合成和发现超铀化学元素、探索超重核稳定岛

合成新元素拓展元素周期表、探索原子核存在极限是核物理前沿研究领域。相关研究工作涉及的重大物理问题有:存在多少种化学元素?超重元素具有什么样的化学性质?超重元素化学性质是否符合元素周期律的外推预期?最大的核幻数是什么?是否存在稳定的或长寿命的超重核素?在极强库仑场中原子核具有哪些奇特的结构和性质?等等。经过逾半个世纪的不懈努力,元素合成取得了巨大成就,已将周期表从92号扩展至118号元素,完成了周期表上第七周期元素填充。文章回顾了在自然界寻找超重元素的历程,评述了利用人工核反应合成超铀元素和探索理论预言的超重核稳定岛的进展、成果、现状以及目前面临的困难,展望了未来的研究工作,简介了基于国家重大科技基础设施——强流重离子加速器装置开展超重研究的计划。     

元素周期表第7排终于被填满

正相继发现的4种新元素终于填满了元素周期表的第7排。日本理化学研究所(RIKEN)被确认为113号元素(ununtrium,Uut)的发现者,获得该元素的命名权。115号(ununpentium,Uup)、117号(ununseptium,Uus)和118号(ununoctium,Uuo)元素的发现者分别为俄罗斯布纳市的核子研究联合研究所(JINT)、美国加利福尼亚州利弗莫尔市劳伦斯-利弗莫尔国家实验室(LLNL)和田纳西州橡树岭国家实验室(ORNL),他们也因此获得命名权,同时还要确定由两个字母组成的元素符号。以后科学家们就要尝试填充周期表第8排了。     

稀土金属在超导中大有用处

人们一般总是把稀土金属看作陌生的材料,其实他们也许在日常生活中就要同稀土打交道,比如打火机上的火石就是稀上做的.那么,什么是稀土金属呢?是指在化学元素周期表下端的原子序数57-71的15种镧系元素,再加上第三副族(IIIB)的钪和钇,一共17种元素.它们约占周期表中元素种数的1/6.其主要性质如表1所示.稀土元素的化学性质活泼,在自然界中大都以固态氧化物的形式存在.这十七种元素的化学性质极为相似,它们共存于天然矿物中,在往还与其他多种金属矿物共生,比较难于提取和分离.近年来科学技术的发展,推动了稀土金属矿物的冶炼、分离和提纯,稀…     

锦屏深地实验室解开古老恒星钙丰度之谜

<正>目前已知的元素有118种,把它们按照化学性质排列出来,就是我们熟知的元素周期表。这些元素构成了我们周围的世界,包括恒星(比如太阳)、行星(比如地球)。于是就有了一个自然的问题,这些元素是怎么合成的?为什么不同的元素含量相差如此之大?比如地壳中氧和硅含量很多,金银等贵金属含量却很少?它们的含量会随着时间变化吗?研究我们的星空可以在一定程度上回答这些问题,因为绝大部分元素都是在恒星内部通过各种核反应合成的^[1]。     

集成电路中的物理问题讲座 第七讲 硅中杂质的物理行为

在化学元素周期表中,已观察到许多元素在硅中能形成电子能级.它们作为硅中的杂质,其物理行为目前只有很少数的几种(例如B,P,As等)为人们所了解,而对周期表中的绝大多数元素在硅中的物理性质研究得还远远不够. 本文根据现有的工作,论述一些杂质在硅中的物理行为. 一、Ⅲ族(B,Al,Ga)及V族 (P,As,Sb)元素 众所周知,Ⅲ,V族元素是硅中最重要的杂质.它们在硅中分别是受主和施主杂质,并在硅禁带中引入浅能级:受主能级比价带顶高上EA,施主能级则比导带底低 ED 表1列出了硅中Ⅲ,V族杂质电离能的测量值.实验测量表明,Ⅲ,V族杂质在硅中的电离能…     

自旋涨落对过渡族元素超导转变温度的影响

文章综合考虑了涉及电声耦合常数和自旋涨落因子的理论公式,通过数值计算得到了3d和4d过渡族元素的λ_(pb)和λ_(spin),指出在一些过渡族元素中,自旋涨落对超导转变媪度有不可忽略的降低作用,而自旋涨落效应的强弱随元素在周期表中的位置呈有规律的起伏。     

