新化學元素

直到1937年，在92號元素，即鈾元素之前，在元素周期表中只有四個空缺的元素位置。這四個空缺的元素原子序數(shù)為43、61、85和87。于是化學家和物理學家開始利用粒子加速器—如美國科學家歐內(nèi)斯特·勞倫斯（1901～1958）在1932年發(fā)明的粒子回旋加速器——進行新元素的探測。

起初，科學家利用粒子加速器作為“原子對撞機”將元素分成更小的組成部分。例如，在1937年，美國科學家在加利福尼亞利用粒子回旋加速器用氘核轟擊金屬鉬原子，氘核是氘（重氫）原子的原子核，質(zhì)量是中子的2倍，是質(zhì)量最大的亞原子粒子。他們把轟擊后的鉬原子樣品交給意大利巴勒莫大學的兩位意裔美國物理科學家艾米利奧·塞格雷（1905～1989）和卡爾·皮埃爾（1886～1948）進行分析。兩位科學家發(fā)現(xiàn)，樣品中包含有一種新的放射性元素，也就是空缺的43號元素。起初，他們將之命名為 ，后來將之更名為锝（源自希臘詞technetos，意為“人工制造”）。

兩年以后，也就是1939年，法國化學家瑪格麗特·波里（1909～1975）分析了錒同位素——錒-227的放射衰變產(chǎn)物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了另一種新的放射性元素，也就是空缺的第87號元素。起初她將其命名為錒-K，但為了紀念她的祖國，后來又更名為鈁。

在1940年，塞格雷和他的同事在用α粒子（氦核）轟擊鉍原子時有了再一次的新發(fā)現(xiàn)—1947年，他們將新發(fā)現(xiàn)的非放射性元素稱為砹，該名稱源自希臘語 "astatos" ，意為“不穩(wěn)定”。后來其他科學家發(fā)現(xiàn)了天然產(chǎn)生的質(zhì)量更大的砹同位素，但是砹的同位素仍是地球上最少的天然產(chǎn)生的元素。直到1945年，化學元素周期表中最后一個空缺的元素，即61號元素，才被美國化學家雅各布·馬里奧（1918～2005）及同事在用中子轟擊釹原子時發(fā)現(xiàn)。1949年，他們將之命名為钷，該名稱源自希臘神話中的盜火者普羅米修斯的名字。粒子轟擊原子不僅能夠“擊碎”原子，而且能夠?qū)⑥Z擊產(chǎn)生碎片重組成新的原子。這個現(xiàn)象在1940年發(fā)生了兩次。第一次是由美國物理化學科學家埃德溫·麥克米倫（1907～1991）和菲利浦·艾貝爾森（1913～2004）利用慢中子轟擊鈾-238得到了镎元素（名稱源自海王星），在元素周期表中，镎元素緊隨鈾元素之后。在加利福尼亞大學伯克利工廠實驗室格倫·西博格（1912～1999）和麥克米倫領(lǐng)導的一個研究小組用用氘核轟擊鈾-238得到了钚元素，該名稱源自冥王星，在周期表中緊隨镎元素之后。

西博格手持裝有钚元素樣品的煙盒。1974年，西博格成為第一位以自己名字命名新元素（）并且健在的科學家。

镎和钚元素屬于最先發(fā)現(xiàn)的超鈾元素（比鈾元素的原子序數(shù)大），在接下來的幾年中，其他的超鈾元素也很快相繼產(chǎn)生：鋦元素（1944年）、镅元素（1944年）、锫元素（1949年）、锎元素（1950年）等。1974年得到的第106號元素以西博格名字命名為 。1982年，德國物理學家安布斯特（1931～）和他的研究小組在達姆施塔特重離子研究所用鐵-58原子核轟擊鉍-209發(fā)現(xiàn)了第109號元素。1997年，他們將之命名為 ，以紀念奧地利裔瑞典物理學家莉澤·邁特納（1878～1968）——最早將原子分裂開的科學家之一。1984年，該研究小組用鐵-58原子核轟擊鉛-208又得到了第108號元素—— 。俄國科學家在莫斯科市郊外的杜布納利用同樣的方法也得到了 元素。一年后，即1985年，一個俄-美聯(lián)合研究小組在杜布納用硫-34轟擊鈾-238時得到了 的一種不同的同位素。 元素是以德國達姆施塔特所在的黑森州命名的。

到現(xiàn)在為止元素周期表中總共有116種化學元素，至少在目前元素周期表元素沒有繼續(xù)增加。科學家只是制得了最重元素的少量原子，即使更重元素在理論上可能存在，但120號元素后面的任何元素都極不穩(wěn)定而且存在的時間十分短暫。