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宇宙中鋅元素的來源

生活 更新时间:2024-06-29 10:03:18
綜述

我們生存的這個世界本質上是由物質構成的,而這個物質的形态不僅是肉眼能夠看到的宏觀層面,在微觀的維度上,我們可以更加清晰地分辨出它們的本來面目,以及每一種不同物質之間的差異。

在化學上,我們用元素來區别那些有着不同性質的物質,并且按照一定的規律将它們放在元素周期表中,它們有的很常見,就在我們的生活裡反複出現,但有的卻很稀有,連找到它都廢了九牛二虎之力,比如排在周期表第85位上的

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元素的研究

對于元素的研究其實最早可以追溯到古代的煉金術,為了能夠的提煉出純度更高的黃金,當時的人就已經開始學着分離雜質和金屬本身了,而這種分離的技術也為後來的其它元素的發現奠定了基礎。

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據說人類曆史上第一個被發現的元素是,而且就是在研究煉金的過程中無意找到的,隻不過因為當時的化學科學還沒有很大的發展,所以就連發現者自己也沒有意識到自己的重大成果,直到有人通過嚴謹的實驗獲得了這種元素之後,人們才第一次認識到元素的存在

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此時還是17世紀後期,在這之後一百多年的時間裡,更多的元素被人們找到,自然界的物質也慢慢以一種更加豐富的面貌呈現在我們眼前,但是如此繁雜的種類和截然不同的性質着實讓人有些眼花缭亂,它們之間有沒有什麼聯系呢?

如果能夠找到這些元素背後的規律,我們也能更加系統掌握自然界的種種化學變化,并且讓它們可以為人類所用,19世紀後期,當時的俄國化學家門捷列夫首先整理出了元素周期表,雖然這并不是一張非常完整的表單,但是它的意義是毋庸置疑的。

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在這張周期表裡面,我們可以非常清楚地看到元素與元素之間的關系,每一個元素自身的性質,以及那些還未發現但是很有可能确實存在的元素。

随着近現代化學科學的發展,元素周期表的内容也不斷得到完善,從原來的63個到118個,每一個新元素的發現都在驗證着元素周期表的正确性,也讓我們對于世界的物質組成有了更新的認識,而且也期待着那些可能存在的新元素盡快被發現。

比如現在很多研究者就對于119号元素非常感興趣,它究竟是不是存在,它會不會是最後一個,它會有哪些性質,能夠給人類帶來些什麼,都是我們很好奇的問題。

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稀有的砹

不過除了這些還沒影的元素,已經找到的元素裡面也有一些很有趣的發現,比如85号元素砹雖然确确實實存在,但是它的發現卻經曆了不少波折,因為它實在是太稀有了。

砹最早被發現是在上世紀40年代,由一位美國的科學家意外在實驗過程中提取到,按照其化學結構和性質,對應的是元素周期表上的第85位。

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一般來說,如果在實驗中發現了一種新元素,我們首先要做的就是找到自然條件下的它,這對于進一步的研究有很重要的意義,因為絕大多數的元素都是随着地球的形成而出現的,從自然環境中這種元素的放射性可以倒推出它出現的年代

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當然問題就在于,我們尋找這些元素的主要手段就是放射性追蹤,如果放射性太弱,就會給追蹤帶來困難,砹元素被科學家在實驗室中發現之後,很長一段時間都沒找到它在自然界中對應的存在。

在長達70多年的尋找之後,也隻是找到了砹的同位素,而且半衰期非常短暫,能夠提供給研究者們的信息也就很有限了,最終發現天然砹是在鈾礦當中,數量簡直是少得可憐。

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所以直到今天,對于砹的研究依然停留在非常初級的階段,我們隻能從元素周期表上推測出一些基本的化學性質,比如它屬于非金屬元素,但是應該有一些跟金屬接近的性質,而且整體上來說,化學性質非常不穩定。

但是類似顔色這樣的特征還是無從知曉,當然也有人嘗試從跟它同族的其他元素那裡來推測,但是也都不能百分百成為确定的答案。

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雖然我們在自然條件下沒有找到砹元素,但是從它的同位素的情況來分析,應該是極為稀有的,研究者估計這個總量不到30克,甚至不到一個雞蛋的斤兩,如果以地殼的物質總量作為基數,它的占比還不到10億億億分之一,如果以整個地球的物質總量做基數就更少了,也正是因為它的稀有程度,才讓我們尋找的過程如此艱難。

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當然,化學元素其實都是能夠人工合成的,如果它在實際的生産生活中确實有很重要的應用的話,也會專門研究這方面的技術,不過砹因為半衰期實在太短,所以應用價值并不高,反而是它的一些同位素在醫學上有很重要的作用,比如砹211目前在放射治療這一塊的應用已經很成熟了

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結語

跟砹一樣稀有的化學元素還有好幾種,它們雖然在自然中很少,但是作為元素周期表中的物質,依然和其他元素一樣對我們的研究有着很重要的意義,誰也無法預測在未來的某個時候,它們也許能夠發揮超出想象的作用,就像我們第一次發現鈾的時候,也沒有預測到核的誕生。

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