科技新發現宇宙最重的元素是什麼

2023-05-30 | 來源: 煎蛋網 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

鈾、鈽、Oganesson，還是一種尚未發現的元素，或者完全不同的東西？

元素的物理性質至關重要，它們塑造了宇宙中的每一種相互作用，是它們生成方式的結果，也決定了我們如何利用它們。對於上述問題，通常有一些不錯的答案，但同時也存在許多細微差別。這個問題並沒有看上去那麼明確。

正如我們過去討論過的，重量和質量在科學中是兩個不同的概念。當然，它們是相互關聯的，但質量是物質的固有屬性，而重量是一個依賴於測量地點的重力場的力。所以對於重度來說，我們可以用質量定義，或者說關於元素的感覺。

自然界中最重的元素是鈾。特別是同位素鈾-238，它是所有天然同位素中最豐富且最穩定的，通常被認為是自然界中可以找到的最重元素。其原子質量，顧名思義，是238，即其原子核中的中子和質子數。對於鈾-238，它有92個質子和146個中子。

具有更多質子數的每個元素都是在實驗室中制造出來後被發現的，但事實證明，盡管鈽(94個質子)是在Glenn T. Seaborg和他的加州大學伯克利分校團隊的實驗室中認識到的，它也是自然存在的。其中一些天然鈽與鈾有關。有些則在海底沉積的隕石塵埃中被發現。因此，鈽-244是我們所知道的最重的自然存在的元素。

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但是，我們已經創造出了比鈽更大的元素。有史以來合成的最重元素是Oganesson(化學符號Og)，它有118個質子和176個中子，原子質量為294。它於2002年首次在莫斯科附近的杜布納的聯合核研究所(JINR)獲得，並以發現周期表中最重元素的俄羅斯-亞美尼亞核物理學家Yuri Oganessian命名。

有可能有一天這個記錄會被打破。核物理學家已經發現了所謂的魔數——某些特定質子數和/或中子數的原子核比其他核更穩定。這些數字是2、8、20、28、50、82和126。最後一個數字目前僅適用於中子，但有可能假設性的unbihexium，具有126個質子和更多的中子，可以合成並保持穩定。或者，至少是穩定到我們能測量它的程度。

現在我們不再關注原子質量，而是關注另一個量：密度。密度是單位體積的質量。這是一個非常有用的量，在涉及人類經驗時，使得副標題中著名的陷阱問題得以解答。鉛的密度較大，使我們認為它應該比一千克羽毛更重，盡管它們的質量相同。

密度與原子質量並不成正比，所以如果你有一個鈾立方體和另一個元素的立方體，鈾不會僅僅因為它具有最大質量而成為密度最大的元素。密度最大的元素是鋨，緊隨其後的是銥。它們的密度幾乎是鉛的兩倍，而且相差無幾。

元素如此密集的原因與一種特殊的平衡現象有關。它們具有足夠高的原子質量，但由於電子排列得很好，原子半徑相當小。因此，在相同的體積內，你可以放入比其他任何已知元素都要多的鋨原子。鋨的密度是液態水的22.6倍。