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85号元素砹,地壳中的含量仅10亿亿亿分之1,它是怎么被发现的?

作者:落在淡水的月光
85号元素砹,地壳中的含量仅10亿亿亿分之1,它是怎么被发现的?

你是否曾想过,我们赖以生存的这个蓝色星球到底都藏着些什么?那些无处不在的空气、泥土,乃至构成万物的最基本单位——化学元素,可都有着让人啧啧称奇的一面。就说说你我耳熟能详的元素吧,比如自古便为人知的金、银、铜、铁;又或者对身体很重要的钙、锌、铁等,是不是一出现就让人感觉很亲切,毕竟它们无时无刻都环绕在我们身边?

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但你可知道,在那元素周期表的第85个位置上,却盘踞着一个你我可能这辈子都看不到的家伙——砹(Astatine)。为什么呢?你问它的为什么?因为它可是连古往今来都最罕见的元素之一了!据科学家估算,作为地球上的一员,它在地球地壳中的含量竟然只有十亿亿亿分之一,怎么,你自己算算,那可是一个多少的分数?连想象它都很吃力吧?!

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那么话又说回来了,这么罕见的一种元素,它是怎么被发现的?

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先搞清楚一个问题,在人们发现了它之前,有没有人预测到它的存在?答案当然是有的。你想啊,在19世纪,著名化学家门捷列耶夫根据元素的周期规律,绘制出了第一张元素周期表,其中包含了已知的所有化学元素。而在这张表里,还留下了一些空缺,他便提出这些空缺很可能就是当时还没发现的新元素。

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有意思的是,后来确实就是按照门捷列耶夫的预言,一个接一个填补了这些空缺。比如他把位于铝和硅之间的两个空缺预测为”类铝”和”类硅”元素,果不其然,四年后就有人找到了镓元素,而锗元素也紧随其后。你看,预言家果然有些与众不同的第六感!

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这个预言对发现砹起到了很关键的作用。怎么说呢,当时人们把砹简单地称为”eka-碘”,大概意思就是”碘的下一个”。所以大伙就在自然界里焦头烂额地到处寻找它,可结果就是扑了个空。这不奇怪吗?如果当时门捷列耶夫没有先提出”空缺”猜想,人们又怎会下定决心去找呢?这种追根求源的科学态度,难道不值得我们学习吗?

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几十年过去了,科学家们对原子的结构也有了更深的了解。他们发现,原子核内的质子数目决定着一种元素的基本性质。既然如此,那找砹还有什么难的呢?直接在实验室里”造”一个85个质子的原子核不就行了。

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说起来容易做起来可真难。因为原料太稀缺,采用常规的”轰击”方式造砹成本太高,根本不现实。但求之不得,终有所得,埃米利奥·塞格雷教授终于在1940年用回旋加速器将alpha粒子轰击铋原子,成功人工合成出了这种极其罕见的元素。当然,由于砹的不稳定性,它的半衰期极短,所以人们为它起了一个特别形象的名字—-”不稳定的”。

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看,稀缺是促使发现砹的最大动力。正是因为人们对它太着迷了,不惜代价也要从实验室造出来一探究竟,最后终于如愿以偿。可实践证明,砹比想象中的还要稀有。这一次发现只是满足了人类对它的好奇心而已,至于对现实生活到底有什么用处,那可就要问问科学家们了。

85号元素砹,地壳中的含量仅10亿亿亿分之1,它是怎么被发现的?

说到底,发现一个新元素的意义,并不只在于它的应用前景有多大。当下科技已经很先进了,如果真有类似需求,肯定能找到办法人工量产。然而我们探索每一个自然奥秘,往往不是为了从中寻求利益,而是要解开它们的谜团,从而增进对物质世界的认识与理解。今天我们探究砹,明天又会有新的谜题等着我们去破解。就这样,坚持寻求真理、勇于探索未知,科学的前沿将被不断推进,这难道不是件很有意义的事吗?

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从这件事上我们也可以看到,人类永不满足的好奇心,正是推动知识进步的原动力。当年那些分内外科学家们孜孜不倦寻找的精神,正如今天我们在各个领域也都在追求着,无不是为了一种对未知事物的向往与解惑。所以说,每一个看似微小的发现,都可能成为下一次重大突破的基石。我们应该虚心学习这种精神,对未解之谜保持开放包容的心态去探索,而非武断自是,那样只会让自己越陷越深。

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说到这里,是不是感受到了这个发现砹的故事里,充满了启示与意义?总之,就让我们拭目以待吧,说不定哪天这位从天而降的”小主顾”会给我们带来意想不到的惊喜呢!

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