85号元素砹,地壳中的含量只有10亿亿亿分之一,是怎么被发现的?

综述

我们要知道地球乃至于整个宇宙中万物的组成都是由客观物质所组成的物质世界,小到最简单的粒子来讲,受到宇宙中万有引力等各种因素的影响逐渐形成为各种元素。

而提到元素,大家应该并不陌生,科学家门捷列夫所归纳出来的元素周期表,成为了化学中的“英语字母表”,是化学的基础。

随着科学家的不断发现与扩充新的元素,元素周期表由一开始的63个元素递增到了118个元素。

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而科学从未止步,人类正在进一步扩充元素周期表,致力于寻找更多的新元素。

而在这118个元素中,存在于第85号的砹元素,因为其非常稀有的含量而显得格外显著,引来无数科学家的研究,那么这个元素在地球上的含量又有多少,它是怎么被发现的?今天我们来一起看看吧!

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自然界中极其稀少的元素——砹

20世纪40年代,科学家们因为一次实验对外宣布发现了砹元素,这是在元素周期表中空白的85号元素。

它是一种自然界中十分稀少的放射性元素,说到它的稀少,这是因为目前为止科学家们都没有在自然界中找到这个元素的相对稳定的同位素。

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在过去的时间里,科学家们找到了放射性元素砹的三十二种同位素,你应该会感到很好奇,既然找到了三十二种同位素,为什么研究起来还是极其的困难?

那是因为这三十二种同位素中,每一个同位素的半衰期都极为短暂,最长的半衰期也不过仅仅8小时左右,这么短的时间无疑让科学家们的研究变得极其的困难。

所以说至今为止并没有找到稳定的同位素能够供科学家们进行研究,甚至这个元素被发现的七十多年间,科学家们至今也无法确定这个元素的颜色。

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据了解,在自然界中,砹元素的含量不足三十克。在偌大的地球中,它的元素含量也仅仅只有十亿分之一。我们知道元素周期表中每个元素的排列,不论是按照行来讲,还是按照列来讲,他都有着极其强的规律。

排在85号的砹是一种卤族元素,最外层的电子数有七个,离达到八个电子数的稳定状态只差一个电子,所以他极其容易从外界得到一个电子,这导致砹元素具有很强的氧化性。

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在自然界中,氧化性强的元素没有办法以单质的形式态存在,他的化学性质与卤族元素相似,能够和金属以及某些非金属发生反应。那么这么极其稀少的元素是怎么被人类发现的呢?

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砹元素的艰难发现路程

在门捷列夫归纳出元素周期表后,并大胆预言卤族元素碘的下面应该还有一个化学性质与卤族元素相似的一个元素。

在门捷列夫提出了这一猜测之后,科学家对这一未知元素进行了长达数十年的研究。

首先从1925年到1937年,来自不同国家的四名科学家都对这一未知元素有过代表性的寻找,但是最终都被其他的科学家推翻了,主要是被认为寻找的时候一些分析的方式出现了偏差。

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而后1940年瑞士化学家在观察钋-218的β衰变产物时,惊奇的对外宣布发现了85号元素,但是这个实验最终也被其他的科学家推翻,认为这个实验中的其他气体出现了污染,而并不是出现了85号元素。

他并没有放弃寻找85号元素,在两年后与英国科学家的一次合作实验中,对外界宣布找到了85号这个元素的一种同位素,最终这个实验也并没有得到真正的认可,原因是因为在其他科学家们在做同一个实验的时候,并没有得到相同的结果。

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而同一时期来自意大利和美国的三位科学家在美国的一所大学中进行了一次实验,他们利用回旋加速器加速氦原子核,在氦原子核得到了一定的速度之后,再让他它去轰击铋-209,最终宣布在这一实验中找到了85号元素砹,但是最后的实验产物极其不稳定,衰变迅速发生。

但这也证明了人类找到了第85号元素,这一过程历时80年。

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科学家与放射性元素

在元素周期表中83号元素是放射性元素和非放射性元素的分界处线,其之后的元素基本都是放射性元素。

当然小于83的元素中,有的元素也具有放射性,所谓放射性元素,是因为原子核自身不稳定,它会自发的对外散发出射线和粒子,期间当然伴随着能量的释放。

放射性元素在研究时,其放出的射线会对人体造成一定的损害。

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对此,我们都一定听说过居里夫人的故事,既然放射性元素是对人体有害的,那么为什么会有无数个科学家前赴后继地去来研究这些元素?

组成地球的各种各样的元素它的存在都维系着整个自然界中的平衡,所以它很重要,因此无数科学家的研究精神更令我们敬畏。

居里夫人在成吨的物质中历时数十年才提炼出镭元素。在科学发展的路上,无数科学家们忘我的奉献精神,推动着人类文明的前进。

结语

砹元素的研究还在继续,科学家们对我们居住的星球还在不断的探索,也在不断地完善着元素周期表,无数科学家前仆后继的去推动着科学的发展,这本身就是一件很令人动容的事情。

希望“江山代有此人出,各领风骚数百年”。

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