1一12月份的英文缩写(一月到十二月的英语单词及缩写)

大家好，我是讯享网，大家多多关注。

背诵元素周期表对于每个初学化学的人来说可能是一个痛苦的过程，但即使是做化学研究的人也未必敢说自己知道元素周期表中的所有元素，但这并不妨碍我们提出这样一个专业的问题:元素周期表中的元素有尽头吗？

新的元素周期表。

图片来源:libretexts.org

现实的终结

到你正在阅读的那一秒，第118号元素Oganesson(简写为Og)是迄今为止人类发现的元素周期表中的最后一个元素，也是人类合成的最重的元素。它的出现是一种完美——元素周期表的前七个周期都完成了。

118号元素的原子结构

图片来源:维基百科

有趣的是，Og的第一次亮相以一桩巨大的丑闻而告终。

这件事还得从1999年说起。由Victor Ninov领导的Lawrence Berkeley国家实验室(LBNL)15人研究小组在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上发表论文，声称发现了元素周期表中空缺失的第118号元素。在新元素衰变中，还发现了尚未报道的第116号元素。

图片:论文截图[1]

利用实验室的88英寸回旋加速器和新安装的伯克利气体分离器(BGS)，研究小组用高能氪-86离子束轰击铅-208靶，产生的新原子核释放出一个中子，成为新元素118号(当时尚未命名)，同位素的质量数为293。

图片:论文截图[2]

遗憾的是，全球许多权威科研机构，包括德国GSI、日本理研实验室和法国甘尼尔的重粒子加速器国家实验室，都无法重复实验，就连LBNL自己也无法重复最初的结果。新元素发现的真实性受到广泛怀疑。

为了查明真相，LBNL对研究团队进行了为期一年的调查，发现实验结果中的重要参数是伪造的，相关研究人员存在“学术不端行为”。之前发表的论文被撤回，维克多·尼诺夫被解雇。这个人告别了物理界。

劳伦斯国家实验室宣布之前的118号元素实验为学术不端的新闻截图

图片来源:physicstoday.scitation.org

第一次寻找118号元素的尝试因学术不端而失败，但这也促使世界各地的其他科研团队更加积极地寻找。

2002年，在俄罗斯杜布纳的联合核研究所(JINR)，一个由俄罗斯和美国科学家组成的研究小组观察到了118号元素的第一次真正衰变。他们在回旋加速器中用钙-40离子轰击人造元素锎-249，合成了118号元素。但当时观测到的新元素的衰变能与已知的212mPo的衰变能非常接近，212 MPO是聚变反应中产生的常见杂质。此外，此时距离LBNL宣布撤稿不远，因此研究团队非常谨慎，在发现新元素后并没有在第一时间急于确认这一结果。

2005年，联合团队重复了之前的实验，仍然通过衰变间接观测到新元素的生成。2006年，由亚美尼亚-俄罗斯核物理学家Yuri Oganessian领导的这个联合研究小组，包括来自加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家，宣布发现了118号元素，同位素的质量数为294。

图片:论文截图[3]

虽然联合研究小组极其谨慎，但国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)显然更加谨慎。5年后的2011年，IUPAC在对2006年发表的结果进行详细评估后，得出结论:在数据真实的前提下，认为实验结果没有牢牢锚定在已知的重核上，因此不符合发现标准[4]。尽管如此，联合团队的研究人员仍然非常有信心，他们认为假阳性结果的概率小于十万分之一。

最重要元素的记录刷新是一个非常值得关注的问题，IUPAC略显保守的结论似乎是合理的。

情况很快好转。2011年，德国GSI的研究团队试图合成120号元素。他们用铬-54轰击人造元素锔-248，发现了疑似118号元素的衰变信号。这次得到的新元素比较稳定。与美俄团队报道的0.7毫秒半衰期相比，德国团队得到的重元素半衰期为181毫秒。

