元素周期表将被打破？新元素奇异行为打破规律|元素|电子|周期表_科学探索_新浪科技_新浪网
元素周期表将被打破？新元素奇异行为打破规律
化学奇迹不断延展
尤里•奥加涅相领导团队合成了117号元素，现在他们正努力尝试合成下一个新元素——119号元素。
元素周期表将被打破？
　　117号元素的发现填补了元素周期表的最后一块空白，然而，通过研究这些新发现元素的性质，科学家却发现，元素周期表很可能将失去它一贯的“规律性”。
　　撰文 埃里克•谢里(Eric Scerri)
翻译 王兴勇
　　2010年，来自俄罗斯的研究人员宣布，他们已经合成了117号元素。这种新原子还没有命名，因为科学界在为新元素命名之前，通常要先得到来自世界各地其他研究组的统一确认。不过，除非有意外出现，117号元素应该已经在元素周期表中永久地占据了一席之地。
　　在此之前，从氢元素到116号元素，加上118号元素，都相继被发现，而今117号元素的发现，填补了元素周期表中的最后一个空位。这一成就将被载入史册。19世纪60年代，德米特里•门捷列夫(Dmitri Mendeleev)和其他研究人员创造了元素周期表，这是一项伟大的发明，第一次将所有已知元素进行组织分类。门捷列夫也是一位俄罗斯人，他在元素周期表中留下了若干空白，并且大胆预测，有朝一日新元素的发现必将填补这些空白。在以后的日子里，无数元素周期表的修订版相继出现，但任何一版都留出了有待填补的空位。直到今天，117号元素的发现才使得元素周期表第一次以完整的面孔出现。
　　如果门捷列夫在天有灵，他也许会对自己的远见变成现实而欣慰不已——至少会欣慰好一阵子，直到化学家与核物理学家合成出原子序数更大的元素，元素周期表中就需要新增一行来安放它们，并且很可能还会留下更多的空白。
　　不过，就在元素周期表的最后几块拼图即将就位时，一些更为基础的理论问题开始出现，而这些问题，可能动摇元素周期表赖以存在的理论基础——元素性质呈现出周期变化的模式(recurring patterns)，这也是元素周期表名称的由来。
　　门捷列夫不仅预言了当时尚未发现的未知元素的存在，更令人惊叹的是，他基于上述周期模式的原理，准确地预测了这些未知元素的化学性质。不过，随着原子序数，即原子核内的质子数增大时，一些新增元素的性质不再遵循元素周期律(periodic law，元素性质随着元素原子序数的增加呈周期性变化的规律)。它们的化学性质，例如与其他原子的成键方式，不再与周期表中的同族元素相似。这是由于重核原子内电子的运动速度已经接近光速，从物理学的角度来说，就是这些电子变得“具有相对论效应”(relativistic)了，所以这类重核原子的行为变得古怪，不再像元素周期律预言的那样。此外，准确预言每个原子的轨道结构极具挑战性。因此，尽管门捷列夫创造的元素周期表已填补完整并获得巨大成功，但与此同时，它也正慢慢失去昔日对元素性质解释及预言的“力量”。
　　完满的句号？
　　尽管自诞生以来，元素周期表已先后出现过1000多个版本，在不同的版本中，各元素在表中的位置，以及表中所包含元素的数量都不尽相同，但它们都有一个共同的特征，那就是当元素按照原子序数连续排列时(最初曾按原子质量排序)，每隔一组特定数量的元素，它们的化学性质就会重复变化。比如，若我们从锂开始，向前数8位，就会到达钠，我们发现，两者有很多相似的性质——都是柔软、可以用刀切割的金属，都与水剧烈反应。如果我们再向前移动8位，就会到达钾，而钾同样是柔软的金属，化学性质活泼，与水极易反应。以此类推，我们还可以找到更多性质相似的元素。
　　在最早的元素周期表中，包括门捷列夫和其他研究人员设计的那个版本在内，每个周期(即每一行)的长度总是8个元素位置。然而不久之后，人们发现第四、第五周期的长度应当是18个元素位置。而第四、第五周期与前面周期相比，多出的那块区域，被称为过渡金属(它们一般位于周期表的中间)。第六周期更长，包含32种元素，多出的14种元素被称为镧系元素(镧系元素的英文最初为lanthanides，最近更名为lanthanoids)。
　　从1937年开始，核物理学家通过合成手段获得新元素，他们最先得到的是锝元素。锝元素的合成填补了那时公认的、周期表的4大空白之一，这4个空缺的元素位于1号氢元素至92号铀元素之间。此后，其余三个空白也很快被填补，其中砹和钷由人工合成，钫从自然界中发现。然而在这些空白被填补之后，随着铀元素之后的新元素不断被发现，周期表中又留下了更多空白。
　　美国化学家格伦•西博格(Glenn Seaborg)意识到，类似于镧系元素，锕、钍、镤、铀以及之后的10种元素形成了一个新的系列，即锕系元素(actinides或actinoids)。由于这两个系列元素的加入会使元素周期表显得太宽，故在标准的元素周期表中，这两个分别包含14种元素的系列被单独分块列出，置于底端。
