说起元素周期表，或许是每位学生们念书时，最怕遇到的噩梦之一吧。从氢锂钠钾铷铯鍅，一路背到氦氖氩氪氙氡，除了元素经常名字看不懂，整个元素周期表的形状还很是奇怪，让影象难度提高。生吞活剥背完中文后，另有元素符号、原子序、等大魔王在后面摩拳擦掌，基础让人背到怀疑人生。国际化学元素周期表年。

图：SIF虽然元素周期表很恐怖，但你可知道今年，也就是西元2019年，正是元素周期表降生的第150年，被团结国设为国际化学元素周期表年！在这大喜之年，就让我们放下以前的恩恩怨怨（？）相识一下元素周期表这150年来履历的风风雨雨吧。降生于俄国科学家之手，北境永不遗忘元素（elements），也就是组成物质的基本单元，自古以来每个文明都有各自的叙述与想像来说明，例如古代中国的五行说（金木水火土），古希腊的四大元素（水火气土）等等。从这些学问中，不难想像昔人对于物质的好奇。

然而究竟是什么工具组成了我们的世界？在近代科学中，法国科学家拉瓦节（Antoine-Laurent de Lavoisier）跨出了第一步。十八世纪末，被后世誉为「现代化学之父」的拉瓦节提倡了一场革命，给予世人对于元素的新明白，尔后十九世纪初有了英国科学家道尔吞（John Dalton）的原子说，原子量成为分辨元素时的一大利器。在这之后，各个元素开始陆陆续续地被发现，可是面临越来越多的元素种类，学者们试过林林总总的排列方式，却没有一个令大家都信服的效果，来为这些元素分类与排序。

门德列夫。图／wikimedia commons就在所有科学家都摸不着头绪的时候，俄国科学家门德列夫（Dmitri Ivanovich Mendeleev）于1869 年提出了他的元素周期表。他将化学相似的元素分为七个家族（其时尚未发现第八族元素），根据原子量的巨细举行排列，而且预测了四个元素的存在。

然而，门德列夫的元素周期表并没有在揭晓时就一炮而红，让人们高喊元素周期表元年到来，而是成为众多元素周期表中的其中一个，竞争正确谜底的宝座。之后过了六年，也就是1875 年，法国科学家布瓦伯德朗（Paul Émile Lecoq de Boisbaudran）从锌矿中提炼出了一种新的元素，被命名为镓（Ga）。这个发现的惊人之处不仅仅是因为发现了新的元素，更因为镓的原子量、化学性质以及比重等等特性，都与门德列夫的「类铝」预测险些一致，这样精准的预测效果让世人开始注意到门德列夫的元素周期表。接着科学家陆陆续续在1879 年发现了钪（Sc），1886 年发现了锗（Ge），更是让世人对门德列夫的想法越发信服。

因为他的洞见，150 年后，我们仍然佩服这位俄国的科学家，他的孝敬将不会被世界所遗忘。镓可以被人的体温融化。

图／Newton desk相识原子，揭开元素周期表的规则刚刚说到，元素周期表是为了让科学家将元素排序所发生的，因此元素周期表的背后一定有一定规则存在，才气使林林总总的元素根据纪律排列。而这些背后的秘密，却是在门德列夫的元素周期表问世以后，才一点点的被揭开。

西元1897 年，英国化学家汤姆森（Joseph Thomson）透过阴极射线发现电子，这个发现打破恒久以来科学界认为原子不行支解的理论。在1913 与1932 年，拉塞福（Ernest Rutherford）和查兑克（James Chadwick）划分发现了质子与中子，对于原子结构的认识终于有了开端的希望。而带有负电的电子、带正电的质子与不带电的中子，正是相识元素周期表规则的起点。电子、质子和中子组成了原子，其中质子的数量代表了原子序，也就是上图中元素左上的数字，因此从只有一个质子的氢为首，开始由左向右读，元素的顺序即是一氢二氦三锂四铍……，直到现在编号最后一个元素，也就是编号118的Og，拥有118个质子。

（编按：编号117的元素Ts（石田）以及编号118的元素Og（气奥）为新造字，多数电脑系统尚无法显示这两个字元，所以后面提到这两个元素时一律以英文元素符号表现。）为了保持原子的电中性，带负电的电子必须要和带正电的质子是相同的数量。

电子在原子核周围围绕，其运动的位置被称为轨域。当现在的轨域被填满后，电子就会排到下一层的轨域，也就是新的周期。现在的元素周期表有七个周期，由上而下每个周期的元素数量划分是2, 8, 8, 18, 18, 32, 32。在原子最外层的价电子，则大大决议了原子的化学性质。

