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来源:39健康网地区:伦理剧发布:2020-01-05

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【大纪元2021年03月02日讯】(大纪元记者高文森编译报导)化学元素周期表是科学家对自然世界化学元素按照某种特性排布的方式,因此相邻的元素具有类似的特性,以递增或递减的趋势排列。
例如,碳元素是构成人类肉体的主要元素之一,所以很多科幻小说里面,作家幻想的外星人体内含大量的硅元素——碳和硅在人们最熟悉的化学 元素周期表 里,位于同一列。
当然,任何一种元素布局方式也会出现特性上的偏差。比如,铅和锡也位于同一列,按说它们也有相似的特性。可是,现在广泛使用的汽车电池只听说有铅蓄电池,没听说过锡蓄电池。科学家现在了解到,这是因为 相对论量子化学 (relativistic quantum chemistry)规律在起作用。这个领域在科学家编排这张元素周期表的时候,还是个未知的理论。
相对论量子化学 同时使用量子化学和相对论力学来解释元素的性质与结构,特别是对于元素周期表中的重元素。由于质量较大的缘故,相对论对它们的影响是不可忽略的。但是这在以前是难以研究的领域,因为很多重元素在核聚变反应中逐个地产生,并且很快衰变。
随着现代新材料的发展,掌握以相对论化学特性排布各种元素的特性规律变得越来越重要。重元素的这一特性在大量领域有创新的用途。即使是相对轻一些的元素,比如铅和金,它们的这一特性也能开发出新的用途。
2月15日发表于《自然·化学》(Nature Chemistry)期刊的一份研究,日本大阪大学(Osaka University)的研究人员探索了化学元素鑪(Rutherfordium),如何与两种常见碱基反应。鑪是一种人工合成的放射性元素,不出现在自然界中,但可以在实验室内产生。
他们尝试让 鑪元素 与氢氧化物碱或胺碱反应,了解相对论化学规律所起的作用。结果发现,“鑪与任何浓度的氢氧化物碱都可以生成沉淀化合物,但是与同系物锆和铪只能在高浓度条件下形成。这可能就是相对论化学规律产生的影响。”研究称,这样的实验可以帮助科学家了解相对论化学规律对更多元素的影响。
现在已经了解的其它一些相对论化学规律的影响还包括,为什么大量的黄金不是银色的,与现在 元素周期表 特性推理的结果不同;又如,为什么汞金属在室温下是液态,也不符合现在周期表的推理。
研究人员表示,超重金属还有很多受到相对论化学影响的特性等待研究探索。要想开发创新的应用,首先要对这个未知特性的总体规律有较好的了解,才能对更多元素做出预测,并挑选其中有用的个案进行针对性研究。◇#

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