有了前后两组数据，IUPAC和IUPAP的联合工作组对新元素的发现进行了核查，最终在2015年12月30日确认了118号元素的发现。由于两个结果获得的是同一种元素，美俄团队先获得其294同位素，德国团队后获得其295同位素，因此这一发现的优先权被分配给了美俄联合团队。IUPAC对这一确认结果非常有信心，并兴奋地宣布元素周期表第七周期已经完成。

图片:IUPAC官网截图

但IUPAC当时并没有给出118号元素的名称，仍然使用元素周期表体系的占位名称——Uuo，是1979年确定的。根据IUPAC的建议，新元素的发现者/团队有权提出名称，经讨论通过后作为正式名称。

2016年3月，美俄联合团队的科学家举行了一次电话会议。在要求尤里·奥加纳森离开后，团队成员一致决定将118号元素命名为奥加纳森。这个名字显然是基于Ogarnesen的姓氏，并遵循IUPAC推荐的稀有气体命名规则(除氦以外的稀有气体元素都以“on”结尾)。2016年6月8日，IUPAC在官网宣布，118号元素被命名为Oganesson，符号为Og。

图片:IUPAC官网截图

至此，118号元素的发现终于完美落幕。

理论的终结

众所周知，元素周期表是按照质子数排列的。排名越低，原子核中的质子越多。显然，无论在理论上还是在实践中，质子数都不可能是无限的，都会有一定的“边界”。

原子核内有质子和/或中子，它们通过“强相互作用力”结合在一起，维持原子核的稳定结构。强相互作用力是自然界四种基本相互作用力中最强的一种。虽然强，但特点是作用距离超短，只有10-15m左右，近或远都会减弱。也就是说，原子核中并不是所有的原子核都有相互作用力，一个原子核只能与几个相邻的原子核相互作用。

原子结构示意图

图片来源:veer画廊

与之相对应的是原子-核结合能，是指原子核(质子和/或中子)结合成原子核所释放的能量。结合能是使原子核在10-15m范围内形成稳定核系统的必要因素。结合能与其核子数的比值称为比结合能。

铁是结合能最大的元素。所以从质量(也就是原子核的数量)来说，铁是银河系中，也可能是宇宙中最多的金属元素。以铁为代表的中等质量的原子核，比结合能最大，稍轻或稍重，比结合能小。对于重核，由于可能的同位素组合比较多，所以质量数的变化可以很大，但有趣的是，比结合能的变化并不大。这意味着原子核内力的饱和。

虽然目前人类可利用的元素只有118种，但如果算上同位素，人类可利用的原子核有2000多种。如果有人以原子核中的质子数Z和中子数N为横坐标，把这些原子核放在上面组成核素图，就会发现自然界中所有的原子核(不是人工合成的)都是沿着β稳定线分布的。这就是“超重核的稳定岛理论”。如果这个理论成立，从曲线的方向来看，横坐标上的质子数Z也是有终点的。

图片:论文截图[5]

如果把视野“放大”到整个原子，随着原子序数的增加，核内的质子会越来越多，对核外电子的吸引力也会更大。这需要内轨道的电子有惊人的速度。按照理查德·费曼·玻尔的模型，当原子核内的质子超过137个时，内轨道电子的速度就会超过true 空中的光速，这显然是不可能的。而且玻尔的模型没有考虑相对论效应，有一定的局限性。

也有理论认为，当质子数为173时，原子核的结合能会超过电子质量不变所对应能量的两倍，达到正负电子对的湮灭能，所以原子核外的电子永远无法填满。

技术的终结

除了实践和理论的终结，技术门槛可能会让元素周期表的“终结”来得更早。目前很多元素都是人工合成的，但是这种合成在技术上也遇到了瓶颈。

周期表中的合成元素。

图片来源:维基百科

合成元素形成了特定的套路。具体方法是选取两种原子，一种较重，一种较轻，将较轻的原子加速成束轰击较重的原子。因为原子一般是电中性的，不能直接加速，所以较轻的原子需要先电离，然后在巨大的电场中加速。完成上述过程的装置称为加速器。为了获得足够的能量，有人想到了让靶同步高速运动来提高撞击效率，于是就有了对撞机。两者外形相似。

