周期表之跡謎

一、建立元素大廈
元素大家族
化學元素和原子量“聯姻’
元素周期律初露曙光
一條偉大的自然規律
二、元素周期性的秘密
元素的“倒置之謎’
劃時代的三大發現
原子序數奧秘的發現
同位素之謎
問題得到了解答
原子結構模型
神奇的電子云
揭示周期律的本質
三、天然元素大團圓
從陽光里發現的元素
從一個小氣泡里發現的元素
這些“懶漢”找到了家
失蹤元素
第一種人造元素
現代普羅米修斯――鉕
鹵族夥伴――砹
空白點消失了
四、周期表的終點在哪裡
向超鈾元素進軍
第一種超鈾元素的誕生
伴隨鎿出現的元素
從超鈾元素到超鈽元素
氫彈爆炸發現的元素
17個原子宣告的元素
錒系家族團圓了
超鐒元素
神秘的超重島
尋找超重元素
五、元素大廈里的謎霧
氫的前面還有元素嗎
氫的“家”到底在哪裡
太陽元素之謎
元素放射性之謎
六、元素起源之謎
周期表與元素起源
元素的分布
元素起源的假說
恆星的演化
太陽的能源――氫燃燒
氦燃燒
a－過程
超新星爆發
中微子失蹤之謎
鋰鈹硼從何而來
結束語

書摘

在元素大廈的旁邊有兩排“平房”，裡面住著鑭系和錒系
兩個家族。這是因為，當科學家在周期表中排列原子序數為
57號的鑭（LA）到71號的鑥（Lu）時，遇到了問題。他們發
現，從58號鈰（Ce）到鑥這14種元素與鑭的化學性質非常相
似，仿佛是一群形影不離的小夥伴。按照周期表排列的理由，
自然應該把它們安排在第57號“房間”里。可是，這樣一來，
在57號這個房間裡，就要居住15個小夥伴，不但顯得擁擠，
而且在一個位置上安排15種元素，就要破壞周期表中一個位
置只安排一種元素的規律。怎么辦呢？為了解決這個問題，科
學家就在元素大廈的旁邊蓋了一排平房，有15個房間，15個
小夥伴住在這裡，每“人”一間，它們自成一個家族，就是
鑭系。錒系的情況類似於鑭系，科學家們又蓋了一排平房，也
是15個房間，讓錒系的15位夥伴住在裡面。
科學家們為了更好地“管理、利用”這幢大廈里的化學
元素，給它們劃分了族和周期。周期表中縱的方向是族，共
有7個主族，用A表示，如第I主族用IA表示，還有7個
副族，用B表示，如第I副族用ⅡB表示，還有一個第Ⅷ族和
一個零族。橫的方向是周期，共有7個周期。根據元素原子
的核外電子的排布構型特徵，又可以把周期表分為s區、p區、
d區、ds區和f區共5個區。s區包含第ⅠA、ⅡA族的元素，
p區包括從第ⅢA到零族的元素，d區包括第ⅢB族到Ⅷ族的
元素，ds區包括第IB、ⅡB族的元素，f區則是住在平房裡
的“居民”鑭系和錒系元素。
科學家們建了一幢這么漂亮的元素大廈，把現在已知的
元素安排得有條不紊，組成了元素大家族。難道在這幢大廈
里，還有什麼神秘的不解之謎嗎？有，還不少呢！從前這幢
元素大廈可沒有現在這么好，一開始這幢大廈的“基本材
料”——元素，它們還是一盤“散沙”，沒有組織起來。科學
家通過不懈的努力，解開了不少的謎，用一條“主線”——
原子量，把它們“串”起來，又不斷地給大廈添磚加瓦，才
逐漸地建成了現在的規模。可是，科學家對科學進步的追求
是永遠不會停止的，他們不斷地探索，去解開一些至今仍然
戴著神秘面紗的化學之謎，以便將來把元素大廈建設得更加
宏偉、壯麗。
那么，科學家們在建立元素大廈的過程中，解開了哪些
謎？現在還有哪些謎沒有解開呢？還是讓我們一個一個來說
吧。
化學元素和原子量“聯姻”
打開一張最新的化學元素周期表，我們會發現，今天已
知的109種化學元素都各帶有一個號碼。例如19K，它表示鉀
元素是第19號元素。每一種元素都是“對號入座”的，決不
能隨便更換席位，這個規定元素位置的號碼，化學家稱它為
原子序數。原子序數並不是任意編排的，它是根據各元素的
核電荷數（也等於原子核外的電子數目），依次編排而成的。
比如，鉀元素的原子核外共有19個電子，它就被列為第19號
元素，編在周期表中的固定位置上。氫的原子核外因為只有
孤零零的一個電子，所以它成為第1號元素，位居所有元素
之首。

周期表之跡謎

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