人工合成元素

✍ dations ◷ 2025-04-04 07:40:55 #人工合成元素

人工合成元素,又称为人造元素,在化学中是指自然界中不存在,只有通过人工方法才能制造出来的化学元素。一般透过将两种元素以高速撞击,增大自然存在的元素原子核质子的个数,达到增大原子序数,制造出新的元素。至今已有20多种人工合成元素被合成出来,它们均是不稳定的放射性元素,半衰期从几年到仅仅只有数毫秒。另外,还有十几种元素最初是通过人工合成的方式发现,但是后来在自然界中,也发现有痕迹量的存在。

人工合成元素通常具有放射性,从而快速衰变为其他较轻的元素。由于它们的半衰期与地球的寿命相比过短,即使在地球形成初期曾经存在过这些元素,到现今也已经全部衰变为其他元素了。目前,只有在核武器或是在核反应堆、粒子加速器中进行的核试验中才能发现人工合成元素的原子。人工合成元素的产生方式有核聚变和中子俘获。

对于自然存在的元素来说,其原子量由地壳和大气层中天然同位素的丰度来决定。但是由于人工合成元素的同位素完全由人工合成产生,天然同位素的丰度没有任何意义,因此,在元素周期表中,人工合成元素的原子量使用其最稳定(即半衰期最长)的同位素之质量数来表示。

并不是所有的放射性元素都是人工合成元素,比如铀和钍都没有稳定同位素,但是它们在地壳和大气层中均有分布,同时,它们的衰变产物——钋、镭和氡等元素,尽管半衰期很短,也能在自然界中找到。

世界上第一个通过人工合成的化学元素是锝,在1936年,该发现被最终确认并填补了元素周期表的空白。锝不存在稳定同位素,其最稳定的同位素锝-98的半衰期为420万年,远低于地球的寿命,因此地球形成时所产生的锝到今天已经全无踪迹。自然界中仅存在痕迹量的锝,由铀-238的自发裂变以及钼矿石的中子俘获而产生。

第一个完全由人工合成而产生的元素是1952年合成的锿,之后是镄、钔和锘等。冷战期间,苏联和美国各自独立合成出了�和�,由此,这些元素的命名权多年后才得以解决。

下表所列人工合成元素均为自然界中所不存在的化学元素,其原子序数≥99,均为超铀元素。

下列元素在自然界中皆有痕量的分布,但通常由人工合成方式所产生。

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