣,所以科學家將其命名為鏈式裂變反應。1946年,在法國居里實驗室工作的我國科學家錢三強、何澤慧夫婦發現了鈾原子核的「三裂變」、「四裂變」現象。鏈式裂變反應釋放出巨大的核能,1千克鈾235裂變釋放出的能量,相當於2500噸標准煤燃燒產生的能量。只有鈾233、鈾235和鈈239這3種核素可以由能量為0.025電子伏的熱中子引起核裂變。它們都可用作核燃料,其中只有鈾235是天然存在的,而鈾233、鈈239是在反應堆中人工生產出來的。鈾235在天然鈾中的含量僅為0.7%。
G. 元素發現史
元素發現史
1、H 氫 1766年,英國貴族亨利.卡文迪西(1731-1810)發現。
氫[hydrogen],金屬氫[Hydrogenium]。氣體元素符號。無色無臭無味。是元素中最輕的。工業上用途很廣。
2、He 氦 1868年,法國天文學家讓遜(1824-1907)和英國天文學家諾曼.洛克爾(1836-1920)利用太陽光譜發現。
氦[helium]。氣體元素符號。無色無臭無味,在大氣層含量極少,化學性質極不活潑。
3、Li 鋰 1817年,瑞典人約翰.歐格思.阿弗韋森 (1792-1841) 在分析葉長石時發現。
鋰[lithium]。金屬元素符號。銀白色,在空氣中易氧化而變黑,質軟,是金屬中最輕的。化學性質活潑;用於原子能工業和冶金工業,也用來制特種合金、特種玻璃等。
4、Be 鈹 1798年,法國人路易.尼古拉斯.沃克朗 (1763-1829)在分析綠柱石時發現。
5、B 硼 1808年,法國人約瑟夫.路易.呂薩克 (1788-1850)與法國人路易士.泰納爾 (1777-1857)合作發現,而英國化學家戴維只不過遲了9天發表。
6、C 碳 古人發現。1796年,英國籍化學家史密森.特南特 (1761-1815)發現鑽石由碳原子組成。
7、N 氮 1772年,瑞典化學家卡爾.威廉.舍勒和法國化學家拉瓦節和蘇格蘭化學家丹尼爾.盧瑟福 (1749-1819) 同時發現氮氣。
8、O 氧 1771年,英國普利斯特里和瑞典舍勒發現;中國古代科學家馬和發現(有爭議)。
9、F 氟 1786年化學家預言氟元素存在,1886年由法國化學家莫瓦桑用電解法製得氟氣而證實。
10、Ne 1898年,英國化學家萊姆塞和瑞利發現。
11、Na 鈉 1807年,英國化學家戴維發現並用電解法製得。
12、Mg 鎂 1808年,英國化學家戴維發現並用電解法製得。
13、Al 鋁 1825年,丹麥H.C.奧斯特用無水氯化鋁與鉀汞齊作用,蒸發掉汞後製得。
14、Si 硅 1823年,瑞典化學家貝采尼烏斯發現它為一種元素。
15、P 磷 1669年,德國人波蘭特通過蒸發尿液發現。
16、S 硫 古人發現(法國拉瓦錫確定它為一種元素)。
17、Cl 氯 1774年,瑞典化學家舍勒發現氯氣,1810年英國戴維指出它是一種元素。
18、Ar 氬 1894年,英國化學家瑞利和萊姆塞發現。
19、K 鉀 1807年,英國化學家戴維發現並用電解法製得。
20、Ca 鈣 1808年,英國化學家戴維發現並用電解法製得。
21、Sc 鈧 1879年,瑞典人尼爾遜發現。
22、Ti 鈦 1791年,英國人馬克.格列戈爾從礦石中發現。
23、V 釩 1831年,瑞典瑟夫斯特木研究黃鉛礦時發現,1867年英國羅斯特首次製得金屬釩。
24、Cr 鉻 1797年,法國路易.尼古拉.沃克蘭在分析鉻鉛礦時發現。
25、Mn 錳 1774年,瑞典舍勒從軟錳礦中發現。
26、Fe 鐵 古人發現。
27、Co 鈷 1735年,布蘭特發現。