因为当电子的数量可以填满轨域的时候，原子就会趋于稳定，也就是不容易发生化学反映，反之原子为了填满轨域，会举行化学反映来得失电子，以到达安宁的状态。换句话说，具有相同价电子的元素，也就是在元素周期表上同一行（族）的元素，通常会具有类似的化学性质。举例来说，8A族的氦、氖、氩、氪、氙等元素，因为电子的数量恰好可以填满电子轨域，故都是不容易起反映的稳定气体，又被称为惰性气体。而1A族的氢、锂、钠、钾等元素，则是因为恰好多了这么一颗价电子，所以容易失去价电子，反映后会成为少了一颗电子的带正电离子，如钠离子（Na+）。

2A族则有类似情形，只是会酿成带有正2价的离子，例如钙离子（Ca2+）。7A族的情形则反之，氟、氯、溴等元素需要获得电子来满足电子组态，因此常见带一个负电的离子，如氯离子（Cl-）。（编按：前述元素相关化合物的化学属性，可上化学知识舆图查找资讯，如氰化铜、次氯酸钠、全氟辛酸等。

）前述元素相关化合物的化学属性，可上化学知识舆图查找资讯，如氰化铜、次氯酸钠、全氟辛酸等。最厥后说说中文的符号有什么玄机吧，事实上你可以看到中文的元素就只有四个部首，划分是金、石、水、气。

这四个部首就代表了该元素在常温常压下的状态，若是固态金属，就是金部，固态非金属则用石部，液态的话就用水部，气态固然就是气部。说了这么多，当你下次要记元素周期表的时候，想想这些背后的原因和规则，或许可以帮你省下不少功夫喔。元素周期表的下一个150 年，关于未知的新元素虽然今年已经是元素周期表揭晓后的第150 年，但事实上，科学家到今天为止，仍然在实验找出新的元素。2009 年，元素周期表上的元素只有到第111 号的錀（Rg），到了2010 年，112 号元素鎶（Cn）正式被命名，两年后，编号114 的鈇（Fl）和116 的鉝（Lv）也加入。

最终在2016 年，113 鉨（Nh）、115 镆（Mc）、117（Ts）与118（Og）正式加入元素周期表，也就是元素周期表降生第147 年后，科学家们终于乐成填满了一到七周期中所有的空格了！可是第七周期是找到所有元素的最后一块拼图吗？德国化学家杜尔曼（Christoph E Düllmann）就说过：「我不知道任何怀疑元素119 与120 存在的人。(I know of nobody who doubts that elements 119 and 120 can exist.)」也就是说，科学家们都相信第八周期元素的存在，只是现在为止尚未发现而已。事实上，与其说是「发现」新元素，这些年倒不如说科学家「制造」出新元素还贴切一些，因为现在为止在自然界发现的元素只有约90 几种，其他的元素都是在实验室内里制造出来的。

尤其是那些原子量凌驾104 的超重元素们（superheavy elements），险些都是使用加速器使轻元素相互碰撞后发生的。说起来简朴，但做起来可是难题重重，先不说每次的碰撞实验都需要花上几个月的时间去准备，乐成合成出想要的元素后，这些重元素又会很快就衰退消失成其他元素，寿命从千分之一秒至一两秒都有，基础就是实验室里的烟火秀。

位于俄罗斯杜布纳（Dubna）的超重元素研究室。图：JINR在这短暂的时间中，还要想措施从种种粒子中找到并去确定新元素的性质，这就像是要帮闪电照相一样难题的任务！以元素114 鈇（Fl）为例，其时部门的学者推测鈇是一个活性很低的元素，甚至与惰性气态相近。但又因为鈇在元素周期表的位置在铅之下，所以照元素周期表的规则来说，鈇的化学性质应该类似于重金属。为了找出谜底，科学家们设计了一场实验：他们让鈇原子通过一个狭窄的黄金隧道，隧道一开始是热的，但出口端的温度会低至摄氏-170 度。

若鈇的性质与铅相似，一开始就会被隧道所吸收，反之如果比力像惰性气体，那就会移动到靠近出口时才被吸收。然而等到实验效果出炉后，两组研究人员却获得了相反的效果，也意味着学者们仍需要更多的实验，来相识鈇这个元素。

这个故事向我们展现了研究超重元素的难题，即便如此，科学家们仍会努力地去找出下一个新的元素。在119 号元素以后的元素周期表，会有哪些神奇的元素？会在何时竣事？又是否会一直保有周期性呢？。

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