10月24日，俄羅斯科學(xué)院中央大樓，第114號(hào)和116號(hào)兩個(gè)新化學(xué)元素的命名儀式在此舉行。

這就像是一場宗教洗禮：“神父”是來自國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)的主席巽和行，“新生兒”是化學(xué)元素周期表的兩個(gè)新元素第116號(hào)和第114號(hào)元素，“教堂”是位于俄羅斯科學(xué)院中央大樓的金色禮堂。 10月24日，在這間具有巴洛克風(fēng)格的大廳里，坐滿了200多位來自世界各地的科學(xué)家和政界人士：既有俄羅斯弗廖羅夫核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室和美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家，也有俄羅斯科學(xué)院的代表和美國利弗莫爾市市長，還有波蘭、南非等國駐俄羅斯的大使。 這些大人物齊聚一堂的原因，是為兩個(gè)新生兒“上戶口”。在這個(gè)被莫斯科人譽(yù)為“金腦袋”的大樓里，巽和行宣布了兩兄弟元素的大名：老大116號(hào)元素叫Livermorium (簡稱Lv)，以紀(jì)念美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室所在的利弗莫爾市；老二114號(hào)叫Flerovium（簡稱Fl），以紀(jì)念蘇聯(lián)原子物理學(xué)家格奧爾基·弗廖羅夫。 巽和行的話語剛落，背后的投影屏幕上赫然顯示出這兩個(gè)新元素的符號(hào)和簡稱。會(huì)場掌聲四起，兄弟倆終于在化學(xué)元素周期表這幢大樓里安家落戶了。 這場隆重命名儀式的召開，也意味著科學(xué)界關(guān)于116和114兩個(gè)新成員的質(zhì)疑和爭議塵埃落定。此前，宣稱成功制得這兩個(gè)新元素的科研機(jī)構(gòu)不止一家，也引起了不少爭議。 “對(duì)俄羅斯來講，這場儀式在俄羅斯科學(xué)史上也有著重要意義。”參加該命名儀式的IUPAC執(zhí)行主管特里·倫納對(duì)中國青年報(bào)記者說。 只要控制“子彈”和“標(biāo)靶”的大小和撞擊的速度，就有可能制造出類似的新元素 在這場命名儀式之前的一個(gè)半世紀(jì)里，俄國化學(xué)家門捷列夫于1869年編制的化學(xué)元素周期表，經(jīng)過了多次修訂和拓展，從最初的63種元素?cái)U(kuò)展到現(xiàn)在的100多種。剛剛?cè)胱≡刂芷诒淼男值軅z，按照質(zhì)子數(shù)分別被排在了114號(hào)和116號(hào)。 當(dāng)時(shí)的化學(xué)家們應(yīng)該想不到， 在大名鼎鼎的92號(hào)鈾元素被發(fā)現(xiàn)之后，周期表竟一直延續(xù)了20多位。曾有人斷言，105號(hào)元素是“真正的盡頭”，因?yàn)殡S著核電荷的增大，質(zhì)子間的排斥力也將遠(yuǎn)超過核力，會(huì)導(dǎo)致衰變的發(fā)生。 不過，這個(gè)“斷言”沒能維持幾年，106至109號(hào)元素就陸續(xù)被合成。如今，就連114號(hào)和116號(hào)都在周期表上落戶了。 它們都是在俄羅斯弗廖羅夫核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)的。這個(gè)以前蘇聯(lián)原子物理學(xué)家格奧爾基·弗廖羅夫命名的實(shí)驗(yàn)室，曾宣布104號(hào)至107號(hào)等“超鈾元素”的發(fā)現(xiàn)。來自美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們加入了兩個(gè)新元素的合成實(shí)驗(yàn)。 “俄羅斯科學(xué)家用于發(fā)現(xiàn)114號(hào)元素和116號(hào)元素的方法在業(yè)界久負(fù)盛名。”倫納表示。包括114號(hào)和116號(hào)在內(nèi)，科學(xué)家已經(jīng)制造出約30個(gè)人工合成元素。它們?cè)谧匀唤缋锊淮嬖?#xff08;或者是痕跡量的），一般通過兩種元素的高速撞擊來制得。它們一部分是超重元素，即原子序數(shù)大于110的化學(xué)元素。 制作方法聽起來并不難：讓兩個(gè)較輕的原子核互相撞擊，以制取較重元素的核子。但是實(shí)驗(yàn)過程并不容易，據(jù)倫納介紹，目前只有為數(shù)不多的國家和科學(xué)家掌握這方面的知識(shí)和技術(shù)，實(shí)驗(yàn)成本也非常昂貴，只有六七個(gè)實(shí)驗(yàn)室具備這樣的條件。 俄美聯(lián)合研究小組分別于1999年6月和2000年7月在實(shí)驗(yàn)室中合成了兩個(gè)新元素。他們利用回旋加速器，用含有20個(gè)質(zhì)子的鈣原子核，轟擊含有96個(gè)質(zhì)子的放射性元素鋦，從而制得116號(hào)重元素的原子核。 