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化学趣史四十五
作者:未知 申领版权
2010年11月16日 共有 1115 次访问 【添加到收藏夹】 【我要附加题目
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    定律是客观存在着的。
    人,虽然不能去“创造”定律,“改造”定律,但是,人可以去发现定律,掌握定律,利用定律。
    现在,物质不灭宣告和能量守恒守律已经被千百万人所掌握。
    人们正在利用物质不灭定律和能量守恒定律,去征服自然,改造自然,揭开大自然的秘密!八、化学在发展原子核的加法在即将结束本书的时候,话题仍回到本书开头所讲的第一个有趣的故事:在美国那座门卫森严、一定要有“国防部证明”才能通行的大楼里,所进行的研究正是20 世纪重大的化学研究课题——原子弹。
    早在2400 多年前,古希腊著名哲学家德谟克利特提出“原子”这一概念时,“原子”的希腊文原意便是“不可再分割”的意思。
    放射性元素的发现,说明原子并非“不可分割”。
    苏联科学文艺作家伊林,曾用非常通俗的比喻,说明了原子核裂变的原理:“就好象你把3 枚5 分的铜币锁在抽屉里。
    过了几天,你发现抽屉里的5 分铜币不是3 枚,而只有2 枚了。
    那第三枚5 分铜币自己兑成了3 分的和2分的铜币了”。
    也就是说,原子核分裂,就好象5 分铜币兑成3 分、2 分的铜币。
    这时,随着人们对放射现象的深入研究,逐渐认清了化学元素的真面目。
    在1911—1913 年,科学家们开始弄清楚,原子是由原子核和电子组成的。
    电子围绕着原子核飞快地旋转着。
    原子核又是由什么组成的呢?放射现象说明,铀、镭等放射性元素的原子核会不断分裂。
    这就是说,原子核是可分的,是由更小的微粒组成的。
    在1932 年,人们终于揭开了原子核的秘密:原子核是由质子和中子组成的。
    质子、中子都比电子大得多,质子的质量是电子质量的1836 倍,中子的质量是电子质量的1839 倍。
    质子是带正电的微粒。
    中子不带电,是中性的微粒。
    自从揭开了原子核的秘密之后,人们开始认识元素的本质:氢是第1 号元素,它的原子核中含有1 个质子;氦是第2 号元素,它的原子核中含有2个质子;碳是第6 号元素,它的原子核中含有6 个质子..铀是第92 号元素,它的原子核中含有92 个质子。
    也就是说,元素原子核中的质子数,就等于它在元素周期表上“房间”的号数——原子序数。
    这样一来,错综复杂的种种化学元素之间的关系,变得非常简单:化学元素的不同,就在于它们原子核中质子的多少不同!原子核中质子数相同的一类原子,就属于同一种化学元素。
    看来,在原子核中举足轻重的是质子,它的多少决定了原子的命运。
    然而,那中子起什么作用呢?人们经过仔细研究,发现同一元素的原子核中,虽然质子数相同,但中子数有时不一样。
    比如,普通的氢的原子核,只含有1 个质子;有一种氢原子的原子核,除了含有1 个质子外,还含有1 个中子,叫做“氘”或“重氢”;还有一种氢原子的原子核,含有1 个质子和2 个中子,叫做“氚”或“超重氢”。
    氢、氘、氚都属于氢元素,但它们由于原子核中的中子数不同,脾气也不一样,被叫做“同位素”。
    本来,人们对放射性元素镭,会变成铅和氦,感到莫名其妙,不可思议。
    这时,却可以正确地得到解释:镭是88 号元素,它的原子中含有88 个质子。
    它的原子核分裂后,变成4 块碎片。
    在那块大的碎片中,含有82 个质子,也就是82 号元素——正好是铅;在那3 块小的碎片中,含有多少个质子呢?用88 减去82,剩6 个质子,而3 块碎片是一样大小的,也就是各含有2 个质子——2 号元素,正好是氦!这样一来,放射现象——原子核分裂,无非是一种特殊的“减法”罢了。
    这给了人们一个重要的启示:能不能进行特殊的“加法”呢?比如说,那个43 号元素,一直找不到,而42 号元素——钼是人们熟知的。
    能不能运用“加法”,往钼的原子核中“加”上一个质子,岂不就可以人工地制造出43 号元素吗?这种原子核的“加法”,又燃起了人们寻找失踪元素的热情。
    于是,人们又继续探根求源,千方百计去捉拿失踪元素。
    第一个人造元素用算盘做加法,那很便当,只消把算盘珠朝上一拨,就加上一了。
    可是,要往一个原子核里加一个质子或别的什么东西,可不就那么容易了。
    从1925 年起,整整经过9 个年头——直到1934 年,法国科学家弗列特里克·约里奥·居里和他的妻子伊纶·约里奥·居里(即镭的发现者居里夫人的女儿)才找到进行原子“加法”的办法。
    当时,他们在巴黎的镭学研究院里工作。
    他们发现,有一种放射性元素——84 号元素钋的原子核,在分裂的时候,会以极高的速度射出它的“碎片”——氦原子核。
    在氦原子核里,含有2 个质子。
    于是,他们就用这氦作为“炮弹”,去向金属铝板“开火”。
    嘿,出现了奇迹,铝竟然变成了磷!铝,银闪闪的,是一种金属,磷,却是非金属。
    铝怎么会变成磷呢?用“加法”一算,事情就很明白:铝是13 号元素,它的原子核中含有13 个质了。
    当氦原子核以极高的速度向它冲来时,它就吸收了氦原子核。
    氦核中含有2 个质子。
    13+2=15于是,形成了一个含有15 个质子的新原子核。
    你去查查元素周期表,那15 号元素是什么?15 号元素是磷!就这样,铝像变魔术似的,变成了另一种元素——磷!不久,美国物理学家劳伦斯发明了“原子大炮”——回旋加速器。
    在这种加速器中,可以把某些原子核加速,象“炮弹”似的以极高的速度向别的原子核进行轰击。
    这样一来,就为人工制造新元素创造了更加有利的条件,劳伦斯因此而获得了诺贝尔物理学奖金。
    1937 年,劳伦斯在回旋加速器中,用含有1 个质子的氘原子核去“轰击”42 号元素——钼,结果制得了第43 号新元素。
    鉴于前几年人们接连宣称发现失踪元素,而后来又被一一推翻,所以这一次劳伦斯特别慎重。
    他把自己制得的新元素,送给了著名的意大利化学家西格雷,请他鉴定。
    西格雷又找了另一位意大利化学家佩里埃仔仔细细进行分析。
    最后,由这两位化学家向世界郑重宣布——人们寻找多年的43 号元素,终于被劳伦斯制成了。
    这两位化学家把这新元素命名为“锝”,希腊文的原意是“人工制造的”。
    锝,成了第一个人造的元素!当时,他们制得的锝非常少,总共才一百亿分之一克。
    后来,人们进一步发现:锝并没有真正的从地球上失踪。
    

 

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