28、Ni 鎳 中國古人發現並使用。1751年,瑞典礦物學家克朗斯塔特首先認為它是一種元素。
29、Cu 銅 古人發現。
30、Zn 鋅 中國古人發現。
31、Ga 鎵 1875年,法國布瓦博德朗研究閃鋅礦時發現。
32、Ge 鍺 1885年,德國溫克萊爾發現。
33、As 砷 公元317年,中國葛洪從雄黃、松脂、硝石合煉製得,後由法國拉瓦錫確認為一種新元素。
34、Se 硒 1817年,瑞典貝采尼烏斯發現。
35、Br 溴 1824年,法國巴里阿爾發現。
36、Kr 氪 1898年,英國萊姆塞和瑞利發現。
37、Rb 銣 1860年,德國本生與基爾霍夫利用光譜分析發現。
38、Sr 鍶 1808年,英國化學家戴維發現並用電解法製得。
39、Zr 鋯 1789年,德國克拉普魯特發現。
41、Nb 鈮 1801年,英國化學家哈契特發現。
42、Mo 鉬 1778年,瑞典舍勒發現,1883年瑞典人蓋爾姆最早製得。
43、Tc 鍀 1937年,美國勞倫斯用迴旋加速器首次獲得,由義大利佩列爾和美國西博格鑒定為一新元素。它是第一個人工製造的元素。
44、Ru 釕 1827年,俄國奧贊在鉑礦中發現,1844年俄國克勞斯在烏金礦中也發現它並確認為一種新元素。
45、Rh 銠 1803年,英國沃拉斯頓從粗鉑中發現並分離出。
46、Pd 鈀 1803年,英國沃拉斯頓從粗鉑中發現並分離出。
47、Ag 銀 古人發現。
48、Cd 鎘 1817年,F.施特羅邁爾從碳酸鋅中發現。
49、In 銦 1863年,德國里希特和萊克斯利用光譜分析發現。
50、Sn 錫 古人發現。
51、Sb 銻 古人發現。
52、Te 碲 1782年,F.J.米勒.賴興施泰因在含金礦石中發現。
53、I 碘 1814年,法國庫瓦特瓦(1777-1838)發現,後由英國戴維和法國蓋.呂薩克研究確認為一種新元素。
54、Xe 氙 1898年,英國拉姆塞和瑞利發現。
55、Cs 銫 1860年,德國本生和基爾霍夫利用光譜分析發現。
56、Ba 鋇 1808年,英國化學家戴維發現並製得。
57、La 鑭 1839年,瑞典莫山吉爾從粗硝酸鈰中發現。
58、Ce 鈰 1803年,瑞典貝采尼烏斯、德國克拉普羅特、瑞典希新格分別發現。
59、Pr 鐠 1885年,奧地利韋爾斯拔從鐠釹混和物中分離出玫瑰紅的釹鹽和綠色的鐠鹽而發現。
60、Nd 釹 1885年,奧地利韋爾斯拔從鐠釹混和物中分離出玫瑰紅的釹鹽和綠色的鐠鹽而發現。
61、Pm 鉅 1945年,美國馬林斯基、格倫德寧和科里寧從原子反應堆鈾裂變產物中發現並分離出。
62、Sm 釤 1879年,法國布瓦博德朗發現。
63、Eu 銪 1896年,法國德馬爾蓋發現。
64、Gd 釓 1880年,瑞士人馬里尼亞克從薩馬爾斯克礦石中發現。1886年,法國布瓦博德朗制出純凈的釓。
65、Tb 鋱 1843年,瑞典莫桑德爾發現,1877年正式命名。
66、Dy 鏑 1886年,法國布瓦博德朗發現,1906年法國於爾班製得較純凈的鏑。
67、Ho 鈥 1879年,瑞典克萊夫從鉺土中分離出並發現。
68、Er 鉺 1843年,瑞典莫德桑爾用分級沉澱法從釔土中發現。
69、Tm 銩 1879年,瑞典克萊夫從鉺土中分離出並發現。
70、Yb 鐿 1878年,瑞士馬里尼亞克發現。
71、Lu 鑥 1907年,奧地利韋爾斯拔和法國於爾班從鐿土中發現。
72、Hf 鉿 1923年,瑞典化學家赫維西和荷蘭物理學家科斯特發現。