要完成这个轰击，两种“原料”的纯度必须足够高，否则就会得到所有不需要的新原子核。即使合成了新的原子核，其数据也会淹没在大量杂质元素产生的无效数据中。另外，原子核很小，需要多次轰击才能不小心击中。但即使幸运地击中目标，这两个粒子也未必能克服正电荷之间的库仑斥力；即使我们能克服库仑斥力，我们也可能因为“力量太大”而使原子核破裂，我们不会得到在靶中聚变的重核…简而言之，很难。

既然是撞击，就有概率问题。在实验中，在目标中获得新元素的概率很低。例如，113号元素Nh是用锌-30轰击铋-83得到的。整个实验历时80天，轰击次数达到1.7×1019次。最后，得到了新元素。118号元素的合成实验一次耗时4个月，轰击1.7×1019次。经过2002年和2005年的两轮实验，总共出现了三四个新元素原子核——2002年一两个，2005年两个。有兴趣的可以自己算算这个概率有多低。

理论上，只要加速器足够强，合成更多未知元素不成问题。但实际上新元素的合成对仪器要求非常高。据JINR(上图为杜布纳联合核研究所)负责人介绍，世界上其他装置未必能实现Og合成。他认为他自己的加速器是世界上唯一能做这个实验的加速器。正是因为这种自信，JINR也早在2016年就开始了新一轮的挑战:合成119号元素。

图片来源:JINR官网截图

人类要想获得更多新元素，需要更大的加速器/对撞机设施，更强的超导磁体，更灵敏的探测器……这自然意味着更多的时间和金钱，还有运气。

总之，就人类整体装备实力而言，新元素的发现在技术上已经接近尾声。难怪2019年《自然》发表文章，说周期表边缘的实验属于极端化学。

图片:《自然》官网截图

结论

元素周期表有尽头吗？虽然有了手表的终结和技术上的限制，但在理论上还是一个没有解决的问题。但是，无论如何，科学技术总会不断发展，探索永远不会停止。我怕真相会没完没了，我会庆幸每一寸！

参考资料:

[1] V. Ninov，K. E. Gregorich，W. Loveland，A. Ghiorso，D. C. Hoffman，D. M. Lee，H. Nitsche，W. J. Swiatecki，U. W. Kirbach，C. A. Laue，J. L. Adams，J. B. Patin，D. A .沙乌格内西，D. A. Strellis，P. A .维尔克，对86Kr与208Pb反应产生的超重核的观察。物理牧师列特。83, 1104 (1999).

[2]皇家空军勤务。伯克利船员包元素118。科学。284, 1751 (1999).

[3]余。Ts。奥甘尼斯安。洛巴诺夫阿卜杜拉林，，萨格达克，希罗科夫斯基，余。奇加诺夫、沃伊诺夫、古尔贝金、博戈莫洛夫、吉卡尔、梅津采夫、伊利耶夫、苏博廷、苏霍夫、苏博蒂奇、扎格里巴耶夫、沃斯托金、伊茨基斯、穆迪、帕廷、沙乌格内西、斯托耶249Cf和245Cm+48Ca聚变反应中118和116号元素同位素的合成。物理修订版C 74，044602 (2006年)。

[4]巴伯、凯罗尔、中原诚司、瓦尔达奇、沃格特发现原子序数大于或等于113的元素(IUPAC技术报告)。纯应用化学。83, 1485 (2011).

、姚、徐福新。质量的β稳定线和抛物线曲率的分析[J].高能物理与核物理，1981(05)。

[6]霍夫曼、海因茨、曼恩、莫伊雷尔、芒曾伯格、安塔利茨、巴尔特、达尔、埃伯哈特、格日瓦兹、汉密尔顿、亨德森、肯尼利、金德勒、科茹哈罗夫、朗、洛梅尔、米尔尼克、米勒、穆迪、森田、西尾明夫关于超重核裂变势垒的评论。欧元。物理杂志A 52，116 (2016)。

[7]尤里·奥甘尼斯安。来自48Ca诱发反应的最重原子核。物理学博士。部分。Phys. 34，R165 (2007年)。

资料来源:科学院