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原创 3951.核元素与核后初始元素

  • 王东镇
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  • 2017-11-12 03:23:02

3951.核元素与核后初始元素

2017.11.12

在《元素周期表》上,我们可以发现八个相对的内核元素:“氦4”(核外电子构型2)、“氖”(核外电子构型2、8)、“镍”(核外电子构型2、8、18)、“钯”(核外电子构型2、8、18、18)、“钕”(核外电子构型2、8、18、32)、“铂”(核外电子构型2、8、18、32、18)、“铀”(核外电子构型2、8、18、32、32)、“110”号元素(核外电子构型2、8、18、32、32、18),成为其后一定范围元素的共同内核。其中前三位是相对的长周期内核,构成其后所有化学元素的共同内核,其余的是相对的短周期内核。它们的共同特点是:相对“完美”的表层结构,没有该层次的核外电子“缺位”。

它们不难确定:从内核开始,相加每层核外电子的完整数目就可以确定它们。它们必定具有相对的稳定性,某些共同的物理化学属性,相对的“节点”特征。

在它们之后形成的第一个化学元素是核后初始元素,分别是“锂”(核外电子构型2、1)、“钠”(核外电子构型2、8、1)、“铜”(核外电子构型2、8、18、1)、“银”(核外电子构型2、8、18、18、1)、“钷”(核外电子构型2、8、18、32、1)、“金”(核外电子构型2、8、18、32、18、1)、“镎”(核外电子构型2、8、18、32、32、1)、“111”号人工核素(核外电子构型2、8、18、32、32、18、1)。

我的物理化学知识有限,不了解每种元素的物理化学属性,难以进行对比分析,想来大家对“锂”、“钠”、“铜”、“银”、“金”还是不陌生的,它们只是在之前的内核基础上增加了一个新的层次和一个“氘”原子,或者“氚”原子而已,就成为一种新的化学元素,拥有完全不同的物理化学属性。在这里值得注意的是:所谓“核元素”往往是一个家族,拥有许多同位素,可以形成其后元素的类似同位素,使物质世界丰富多彩。但是,并非每种同位素都可以聚变出其后的化学元素,例如《周期表》上“铜”、“银”只有两种同位素,“金”没有同位素,它们前面的“核元素”却拥有很多同位素,只有其中特定的同位素通过核聚变才能形成“金”、“银”、“铜”元素。

核后初始化学元素表层只有一个核外电子,成为范围很广的“补位”元素,相对容易形成化合物。“金”、“银”、“铜”元素优异的导电性能和延展性是否也与此有关,值得深入研究。

人工合成元素,应该了解不同元素的“核结构”才能事半功倍。生产合金材料和特种材料、化合物,也应该了解与材料相关元素的内部结构和“配伍”规律。

一张《元素周期表》让我研究了半辈子,刚才有了一些“意思”,还有许多不明白的地方。希望职业科学家(我只是半路出家的“民科”)能够深入研究原子结构及其关联,在科学的基础上发展材料科学。


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