73、Ta 鉭 1802年,瑞典艾克保發現,1844年德國羅斯首先將鈮、鉭分開。
74、W 鎢 1781年,瑞典舍勒分解鎢酸時發現。
75、Re 錸 1925年,德國地球化學家諾達克夫婦從鉑礦中發現。
76、Os 鋨 1803年,英國化學家坦南特等人用王水溶解粗鉑時發現。
77、Tr 銥 1803年,英國化學家坦南特等人用王水溶解粗鉑時發現。
78、Pt 鉑 1735年,西班牙安東尼奧.烏洛阿在平托河金礦中發現,1748年有英國化學家W.沃森確認為一種新元素。
79、Au 金 古人發現。
80、Hg 汞 古希臘人發現。
81、Tl 鉈 1861年,英國克魯克斯利用光譜分析發現。
82、Pb 鉛 古人發現。
83、Bi 鉍 1450年,德國瓦倫丁發現。
84、Po 釙 1898年,法國皮埃爾.居里夫婦發現。
85、At 砹 1940年,美國化學家西格雷、科森等人用α-粒子轟擊鉍靶發現並獲得。
86、Rn 氡 1903年,英國萊姆塞仔細觀察研究鐳射氣時發現。
87、Fr 鈁 1939年,法國化學家佩雷(女)提純錒時意外發現。
88、Ra 鐳 1898年,法國化學家皮埃爾.居里夫婦發現,1810年居里夫人製得第一塊金屬鐳。
89、Ac 錒 1899年,法國A.L.德比埃爾從鈾礦渣中發現並分離獲得。
90、Th 釷 1828年,瑞典貝采尼烏斯發現。
91、Pa 鏷 1917年,F.索迪、J.格蘭斯通、D.哈恩、L.邁特納各自獨立發現。
92、U 鈾 1789年,德國克拉普羅特(1743-1817)發現,1842年人們才製得金屬鈾。
93、Np 鎿 1940年,美國艾貝爾森和麥克米等用人工核反應製得。
94、Pu 鈈 1940年,美國西博格、沃爾和肯尼迪在鈾礦中發現。
95、Am 鎇 1944年,美國西博格和吉奧索等用質子轟擊鈈原子製得。
96、Cm 鋦 1944年,美國西博格和吉奧索等人工製得。
97、Bk 錇 1949年,美國西博格和吉奧索等人工製得。
98、Cf 鐦 1950年,美國西博格和吉奧索等人工製得。
99、Es 鎄 1952年,美國吉奧索觀測氫彈爆炸時產生的原子「碎片」時發現。
100、Fm 鐨 1952年,美國吉奧索觀測氫彈爆炸時產生的原子「碎片」時發現。
101、Md 鍆 1955年,美國吉奧索等用氦核轟擊鎄製得。
102、No 鍩 1958年,美國加利福尼亞大學與瑞典諾貝爾研究所合作,用碳離子轟擊鋦製得。
103、Lr 鐒 1961年,美國加利福尼亞大學科學家以硼原子轟擊鐦製得。
104、Rf 1964年,1964年,俄國弗廖洛夫和美國吉奧索各自領導的科學小組分別人工製得。
105、Db 1967年,俄國弗廖洛夫和美國吉奧索各自領導的科學小組分別人工製得。
106、Sg 1974年,俄國弗廖洛夫等用鉻核轟擊鉛核製得,同年美國吉奧索、西博格等人用另外的方法也製得。
107、Bh 1976年,俄國弗廖洛夫領導的科學小組用鉻核轟擊鉍核製得。
108、Hs 1984年發現。
109、Mt 1982年8月聯邦德國達姆施塔重離子研究協會用鐵-58跟鉍-209在粒子加速器中合成了該元素。
110、Uun,1994年11月9日德國達姆施塔特的重離子研究所發現。
111、Uuu,德國重離子研究中心西爾古德·霍夫曼教授領導的國際科研小組在1994年首先發現。
112、Uub,於1996年被合成出來。
113、Nh,於2004年9月28日,被日本理化研究所、中國學院蘭州近代物理研究所、中國科學院高能研究所發現。
114、Fl 俄羅斯弗廖羅夫核反應實驗室於2000年合成。
