元素周期表新玩法

虽然咱们现已用惯了元素周期表，但表上一切元素是否都已排在正确的方位上，这不是没有争议的。

用手指敲钢琴的白色琴键，跟着你的手指向右移动，每一个音符听起来都不同，“哆-来-咪-发-梭-拉-西”。可是，当你敲到第八个键时，听起来又跟榜首个“哆”相同了，仅仅调子提高了一些罢了。

在150年前，咱们开端意识到化学元素也发生了类似的工作。科学家乃至戏称之为“八乐律”。其实最早发现这一“八乐律”的还不是门捷列夫，而是英国化学家约翰·纽兰兹。1865年，纽兰兹将其时已知的61种元素按原子量的递加顺序摆放，发现每隔7种元素便呈现性质类似的元素，好像音乐中的音阶相同。惋惜他的这一发现未被时人注重。当他说给同行听时，他们都嘲讽他：“你怎样不依照元素称号的首字母来摆放呢？”

正是元素性质的这种重复，被后来的周期表美丽地表现出来。在周期表上，性质类似的元素排在同一列。榜首列除了氢元素以外，其他皆是生动金属，其间一些遇水就会剧烈反响；周期表的最终一列，则是简直不与任何物质反响的惰性气体元素，如氩、氖等。

可是，人们对周期表上的一切元素是否都已排在最合适的方位，不是没有疑问的。正如音符能够以各种办法摆放发生音乐相同，元素之间的联系也能够用不同的办法来描绘。判别哪一种更好，哪一种更实在，有时并非一件简单的工作。因而，关于当时周期表中某些元素摆放，至今仍争议不断；一些化学家乃至主张用更急进的办法从头规划元素周期表。

关于当时元素周期表的争议

门捷列夫开端创造的周期表中，元素是按原子量巨细来摆放的。现在，咱们则是依据原子核中质子的数量来摆放的。由于咱们后来知道，元素的性质很大程度上是由核外电子的排布决议的，这些电子以电子层的方式环绕原子核运动。

最轻的元素氢只要一个电子层，最多可包容两个电子。较重的元素有更多的电子层，能够包容更多的电子。迄今一切的元素，电子层最多可达7层，分别用1、2、3、4、5、6、7来标明。每个电子层又最多分为4个电子亚层（在同一电子层中电子能量还有细小的差异，电子运动的轨迹也略有不同，依据这些差别把一个电子层分为一个或几个电子亚层），分别用s、p、d、f来符号。一个元素的电子排布，便是标出它有哪些电子层和电子亚层，并在亚层符号右上角用数字标出各亚层上的电子数。如钠原子的电子排布1s2 2s2 2p6 3s1 ，其意义是：钠原子有3个电子层，榜首电子层只要s亚层，且只要1个电子；第二电子层有s、p两个亚层，s亚层有2个电子，p亚层有6个电子；第三电子层只要s亚层，只要1个电子。

依据最终一个电子所在亚层是s、p、d、f中的哪一个，周期表又分红4个区，分别为s区、p区、d区、f区。大多数周期表将组成f区的元素独自分离出来，组成镧系和锕系，放在总表的下方。

虽然这种做法已被咱们遍及承受，但关于f区元素该包括哪些元素仍存在争议。现在的周期表中，镧元素和锕元素坐落独立出来的f区（即镧系和锕系）的最左端，后边的镥（Lu）元素和铹（Lr）元素则在总表上，不在镧系、锕系之列。这样做的依据是，镧和锕原子最终一个电子落在f亚层，而镥和铹原子最终一个电子落在s亚层。

可是一些人指出，依据元素原子半径和熔点等化学性质，镥和铹好像也跟镧系和锕系元素非常附近，所以应该把它们也包括进来。这个主张现已被部分近年来出书的周期表选用。2016年，世界纯化学与应用化学联合会成立了一个工作组来处理这一争辩，但至今还没有做出决议。

从头规划元素周期表

这些争辩虽然琐碎，但现已让一些化学家信任，咱们需求从头制作元素周期表，并且这方面迄今也不缺少点子。现在已有数百个版别的元素周期表。

为了更好地表现当时周期表元素的连续性，加拿大化学家费尔南多·杜福尔开发了一个三维周期表体系。它看起来像一棵圣诞树，元素从树干动身，构成一个个圆圈，圈越大，越挨近底部。德国化学家西奥多·本菲开发的螺旋形周期表，则像一只手套，答应f区元素像指头相同向外凸出。美国加州大学恩里克·斯克利则将当时独立出来的镧系和锕系元素都放进总表中，这样一来，总表就不仅仅有18列，而是有32列了，这样能够确保原子序数不间断。

在很多人看来，从头规划周期表好像是不切实际的，由于就算当时的周期表存在缺点，也还不至于需求推倒重来的境地。不过，跟着发现的元素越来越多，这很或许会成为一个急迫的使命。

超重元素或许不符合元素周期律

曩昔数十年，通过各国科学家的尽力，咱们现已将周期表拓宽到了第118号。从第93号元素镎开端，都是人工合成的放射性元素。它们极不安稳，存在时刻不到1秒，它们虽然被填在周期表上，但其实咱们对它们的化学性质一窍不通。

可是原子核理论预言，质子数为114、中子数为184的原子核具有较高的安稳性（咱们虽已制作出114号元素，但惋惜制作的原子核中子数还不是184，所以仍然极不安稳），环绕它或许存在着“安稳岛”，“岛”上的原子核也具有较高的安稳性，使咱们有或许查验其化学性质。这些原子核被称为超重核。原子核为超重核的元素称为超重元素。

有痕迹标明，超重元素的化学性质或许不符合元素的周期律。这样一来，你就不得不置疑现在运用的元素周期表对它们是否还有用了。

核算标明，咱们已制作的某些超重元素，很或许表现得像惰性气体元素，虽然它们在周期表上与惰性气体元素不在同一列。这些核算根据爱因斯坦的狭义相对论。狭义相对论的一个推论是，物体运动速度越快，质量越大。关于较轻的元素，这个效应能够忽略不计。但关于超重元素，这个效应就显得很重要了，由于它们的原子核具有更多的正电荷，对核外电子的吸引力更强，这意味着电子绕核转得更快，因而质量也变得更大了。反过来，电子的质量变大了，意味着它们的轨迹比咱们预期（不考虑相对论效应）的要更接近原子核，然后改变了原子的化学性质。

所以，假如发现了超重元素，在周期表中该放在哪里，周期表怎样规划才干更好地表现它的特点，关于不同版别的元素周期表，将是一个“优胜劣汰”的挑选。