　　正如20世纪上半叶科学家意识到的那样，元素性质的周期性变化根源于量子物理学(quantum physics)，尤其是与物理学中绕核运动的电子轨道(orbit)有关。电子轨道具有不连续的(discrete)形状和尺寸。轨道的类型，或者叫“轨函”(orbital)与原子序数无关。第一周期的原子只有一种类型的轨道，我们称其为s轨道，可以容纳1～2个电子(氢原子有1个电子；氦原子有2个电子)。第二、三周期的原子各增加一个s轨道，外加3个p轨道。由于每个轨道可以容纳1～2个电子，于是这4个轨道一共可容纳8个电子——这就是最初周期表中第二、三周期长度为8的由来。第四、五周期除了s、p型轨道外，还增加了可以容纳10个电子的d型轨道，因而将本周期长度延长至18。以此类推，元素周期表中的最后两个周期拥有s、p、d以及可容纳14个电子的f型轨道，故包含32种元素(18+14)。
　　当俄罗斯联合核研究所(Joint Institute for Nuclear Research)的尤里•奥加涅相(Yuri Oganessian)及其团队宣布，他们成功合成了极难捕捉的117号元素后，元素周期表最后一行的所有元素都已各就其位。元素周期表结构与原子结构间的紧密联系意味着，完成元素周期表并不纯粹是为了美学上的考虑，或是纸面上的信息梳理。118号元素是唯一一种s、p、d、f轨道上都填满电子的元素。
　　如果将来合成了更多的元素，元素周期表将开辟出一个新行来放置它们。119号元素最有可能第一个出现(见图)，并将开始一轮新的循环——它将同样始于最简单的s轨道。119号及120号元素将占据第八周期最前面的两个位置，但从121号元素开始，将出现一块全新的元素区域，这些元素将拥有我们此前从未遇到过的“g”轨道——至少从理论上来说是这样。像过去一样，新轨道的出现将增加可容纳的电子数目并延长这一周期的长度，即元素周期表中列的数目。这一新区域元素的加入将使现有的元素周期表扩宽到50列(别担心，化学家已经设计出了更紧密的方式来布置这样一张庞大的周期表)。
　　填上所有空白、获得一张完完整整的元素周期表，看起来是对门捷列夫梦想的一种终极实现方式——如果没有阿尔伯特•爱因斯坦，还有他的狭义相对论的话。
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看过本文的人还看过元素周期表的结构是怎样的?
我是傻叉Gt2
元素周期表有7个周期,16个族.每一个横行叫作一个周期,每一个纵行叫作一个族.这7个周期又可分成短周期（1、2、3）、长周期（4、5、6）和不完全周期（7）.共有16个族,又分为7个主族（ⅠA-ⅦA）,7个副族（ⅠB-ⅦB）,一个第Ⅷ族,一个零族.同一周期内,从左到右,元素核外电子层数相同,最外层电子数依次递增,原子半径递减（零族元素除外）.失电子能力逐渐减弱,获电子能力逐渐增强,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强.元素的最高正氧化数从左到右递增（没有正价的除外）,最低负氧化数从左到右递增（第一周期除外,第二周期的O、F元素除外）.　　同一族中,由上而下,最外层电子数相同,核外电子层数逐渐增多,原子序数递增,元素金属性递增,非金属性递减.
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扫描下载二维码相对原子质量
= 12.0000)
原子半径/&A:1.4
原子体积/cm3/mol:5
共价半径/&A:0.9
电子构型: 1s2 2s2
离子半径/&A:
1797年在法国巴黎,由Nicholas
Louis Vauquelindiscovery。
主要以绿玉[AlBe3(Si6O18)]
(Al2BeO4)的形式存在于自然界。
能吸收大量的热量，因此用于太空船、导弹火箭、飞机等。也用于制造轻质合金。
状态：坚固、硬的灰白色金属，是最轻的硬质金属。
熔 点(℃):1278
沸 点(℃): 2970
密度(g/cc,300K):1.848
比 热/J/gK
滞留时间/年: 4000
太阳(相对于 H=1 × 1012):14
海水中/ p.p.m.
地壳/p.p.m.: 2.6 大西洋表面:8.8
太平洋表面: 3.5
人体中含量
肝/p.p.m.:
肌肉/p.p.m.:
血/mg dm-3
: & 1 × 10-5
日摄入量/mg:
　　铍，e_number4，原子量9.012182，是最轻的碱土金属元素。1798年由法国化学家沃克兰对绿柱石和祖母绿进行化学分析时discovery。1828年德国化学家维勒和法国化学家比西分别用金属钾还原熔融的氯化铍得到纯铍。其英文名是维勒命名的。铍在地壳中含量为0.001%，主要矿物有绿柱石、硅铍石和金绿宝石。天然铍有三种同位素：铍7、铍8、铍10。
　　铍是钢灰色金属；熔点1283°C，沸点2970°C，密度1.85克/厘米³，铍离子半径0.31埃，比其他金属小得多。
　　铍的chemical_properties活泼，能形成致密的表面氧化保护层，即使在红热时，铍在空气中也很稳定。铍即能和稀酸反应，也能溶于强碱，表现出两性。铍的氧化物、卤化物都具有明显的共价性，铍的化合物在水中易***，铍还能形成聚合物以及具有明显热稳定性的共价化合物。
　　金属铍主要用作核反应堆的中子减速剂。铍铜合金被用于制造不发生火花的工具，如航空发动机的关键运动部件、精密仪器等。铍由于重量轻、弹性模数高和热稳定性好，已成为引人注目的飞机和导弹结构材料。铍化合物对人体有毒性，是严重的工业公害之一。