115、Mc2004年2月2日,由俄羅斯杜布納聯合核研究所和美國勞倫斯利福摩爾國家實驗室聯合組成的科學團隊成功合成。
116、Lv 美國勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室於2004年合成。
117、Ts該元素於2010年首次成功合成,2012年再次成功合成。俄羅斯杜布納聯合核研究所合成。
118、Og 由美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室與俄羅斯杜布納聯合原子核研究所的科學家聯合合成。
(7)鈾元素發展歷史擴展閱讀:
化學元素(Chemical element)就是具有相同的核電荷數(核內質子數)的一類原子的總稱。從哲學角度解析,元素是原子的電子數目發生量變而導致質變的結果。
化學元素(英語:Chemical element),指自然界中一百多種基本的金屬和非金屬物質,它們只由一種原子組成,其原子核具有同樣數量的質子,用一般的化學方法不能使之分解,並且能構成一切物質。
一些常見元素的例子有氫,氮和碳。2012年為止,共有118種元素被發現,其中94種存在於地球上。擁有原子序數≧83(鉍元素及其後)的元素的原子核都不穩定,會放射衰變。 第43和第61種元素(鍀和鉕)沒有穩定的同位素,會進行衰變。
可是,即使是原子序數高達95,沒有穩定原子核的元素都一樣能在自然中找到,這就是鈾和釷的自然衰變。
H. 世界上是誰最早發現鈾元素
沒分數的問題沒有誠意...
但也告訴你。。是居里夫人
I. 元素周期表的歷史演變過程是什麼
你好,元素周期表的歷史演變可以追溯到18世紀,由於化學元素的不斷發現,種類越來越多,反應的性質越來越復雜。化學家開始對它們進行了整理、分類的研究,以尋求系統的元素分類體系。
一、門捷列夫發現元素周期律前對元素分類的研究
(1)1789年,法國化學家拉瓦錫在他的專著《化學綱要》一書中,列出了世界上第一張元素表。他把已知的33種元素分成了氣體元素、非金屬、金屬、能成鹽之土質等四類。但他把一些物,如光、石灰、鎂土都列入元素。
1.屬於氣態的簡單物質,可以認為是元素:光、熱、氧氣、氮氣、氫氣。
2.能氧化和成酸的簡單非金屬物質:硫、磷、碳、鹽酸基、氫氟酸基、硼酸基。
3.能氧化和成鹽的簡單金屬物質:銻、砷、銀、認鑽、銅、錫。鐵、錳、汞、鉬、金、鉑、鉛、鎢、鋅。
4.能成鹽的簡單土質:石灰、苦土、重土、礬土、硅土。
(2)1829年,德國化學家德貝萊納(Dobereiner,J.W.1780-1849)根據元素的原子量和化學性質之間的關系進行研究,發現在已知的54種元素中有5個相似的元素組,每組有3種元素,稱為「三元素組」,如鈣、鍶、鋇、氯、溴、磺。每組中間一種元素的原子量為其它二種的平均值。例如,鋰、鈉、鉀,鈉的原子量為
(69+39.1)/2=23。
(3)1862年,法國的地質學家尚古多(Chancourtois,A.E.B.1820-1886)繪出了「螺旋圖」。他將已知的62個元素按原子量的大小次序排列成一條圍繞圓筒的螺線,性質相近的元素出現在一條堅線上。他第一個指出元素性質的周期性變化。
(4)1863年,英國的化學家紐蘭茲(Newlands,J.A.R.1837-1898)排出一個「八音律」。他把已知的性質有周期性重復,每第八個元素與第一個元素性質相似,就好象音樂中八音度的第八個音符有相似的重復一樣。
H1 Li2 G3 Bo4 C5 N6 O7
F8 Na9 Mg10 Al11 Si12 P13 S14
