网上随便一搜,都能找到很多元素集齐元素周期表的玩家,在玻璃橱窗后按周期表的排列,非常震撼,但只要各位仔细看一看,大致也就到铀元素为顶级了,那么从理论上来看,如果不惜一切代价的话,能集齐元素周期表吗?
元素的差别是什么?它会有理论极限吗?
关于元素发现的历史我们就不瞎扯淡了,估计大家都心里有点B数,差不多可以这样理解,炼金术是现代化学的开始,而化学则是发现元素的开始,是不是很有趣哈,炼金术居然还是鼻祖!
原子是元素参加化学反应最小的单位,所以元素之间的差别就是原子属性的差异,金元素和铁元素之间的差别就是它们一个是金原子,另一个是铁原子,那么同样都是最小的反应单位,两者的区别到底是什么呢?
所以决定元素类型的关键是质子数量的差异,而中子数多少呢还会决定元素的同位素性质,它还可能造成元素的不稳定性而导致衰变,但因其衰变也不只是中子数,质子数也很关键。当然也不要忘了电子,不过电子排布却不会影响元素属性,只是会影响元素的化学性质。
那么,元素是无限的吗?
我们了解了质子数决定序号,中子数改变同位素,那么是不是可以无限叠加成几千号的元素呢?其实不行,因为质子和质子之间是通过强力结合起来的,它的作用范围要求非常高,而质子到带正电,除了强力的吸引之外,电磁力是排斥的,而且电磁力可以无限叠加,因此质子摞多了就需要中子来协调一下!
但中子多了也不稳定,所以这些元素中质子数和中子数结合起来稳定的就是稳定元素带,而超出在这条线两侧都不稳,而在质子数或中子数为幻数,或者二者取值均为幻数时,原子核会显示出较高的稳定性。什么是幻数呢?就是原子核中的质子数和中子数在某个特定值时会表现特别稳定。
已知的幻数有2、8、20、28、50、82、126,当然126还不确定是否存在,也不知道是否有这号元素,只是从理论上来看它是稳定的!自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素的质子或中子数分别与2到82的幻数相对应,所以这些元素都很稳定。而质子数82、中子数126的铅同位素208Pb,就具有双幻数,显得异常稳定!
集齐元素周期表有可能吗?大概需要多钱?
有了上面这些知识的铺垫,我们就可以来一本正经的胡说八道一下了,看看能不能集齐元素周期表,到底需要多少钱!
从1号氢元素到92号铀元素,自然界中尽管含量不一,价值也有高低,但只要舍得花钱,肯定能搞到的,那么在这些元素中哪个最贵呢?
这还用问,肯定是黄金啦!其实还真不是,它只能说是贵金属,而不是最贵的金属,比如它就比不上稀有金属铑(45号)、镧(57号)、镥(71号),这些金属的价格已经超过了600元/克,而9月21日的纽约黄金买入价不过419.28/克!
国际黄金价格
而钪(21号)大概就超过了2000元/克,铀(92号)则在2000-3000元/克,死命贵的钚(94号)(自然界痕量,都会人工制造)则超过2万元/克,这个价格是不是让人咋舌?
其实还远不至此,还有贵到超级离谱的,因为锎(98号元素)的价格无法估量,1950年在加州大学用α粒子撞击锔96号)得到了锎元素,而数量则仅仅是几千个锎原子而已,如果要算一克价格的话,估计千万美元也不够!
那么用钱就能买到所有元素吗?
未必,比如上文中92号以后的元素都是会衰变的,简单的说它现在是这种元素,但过一阵子后就不是这种元素了,这是不是很要命?不过这些元素问题还不是特别大,因为它们的半衰期也不是特别短,还是具有一些时间!
在锎元素时还有900年半衰期,其实也足够我们展示了,但继续往上,锿元素就很不幸了,只有276天,只有就只有一半了,然后再....再....就快消失不见了!
到了104号就有点过分了,只有一分钟,再往后越来越过分40秒,0.9秒,然后再是毫秒级别,算了吧,再有钱也折腾不起,买回来还没到家就衰变成其他元素了!所以从这个角度来说,再有钱也买不到元素周期表的所有元素。
一般来说如果集满92号铀元素之前的所有元素,那必定是齐了,极其稀有的估计也只能装裱下了,你可以告诉大家这个里面含有几个锎原子,反正谁都无法证伪那里没有!