默認冷灰
24號文字
方正啟體

第6章 宇宙元素再認識(1/5)

作者:單純至深字數:14970更新時間:2024-03-29 04:07:36

    我們都對元素周期表很熟悉,它們都是自然界物質的基本種類,目前共有118種元素被發現,其中有94種被認為存在於地球自然界中。但是從95號元素以上,這些元素就基本隻能靠人工合成了。

    每一種元素都代表了一種原子,其內部的質子、中子、電子數和其他元素都是不一樣的,它們都體現為金屬或非金屬性質,大都能與其他元素發生化合反應形成某種物質。

    宇宙中最多的元素是氫元素,占到了宇宙物質總量的90%以上,而且它也是宇宙中最原始的元素,產生於宇宙大爆炸之後,宇宙中所有的氫元素都是宇宙大爆炸所創造的,因為製造氫元素或至少需要2萬億攝氏度的高溫,除了宇宙大爆炸之外,其他的天文現象基本都不能達到如此之高的溫度。

    那麽氫元素之外的元素又是怎樣形成的呢?除了部分氦元素和鋰元素等同樣產生宇宙大爆炸之外,其他元素大部分都是恒星在核聚變和超新星爆發時合成的。

    比如我們的太陽在形成後一直到今天,內部的核聚變一直燃燒的都是氫元素,在50~70億年之後,它會發生氦閃現象,接著的核聚變就開始燃燒氦元素,並產生鋰、鈹、硼、碳、氮等元素,接著開始燃燒部分碳元素,一般認為太陽燃燒到碳和氧元素的時候就不再進行核聚變了,隻後的太陽會漸漸熄滅,形成一顆白矮星。在太陽的一生核聚變過程中,也就創造了上述這些元素。

    那些比太陽質量更大的恒星則會繼續核聚變燃燒下去,生成元素周期表上更高級的元素,不過當恒星內部開始合成鐵元素的時候,它就會發生超新星爆發了,這是因為鐵元素形成的時候不會釋放能量,而是會吸收能量,這個時候恒星內部的輻射壓會消失,恒星外部巨量的物質會迅速向中心坍縮,將核心擠壓成中子星,而在這一過程中也會有巨量的能放能量釋放出來,在一瞬間合成元素周期表上鐵元素以上的多種元素,最大質量的恒星能合成到94號元素鈈。

    一般認為第95號元素镅在自然界中是不存在的,它是通過人工用中子轟擊鈈239時形成的,所以是一種人造元素,但是我們也並不能排除恒星超新星爆發等情況下就真的不能合成這種元素。

    不過比95號元素镅更高級的一些元素,直到118號元素Og,在自然界中就的確很難再形成了,118號元素Og原子量為297,是已知最重的元素,然而它被認為是一種氣體元素,而且十分不穩定,半衰期為12毫秒(約百分之一秒),但化學性質很不活潑,類似於一些惰性氣體。

    我們甚至可以認為,在地球之外的宇宙中,很可能隻有94種元素。科學家們對95號及以上元素的發現也基本都是通過人工合成的方式造出來的,有些元素的人工製造方式極其複雜,在自然界中不可能自然形成,即便是超新星爆發、中子星合並,乃至黑洞的吸積盤中都很難形成,不得不說我們人類太能幹了,科技的進步創造了很多自然界也不存在的事物,因此有理由認為我們地球上的元素很可能是整個宇宙中最多的地方,當然這樣的說法有一個前提,就是假如不存在比我們更高級的外星文明的話。

    化學元素周期表(Periodic table of elements)是根據元素原子核電荷數從小至大排序的化學元素列表。列表大體呈長方形,某些元素周期中留有空格,使特性相近的元素歸在同一族中,如堿金屬元素、堿土金屬、鹵族元素、稀有氣體,非金屬,過渡元素等。這使周期表中形成元素分區且分有七主族、七副族、Ⅷ族、18族。由於周期表能夠準確地預測各種元素的特性及其之間的關係,因此它在化學及其他科學範疇中被廣泛使用,作為分析化學行為時十分有用的框架。俄國化學家德米特裏·伊萬諾維奇·門捷列夫(Dmitri Mendeleev)於1869年總結發表此周期表(第一代元素周期表),此後不斷有人提出各種類型周期表不下170餘種,歸納起來主要有:短式表(以門捷列夫為代表)、長式表(以維爾納式為代表)、特長表(以波爾塔式為代表);平麵螺線表和圓形表(以達姆開夫式為代表);立體周期表(以萊西的圓錐柱立體表為代表)等眾多類型表。注:中國教學上長期使用的是長式周期表,即維爾納式為代表。 本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>

上一章 回目錄 標記書簽 下一章