Cl15 K16 Ca17 Cr18 Ti18 Mn20 Fe21
Co或Ni22 Cu23 Zn25 Y24 Zn26 As27 Se28
Br29 Rb30 Sr31 Ce或La33 Zr32 V或Mo34 Ro或Ru35
Pd36 Ag37 Cd38 V40 Sn39 Sb41 Fe43
I42 Cs44 Ba或V45 Ta46 W47 Nb48 Au49
Pt或Ir50 Tl53 Pb54 Th56 Hg52 Bi55 Os51
二、元素周期律的發現
1869年3月,俄國化學家門捷列夫(1834-1907)公開發表了論文《元素屬性和原子量的關系》,列出了周期表,提出了元素周期律──元素的性質隨著元素原子量的遞增而呈周期性的變化。他在論文中指出:「按照原子量大小排列起來的元素,在性質上呈現明顯的周期性。」「原子量的大小決定元素的特徵。」「無素的某些同類元素將按他們原子量的大小而被發現。」
1869年12月,德國的化學家邁耶爾(Meyer,J.L.1830-1895)獨立地發表了他的元素周期表,明確指出元素性質是它們原子量的函數。在他的表中,出現了過渡元素族。
為什麼門捷列夫理論能戰勝前期和同期理論,獨占元素周期律的發現權呢?分析科學史上的這一重大案例,可知門捷列夫理論在以下幾方面較其他理論優越:
⒈材料豐富
在前門捷列夫時期,發現的元素及有關的材料較少,分類工作都是局限於部分元素,而不是把所有元素作為一個整體考慮,因此也就不能很好地解釋過去和現有的實驗事實和化學現象。
在門捷列夫時期,發現的元素已佔全部元素(現周期表上元素)的一半,且掌握了這些元素的有關知識,如物理性質、化學性質、化合價等,測定元素性質的方法得到了重大突破,特別是原子量的測定工作不斷取得進展。1860年,在世界化學家大會上,化學家們同意形成統一的原子量測定方法和系統的原子量表。門捷列夫出席了這次大會,並接受了阿佛加德羅的分子論。這促使他能提出正確的元素周期律。
⒉自洽性好
紐蘭茲機械地按當時測定的原子量大小排列元素,沒有估計到原子量數值存在錯誤,又沒有考慮尚未發現的元素,因此很難將事物的內在規律清楚地揭示出來。理論內部的混亂引來了其它人的嘲笑和譏諷。而邁耶爾犯了同樣的錯誤。門捷列夫卻對一些原子量進行了大膽地修改,從而消除理論內部的矛盾。如當時公認金的原子量為169.2,金就應排在鋨198.6,銥196.7的前面,而門捷列夫認為應排在這些元素後面。經重新測定這些元素的原子量分別為:鋨190.9,銥193.1,鉑195.2,金197.2。事實證明了門捷列夫的正確。另外,他還大膽地修改了鈾、銦、鑭、釔、鉺、鈰、釷的原子量。
⒊預見性好
門捷列夫在表中對尚未發現的元素留下了4個空格,在1871年的新表中又列出6個空格,且預言了這些元素的存在及它們的性質。邁耶爾雖然也在表中留有空格,但他沒有對未知元素的性質作出預言。
1875年,法國化學家布阿博德朗(Boisbandran,P.E.L.1838-1912)在分析比里牛斯山的閃鋅礦時發現一種新元素,命名為鎵(法國的古名叫加里亞)。這只是又發現了一個新元素而已──第65個元素,本身並無精彩出奇的地方。然而,令鎵的發現者吃驚的是一封來信,筆跡不熟,來自「聖·彼得堡」。來信說,他所找到的鎵的性質並不完全對,特別是該金屬的比重不應當是布阿博德朗所求出的4.7,而應當在5.9到6.0之間。署名是「聖·彼德堡大學教授狄米德里·門捷列夫」。布阿博德朗是世界上獨一無二的手中拿著剛發現鎵的人,從沒見過鎵的俄羅斯教授怎麼能這樣說呢?