壳稳定的最重元素

原子序数为107、108和109的至今最重的化学元素的制备和发展其决定性意义在于证明了这些元素在量子力学序数效应基础上的稳定性。至今已知的109个元素中有80个原子核是稳定的,最后一个稳定元素是铼(Re)。元素的放射性是1898年从铀中首先发现的,我们这一世纪的科学研究继续了对放射性元素的探索。     

周期表上真有第118号元素吗?

在 1999年的美国《物理评论快报》上 ,美国ＬＢＬ(ＬａｗｒｅｎｃｅＢｅｒｋｅｌｅｙＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙ)的科学家们发表了一个报告 ,他们证明当铅 -氪的高能下相互作用时可存在第 118号新的元素 .随后在ＬＢＬ以及其他实验室 (如德国的ＧＳＩ实验室 ,日本的ＲＩＫＥＮ实验室等 )做实验时都不能重复他们的结果 .现在ＬＢＬ的科学家们又重新分析了他们的实验结果后 ,发现原来的结果是错误的 .因此 ,最近在寄往美国《物理评论快报》的文章中主动撤消了他们曾发现第 118号元素的成果 .周期表上真有第118号元素吗?@云中客…     

浅谈新核素铂-202

 原子和原子核是物质构成的两个不同层次,它们以不同的方式决定着物质的特性.原子由三种成份组成:质子、中子和电子.质子带正电荷,中子不带电荷,而电子带负电荷,电子的数目和质子的数目相等,这样原子就成了中性的物质单元.质子和中子位于原子的中心构成了原子核,电子则围绕原子核运动.这些核外电子决定了原子(元素)的化学性质.著名的门捷列夫元素周期表就是根据元素的电子组态建立的,它科学地反映了元素化学性质的周期变化.元素周期表的形成和不断的完善对科学技术的发展及人类社会生活起了重大作用.     

忆阻器:一种具有革命性意义的技术

综述了忆阻器的发明,忆阻器是2 500年前古中国神秘主义哲学家给出的一个设想,其发明可媲美门捷列夫化学元素周期表、发现太阳系行星、发现"上帝粒子"、发现宇宙超对称、捕捉到黑能量。忆阻器被称为电路世界中的第四种基本电路元件,将对未来计算和电子工程等领域产生深远的影响。     

物理学咬文嚼字之九十化学元素之名

化学元素和它们的结构(元素周期表)蕴涵着大自然的众多秘密,元素名称反映了人类文化演化史的一个重要侧面。了解元素名称的字面意思,或可找回部分因汉译所丢弃的关键内容。     

俄合成第166号化学元素

据《科学时报》报道俄罗斯科学家最近合成第１６６号化学元素，这项成果又填补了门捷列夫元素周期表上一个空白． 据国际文传电讯社报道，第１６６号化学元素是设在莫斯科郊区的杜布纳核联合研究所的科学家合成的．该研究所所长弗拉基米尔·卡德舍夫斯基近日向媒体宣布说，新元素是７月１９日在加速器上获得的，它存在了千分之５０秒的时间．为了得到对该元素的确认和国际纯粹及应用化学协会对其进行命名，这一过程约需两年的时间． 俄杜布纳的科学家曾于１９９９年１月在核反应实验室合成出第 １１４号元素，并使其存在时间达到３０秒．门…     

107号超重元素的测定

 一个放射化学合作组利用瑞士保罗谢勒研究所（ＰＳＩ）的菲利普回旋加速器测定了１０７号超重元素（Ｂｏｈｒｉｕｍ）的挥发性．该项研究的关键问题是要使用较长寿命（约１５秒）的同位素,这是１９９９年年初在美国伯克利实验室中探测到的．虽然科学家们已经鉴别出几个比还重的元素,包括去年在伯克利８８英寸回旋加速器上发现的１１６号和１１８号元素,还有在杜布纳所发现的１１４号元素,但最重的这些元素在周期表里的正确位置仍在研究中．一在发现新元素的实验中,只展示了有很重的新原子核的存在,但没有得到有关它们的化学性质的信息．目前,１０６元素（ｓｅａｂｏｒｔｇｉｕｍ）的化学性质已得到广泛研究．     

