人工合成元素

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人工合成元素,在化学中是指自然界中不存在,只有通过人工方法才能製造出來的化学元素。一般透過將兩種元素以高速撞擊,增大自然存在的元素原子核质子的个数,达到增大原子序数,制造出新的元素。
至今已有20多种人工合成元素被合成出来,它们均是不稳定的放射性元素,半衰期从几年到仅仅只有数毫秒。另外,还有十几种元素最初是通过人工合成的方式发现,但是后来在自然界中,也发现有痕迹量的存在。
性质
人工合成元素通常具有放射性,从而快速衰变为其他较轻的元素。由于它们的半衰期与地球的寿命相比过短,即使在地球形成初期曾经存在过这些元素,到现今也已经全部衰变为其他元素了。目前,只有在核武器或是在核反应堆、粒子加速器中进行的核试验中才能发现人工合成元素的原子。人工合成元素的产生方式有核聚变和中子俘获。
对于自然存在的元素来说,其原子量由地壳和大气层中天然同位素的丰度来决定。但是由于人工合成元素的同位素完全由人工合成产生,天然同位素的丰度没有任何意义,因此,在元素周期表中,人工合成元素的原子量使用其最稳定(即半衰期最长)的同位素之质量数来表示。
并不是所有的放射性元素都是人工合成元素,比如铀和钍都没有稳定同位素,但是它们在地壳和大气层中均有分布,同时,它们的衰变产物——钋、镭和氡等元素,尽管半衰期很短,也能在自然界中找到。
历史
世界上第一個通过人工合成的化學元素是鎝,在1936年,该发现被最终确认并填补了元素周期表的空白。锝不存在稳定同位素,其最稳定的同位素锝-98的半衰期为420万年,远低于地球的寿命,因此地球形成时所产生的锝到今天已经全无踪迹。自然界中仅存在痕迹量的锝,由铀-238的自发裂变以及钼矿石的中子俘获而产生。
第一个完全由人工合成而产生的元素是1952年合成的锿,之后是镄、钔和锘等。冷战期间,苏联和美国各自独立合成出了鑪和𨧀,由此,这些元素的命名权多年后才得以解决。
人工合成元素列表
下表所列人工合成元素均为自然界中所不存在的化学元素,其原子序数≥99,均为超铀元素。
元素名称 |
元素符号 |
原子序数 |
首次合成年代
|
锿 |
Es |
99 |
1952
|
镄 |
Fm |
100 |
1952
|
钔 |
Md |
101 |
1955
|
锘 |
No |
102 |
1957
|
铹 |
Lr |
103 |
1961
|
鑪 |
Rf |
104 |
1966(苏联),1969(美国)*
|
𨧀 |
Db |
105 |
1968(苏联),1970(美国)*
|
𨭎 |
Sg |
106 |
1974
|
𨨏 |
Bh |
107 |
1981
|
𨭆 |
Hs |
108 |
1984
|
䥑 |
Mt |
109 |
1982
|
鐽 |
Ds |
110 |
1994
|
錀 |
Rg |
111 |
1994
|
鎶 |
Cn |
112 |
1996
|
鉨 |
Nh |
113 |
2003
|
鈇 |
Fl |
114 |
1999
|
鏌 |
Mc |
115 |
2003
|
鉝 |
Lv |
116 |
2000
|
鿬 |
Ts |
117 |
2010
|
鿫 |
Og |
118 |
2006
|
* 视为共同拥有发现权
|
其他人工合成元素
原子序数为1至98的化学元素均可于自然界中找到(即使是痕迹量的),但下列元素通常由人工合成方式所产生。
元素名称 |
元素符号 |
原子序数 |
首次合成年代
|
锝 |
Tc |
43 |
1936
|
钷 |
Pm |
61 |
1945
|
砹 |
At |
85 |
1940
|
钫 |
Fr |
87 |
1939
|
镎 |
Np |
93 |
1940
|
钚 |
Pu |
94 |
1940
|
镅 |
Am |
95 |
1944
|
锔 |
Cm |
96 |
1944
|
锫 |
Bk |
97 |
1949
|
锎 |
Cf |
98 |
1950
|
U,f6vNf4l,04,QsBLPj 9,p2xrLPcrFWzSkxf2eqbNu s,neZKV4VObLr9dSir
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