編者按：化學元素周期表的發現，是最重要的科學成就之一，它對化學、生物學、天文學、物理學等自然學科的發展都具有廣泛的意義。2017年12月20日，第74次聯合國全體會議宣布2019年為“國際化學元素周期表年” ；同時，2019年也是門捷列夫和梅耶各自獨立發現化學元素周期律150周年。為此，《對話科學家》欄目采訪了中國科學院化學研究所副研究員杜立波，給我們講解化學元素周期表中的故事。

《對話科學家》：最新發現的四個元素對化學周期表有什麼意義？

杜立波：首先這四個元素補齊了元素周期表的第七周期，而且這四個元素都是人工合成的，它的穩定性比較差，但是放射性比較強。具體的它的意義來講有兩個，第一個就是用觀測化學驗證了這種理論推測，這對于我們了解元素的周期或者性質具有重要的意義。第二個方面是對未來的新的元素的合成，提供了一些借鑒意義。量子理論，量子化學計算，量子化學推測質子數超過120，也就是說元素周期表的第120個以上的元素，有可能會存在着一個比較穩定的形态。這些元素的性質到底是怎麼樣的？現在隻是預測，到時候如果能合成，它們的性質可能會出乎人們的意料。

《對話科學家》：化學元素周期表中，元素的中文命名有什麼規範？

杜立波：金屬的話一般都是金字旁的。如果這個物體在常溫下是固體的，如果它是非金屬的，就以石字旁命名。如果是液态的話，就以三點水的水字行命名。如果是氣态的話，加一個氣字旁來弄。這樣整體上左邊是這種偏旁，并部首代表它的性質，右邊就是它的讀音，代表這個元素的名字。

《對話科學家》：人工合成元素的方法有哪些？

杜立波：在20世紀的時候，人們已經證實了，原子是由原子核中的質子、中子和外圍的電子組成的。

早在1910年的時候，英國的物理學家和化學家盧瑟福就發現，用α粒子去撞擊金箔的時候，有的α粒子是可以穿過金箔的，有的是發生了折射，還有的是發生了反射，這就提示α粒子一定是遇到了一個非常堅硬的東西，然後才能反射回來。這就提示他可能這個東西就是原子的原子核。他考慮到由于金箔元素的質量數比較大，它的質子和中子中間的力比較強，很難用α粒子直接轟擊開，因此他就把金箔換成了氮元素。

氮元素是由7個質子和7個中子組成的，α粒子去轟擊氮元素的時候，α粒子是由兩個質子和兩個中子組成的，它去轟擊氮元素的時候就發現合成了一個氫元素，一個氧元素。這也就是說可以通過用α粒子去轟擊氮原子的形式形成一種新的元素。

在随後人工合成元素中都是采用了類似的方法，現在采用的是回旋加速器，去加速粒子，去轟擊已有的粒子，然後形成新的人工合成的元素。

以117号元素為例，它其實就是用了一個鈣離子，然後通過回旋加速器加速去轟擊 97号的鋇離子，攻擊完之後，它就形成了第117号的這種新元素。整體上來講都是采用這種核去轟擊一種已知的元素，打開它的質子和中子，然後形成新的元素的這種方式。

監制：任賀春

策劃：戰 钊

記者：肖春芳 武玥彤 蔡 琳

技術支持：光明網

出品：中國數字科技館

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