元素周期律与对称性

 元素周期律是俄罗斯化学家门捷列夫1869年在对自然界中各种元素的化学和物理性质的大量实验资料进行分析比较后,发现元素的性质随着各元素的原子量大小顺序呈现周期性变化而得出的规律。性质相似的元素组成一族。例如惰性气体元素,按原子量大小,依次为氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)等,这些元素的原子的电离能特别大(见图1),不易与其他原子结合,在自然界中以单原子分子的形式稳定存在,所以称为惰性气体,在周期表中属于零族元素。     

单纯的元素,复杂的历史

<正>150年前,门捷列夫绘制了第一张元素周期表。现在的元素周期表已经有一千多个不同的版本,但我们最熟悉的只有一个。1869年初,俄国化学物理学家门捷列夫(Dmitri Mendeleev)正在编写《化学原理》的第二卷。尽管第一卷长达600页,却只能涵盖60多个已知元素中的8个。他草拟了一张表格,把元素按照原子重量排序,以显示它们在化学上的     

以一组统一的高斯函数为基函数的双原子分子的Hartree-Fock-Roothaan波函数(Ⅰ)——第一,二列元素的双原子氢化物AH,AH~(±)和AH~*

我们采用一组统一的基函数,从头计算第一、二列元素的双原子氢化物以及第一列元素的同核和异核双原子体系的波函数。本文是三篇一组文章的第一篇,得到了双原子氢化物的电子波函数以及轨道能量和总能量等物理量,原子核间距取实验值和(或)理论值。这些波函数是狭义Hartree-Fock方程的以Double Zeta收缩高斯型函数为基函数的展开式。这些态包括体系的基态AH、一些低激发态AH~*和正负离子态AH~±,A表示周期表中Li到F和Na到Cl的各种元素。计算限于闭壳层电子组态或只带一个没有填满的开壳层电子组态。作为例子,三种基态AH的电子波函数表报道于文中。     

巴克拉（Barkla，Charles Glover，1877—1944）英国物理学家（Physicist，England）

巴克拉曾在利物浦大学学习。巴克拉常常代他的老师洛奇（Lodge）讲课。大学毕业之后，赴剑桥大学在汤姆孙指导下进修，后于1902年返回利物浦大学任教。1913年又去剑桥大学，开始研究X射线。他在1906年证明，当X射线被特定的元素散射时，会产生具有特定贯穿性的射线。如果按照元素在周期表中的顺序去逐一研究，就会发现，各种元素产生的“标识X射线”的贯穿本领是逐渐增大的。     

101—109号化学元素的合成及其定名

本文详细介绍了１０１－１０９号超铀元素原子的合成经过及１９９４年底国际纯粹和应用化学协会无机化学命名委员会对它们的定名；文章首先指出了新超铀元素制备的困难，并就１０１号元素的合成简介了对新元素进行化学鉴定的离子交换色谱法；其次就１０２、１０３号元素合成中的苏美分歧作了专门叙述；然后简述合成１０４－１０６号元素苏美两家的工作、合成１０７－１０９号元素的德国人工作；至于１１０、１１１、１１２号元素，仅     

宇宙中的较重元素是中子星碰撞后产生的

<正>科学家第一次提出,周期表中的一些较重元素是两颗中子星在发生灾难性碰撞时爆炸产生的。像氢和氦这类轻元素是在宇宙大爆炸中产生的,再重一些的铁元素是恒星核心核聚变产生的。稼和溴这类更重的元素,需要超新星爆发这样更为苛刻的     

1868年8月18日和10月20日:氦的发现

 虽然氦在可观察到的宇宙是第二多的元素, 但可由铀等的放射性元素衰变而生成的氦,在地球上却是相对稀少。事实上, 氦真的太稀少了, 所以直到1868 年才被发现, 这都要归功于两位科学家的努力, 一位在英国,另一位在法国。