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周期率的故事3

时间:2009-11-02 12:09 来源:互联网 作者:转载 点击:

周期率的故事  寻找填补空位的新元素  X射线的发现为周期表的历史开辟了一个新的时代。1911年,英国物理学家巴拉克发现,当X射线被

周期率的故事  寻找填补空位的新元素

  X射线的发现为周期表的历史开辟了一个新的时代。1911年,英国物理学家巴拉克发现,当X射线被金属散射时,散射后的X射线的穿透本领会随着金属的不同而迥然不同。

  1914年,英国青年物理学家莫塞莱确定了各种金属所产生的标识X射线的波长,并得到了一个重要的发现:各元素的波长非常有规律地随着它们在周期表中的排列顺序而递减。

  这使得各种元素在周期表中应处的位置完全固定下来了。如果周期表中有两个挨在一起的元素,它们所产生的X射线的波长差比原来预期的差值大一倍的话,那么,它们之间肯定应当有一个属于一个未知元素的空位;如果两个元素的标识X射线的波长差同预期值并没有出入,那么,就可以肯定它们之间并不存在着待填补进去的元素。这样,人们就有可能确切地知道元素的确定数目了。

  化学家们当时把元素从1(氢)一直排列到92(铀),并且发现,这种原子序数不仅对于了解原子的内部结构十分重要,而且比原子量更为重要。

  莫塞莱的新体系几乎立即就被证明是很有价值的。法国化学家于尔班在发现了镥以后,曾宣布他又发现了另外一种被称之为锯的新元素、根据莫塞莱的体系,镥是第71号元素,而锯则应该是第72号元素。但是在莫塞莱分析了锯的标识X射线以后,弄清了所谓锯实际上仍然是镥。第72号元素一直到1923年,才被丹麦物理学家科斯特和匈牙利化学家赫维西在哥本哈根的一个实验室中检测出来,并定名为铪。

  当莫塞莱的方法的准确性得到了证实的时候,他已经不在人世了,他是在1915年作为第一次世界大战的牺牲者,在加利波利死去的,当时才28岁。瑞典物理学家西格班扩展了莫塞莱的工作,他发现了一系列新的X射线,并精确地测定了各种元素的X射线谱,并因此项工作而获得了1924年的诺贝尔物理学奖。

  1925年,德国的诺达克、塔克和贝格又填补了周期表的另外一个空位。他们在对可能含有他们要寻找的这种元素的矿石进行了三年的研究以后,终于发现了第75号元素,并把它定名为铼。这就使得周期表中尚待填补的空位只剩下了四个,即第43号、第61号、第85号和第87号元素。

  没想到的是,人们为了寻找剩下的这四个元素,用了整整二十年的时间,因为化学家们当时并没有认识到,所有的稳定性元素已经全部找到了,尚待填补的这几个元素都是不稳定的元素,它们在今天的地球上已经极其稀少,因而除了其中一个元素以外,全都必须在实验室中用人工方法制备出来,才能加以证认,而这里就大有文章了。

  放射性元素

  X射线发现以后,许多科学家都兴致勃勃地去研究这类新的、具有巨大穿透能力的辐射,法国物理学家亨利贝克勒尔就是其中之一。他的父亲亚历山大贝克勒尔对荧光特别感兴趣(荧光是某些物质被日光的紫外线照射以后所发出的可见辐射)。老贝克勒尔曾对一种称为硫酸双氧铀钾的荧光物质进行了研究,而小贝克勒尔则想知道在硫酸双氧铀钾的荧光辐射中是否含有X射线,结果小贝克勒尔发现了更激动人心的铀的放射性。

  放射性这个术语是居里夫人提出来的,她用它来描述铀的辐射能力。居里夫人还进一步发现了第二种放射性物质--钍。在这以后,很快又有别的科学工作者作出了许多重要的发现。他们的发现证明,放射性物质的辐射不但比X射线具有更大的穿透力,而且也更强。此外,科学工作者又发现,放射性物质还会发出别种射线,这又使科学家们在原子的内部结构方面得到了一些新的发现。

  放射性元素在发出射线的过程中会转变为另一种元素。第一个发现这一现象的是居里夫人,她是在无意中发现的。有一次,居里夫人和她的丈夫为了弄清一批沥青铀矿样品中是否含有值得加以提炼的铀,他们对其中的含铀量进行了测定,但他们惊讶地发现,有几块样品的放射性甚至此纯铀的放射性还要大。这就很明显地意味着,在这些沥青铀矿石中一定还含有别的放射性元素。同时,这些未知的放射性元素一定是非常少的,因为用普通的化学分析方法不能把它们检测出来。(责任编辑:www.360gaokao.com)

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