布阿博德朗感慨萬千。但畢竟他是一個真正的科學家,他用嚴謹的科學態度來對待此事。他重新測定了純凈鎵的比重,是5.96。憤慨變為欽佩。布阿博德朗在一篇論文中寫到:「我認為沒有必要再來說明門捷列夫先生的這一理論的偉大意義了。」這是科學史上破天荒第一次事先預言一個新元素的發現。
1879年,瑞典化學家尼爾森(Nilson.L.F.1840-1899)發現了經門捷列夫預言並詳細描述了的第二個元素「類硼」。尼爾森把它叫做鈧。他寫到:俄羅斯化學家的思想已經得到了最明白的證明了。
1885年,德國的化學家文克列爾(Winkler.C.A.1838-1904)發現了元素鍺。門捷列夫在1870年就曾經特別詳細地預言過這個他叫「類硅」的元素性質。文克列爾的論文一問世,人們就把它與15年前門捷列夫的預言相比,有令人感到驚奇的巧合。發明者本人說到:未必再有例子能更明顯地證明元素周期學說的正確性了。
1895年英國化學家拉姆塞(Ramsay.W.1852-1916)等人發現了氣體元素氦、氬、氙等一系列惰性氣體元素;1899年,居里夫人等人發現釙、鐳等放射性元素,它們都按門捷列夫周期表中預定的位置就座。另外,在Mn一列留下的空位,後由電力公司老闆不惜重金去探索這一元素。1925年,德國化學家諾塔克(Noddack.W.1893-1960)夫婦發現了它──錸,一種制白熱電燈的極好燈絲的元素。這些都是科學思維的偉大勝利。
因此,對此理論的發現,有人作了這樣的描述:在科學大道上,有一塊寶石,它就是元素周期律。拉瓦錫、德貝萊納、紐蘭茲、邁耶爾等人從它身邊走過,都把它拿起來看看,然後又把它扔掉。是門捷列夫吸取前人經驗,仔細研究它,使之散發出本身的光彩,最後他拿著這塊寶石,登上了化學的高峰,統一了整個無機化學。以上是關於元素周期表和周期律的概要,不足之處望斧正! 2013年2月25日 15:58
J. 超鈾元素的發現歷程
尋找「超鈾元素」的工作,實際上早在年就已開始了。這一年,費米在義大利發現,當他用一種新發現的,被稱為中子的亞原子粒子來轟擊一種元素時,經常會使被轟擊元素轉變為原子序數比它大1的元素。既然如此,是不是能夠使鈾轉變成第93號元素——一種在自然界中不存在的人造元素呢,費米的小組於是著手用中子來轟擊鈾,他們獲得了一種產物,他們以為他們所獲得的產物無疑是第93號元素,並稱之為「鈾X」。
1938年,費米由於他在中子轟擊方面的研究而獲得了諾貝爾物理學獎。他的這項發現的真正意義,或者說這項發現對人類將會產生的後果,人們當時甚至連想也沒有想過。正像另外一位義大利人哥倫布一樣,他所發現的雖然並不是他本來想找的東西,但重要性則遠遠超過他當時所能想像到的。
在這里只要指出一點就夠了:在人們循著一些虛假的跡象進行了一系列追索以後,終於發現,費米所做的這個實驗實際上並不是「製成」了一個新元素,而是把鈾原子分裂成大致相等的兩半。但當某些物理學家在1940年著手研究這種過程時,第93號元素卻像是他們實驗的一個偶然收獲而突然出現了。 在用中子轟擊鈾時出現的好些元素當中,有一種起初無法證認的元素。這使加利福尼亞大學的麥克米倫開始認識到,裂變中釋出的中子很可能已經像費米曾經希望會發生的那樣,使某些鈾原子轉變為原子序數更高的元素了,而且麥克米倫和物理化學家艾貝爾森能夠證明,那個未被證認出來的元素實際上就是第93號元素。證實這個元素存在的證據是它在放射性方面所具有的特點,這是後來新發現的所有元素的一個共同點。
麥克米倫認為,很可能還有另外一種超鈾元素和第93號元素混在一起.後來,化學家西博格同他的合作者沃爾和肯尼迪很快就證實了事情確是如此,並指出這個元素就是第94號元素。
第93和第94號元素分別被命名為鎿和鈈。後來發現,它們也在自然界中存在,因為人們後來在鈾礦石中發現了痕量的鎿和鈈。這樣一來,鈾這個元素就不再是最重的天然元素了。 1961年,加利福尼亞大學的一個研究小組檢測出第103號元素的一些原子,並把這種元素定名為鐒,這是為了紀念勞倫斯,因為他是不久前去世的。
後來,蘇聯弗廖羅夫所領導的研究小組報道說,他們在1964年和1967年分別獲得了第104號和第105號元素 ,但是他們用來產生這兩種元素的方法並沒有得到確認。後來,美國吉奧索領導的研究小組用別的方法產生了這兩種元素。
這樣,在誰先發現這兩種元素的問題上,就發生了激烈的爭論,兩個研究小組都宣稱它們有權為這兩種元素命名。國際純粹與應用化學聯合會為解決命名爭執問題,自1971年以來,曾多次開會討論,均未解決。為此,該聯合會無機化學組於1977年8月正式宣布以拉丁文和希臘文混合數字詞頭命名lOO號以上元素的建議。據此,104號元素的英文名稱為unnilquadium,符號Unq;105號元素的英文名為unnilpentium符號Unp。
不過競爭還沒有結束,1974年弗廖羅夫的研究小組用加速器加速的鉻離子轟擊鉛靶,反應合成了質量數為259的106號元素的同位素。幾乎同時,美國的吉奧索用加速器加速的氧離子轟擊259微克的鐦靶,反應合成了質量數為263的106號元素的同位素,並用測量263衰變鏈子體的方法進行了鑒定。
1976年弗廖羅夫的研究小組用加速器加速的鉻離子轟擊鉍靶,合成了質量數為261的107號元素的同位素,並用測量261的衰變鏈子體的方法進行了鑒定,這一回蘇聯人領先了。後來,1981年聯邦德國達姆斯塔特重離子研究所的明岑貝格等人用加速的鉻離子轟擊鉍靶,合成了質量數為262的107元素的同位素。實驗期間,他們每天能獲得2個來自262衰變的α粒子,總共觀察到6個計數。
1982年明岑貝格的科學小組用加速器加速的鐵離子轟擊鉍靶,合成了質量數為266的109號元素的同位素。在長達一星期的轟擊合成實驗中,只獲得了一個新元素原子;在266合成後千分之5秒時射出了具有11.10兆電子伏能量的α粒子。他們就是利用這唯一的事件,成功地用四種不同方式進行了鑒定,尤其是用測量266的衰變鏈子體的方法確證109號元素的合成。
108號元素的發現晚於109號元素,1984年明岑貝格等再次用加速器加速的鐵離子轟擊鉛靶,反應合成質量數為265的108號元素的同位素(或266)。總共記錄了三個265(或266)原子,其壽命測定值分別為:24、22、34hs,並通過測量265的衰變鏈子體的方法,確證108號元素的合成成功。此後至今,再沒有新的元素被發現或合成出來。 自1940年發現第一個超鈾元素鎿(Z93)以來,至今已合成出直到Z112的超鈾元素。隨著Z的增加,超鈾元素的半衰期越來越短。較輕的超鈾元素(從Z93鎿到Z100鐨)可以用中子反應(反應堆或核爆炸)獲得。Z>100的元素要用耗費巨大的加速器重離子轟擊採制備,經過許多天的輻照,每次只能獲得幾個甚至1個原子。利用快中子引發或加速器嬗變使超鈾元素鎿、鎇和鋦裂變成為短壽命核素以消除長壽命超鈾元素。
在攀登超鈾元素這個階梯時,每登上一級都此前一級更為困難,原子序數越大,元素就越難收集,並且也越不穩定。當達到鍆這一級時,對它的證認已開始僅靠十七個原子來進行。好在輻射探測技術自1955年起已經非常高超。伯克利大學的科學工作者在他們的儀器上裝上了一個警鈴,每次只要有一個鍆原子產生,在它衰變時放射出的標識輻射就會使警鈴發出很響的鈴聲,來宣告已經發生了這樣一件事。
從門捷列夫正式提出元素周期律,到1984年合成108號元素的一百多年的時間里,人們發現或合成了46種元素,每一種元素的發現都證明了門捷列夫的理論的正確性。而且它促使人們去研究元素周期性所包含得更深層次的理論根據,從而引導人們進入了原子的世界。