116號(hào)元素生成之后，幾乎立刻衰變成第114號(hào)元素，并釋放出含2個(gè)質(zhì)子、2個(gè)中子的粒子。而114號(hào)元素又會(huì)進(jìn)一步衰變成更輕的元素。當(dāng)然，114號(hào)元素也可直接通過鈣原子核轟擊94號(hào)元素钚而制得。 倫納打比方說，我們可以將其中一個(gè)較輕的元素想象成子彈，將另一個(gè)看作靶子，子彈與靶子撞擊之后會(huì)產(chǎn)生很多碎片，新元素就在其中。“在以后的試驗(yàn)中，科學(xué)家只要控制子彈和標(biāo)靶的大小和撞擊的速度，就有可能制造出類似的新元素。” 來自勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家肯·穆迪透露，元素114和元素116實(shí)際上只是“副產(chǎn)品”——它們一開始是在偶然的實(shí)驗(yàn)對(duì)撞中產(chǎn)生的，隨后科學(xué)家才著手進(jìn)行專項(xiàng)合成，“當(dāng)時(shí)我們每周都能撞出一個(gè)（元素114或元素116）原子”。 位于莫斯科州杜布納市的弗廖羅夫核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室不甘示弱。其新聞發(fā)言人在回答記者提問時(shí)夸口說：“我們的實(shí)驗(yàn)室已不是第一次體驗(yàn)到這種快樂了——15年前，當(dāng)元素周期表中第105號(hào)元素改名為‘杜布納’時(shí)，我們就體會(huì)過這種快樂。這次命名證明，只有我們的學(xué)者在我們的加速器上才能獲得這個(gè)元素。” 評(píng)估過程十分困難，但命名過程相對(duì)簡單 不過，在114號(hào)和116號(hào)誕生的10多年里，兄弟倆一直屬于“黑戶”。一直到去年6月11日，IUPAC才正式確認(rèn)了它們的存在。 命名的問題隨之而來。科學(xué)家們根據(jù)它們所在的元素周期表位置，將其稱為114號(hào)元素和116號(hào)元素，并按照國際慣例，暫時(shí)給它們?nèi)×藗€(gè)拉丁文的小名。 不過，由于合成超重元素的重大科學(xué)意義，競爭也異常激烈。最先合成或發(fā)現(xiàn)元素的實(shí)驗(yàn)室，對(duì)其命名往往有建議權(quán)。 據(jù)報(bào)道，弗廖羅夫核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室所屬的俄羅斯杜布納聯(lián)合核研究所最初提出，以弗廖羅夫的姓氏命名114號(hào)新元素，以新元素的誕生地莫斯科州之名命名116號(hào)新元素。但這種企圖包攬命名權(quán)的做法遭到了美國合作方的抵制。為表達(dá)不滿，美方提出了“達(dá)芬奇”、“伽利略”以及“利弗莫爾市”作為備選。 這并不是兩國科學(xué)家第一次爭奪命名權(quán)。早在1964年，當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)杜布納聯(lián)合核研究所宣布發(fā)現(xiàn)了104號(hào)元素，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在隨后的20年里被一再修正。1969年，美國加州大學(xué)伯克利分校的研究小組也“決定性地”合成了104號(hào)元素。前者建議將104號(hào)元素命名為“kurchatovium”，以紀(jì)念蘇聯(lián)“原子彈之父” 伊戈?duì)枴鞝柷⊥蟹?#xff1b;后者則提出命名“rutherfordium”，以紀(jì)念美國“原子物理之父” 歐內(nèi)斯特·盧瑟福。 最終，化學(xué)元素命名權(quán)威機(jī)構(gòu)IUPAC的判定：104號(hào)命名為Rutherfordium。這一局，美國勝出。 這一回，IUPAC似乎誰也不想得罪。倫納表示，114號(hào)和116號(hào)元素幾乎是同時(shí)發(fā)現(xiàn)的，這是第一次，也正好將元素的命名權(quán)進(jìn)行“理想地分配”：俄美科學(xué)家各持一個(gè)名字。 但他對(duì)中國青年報(bào)記者澄清，他并沒有聽說過所謂的命名風(fēng)波，“有可能俄羅斯方面也提供了116號(hào)元素的備選名稱”。他強(qiáng)調(diào)，IUPAC才是最后做決定的機(jī)構(gòu)：雙方分享榮譽(yù)，這樣才是公平的。 實(shí)際上，命名過程本身相對(duì)來講很簡單。命名所遵循的原則也不復(fù)雜：只要該名字之前沒有用過，并且名字和符號(hào)足夠清楚明確，“不要太離譜兒就行”。在經(jīng)過科學(xué)家的建議，并將建議的名字在網(wǎng)站上公示5個(gè)月之后，IUPAC就可以拍板決定了。 新元素特別是超鈾元素的命名，大多用來紀(jì)念卓有建樹的科學(xué)家。比如科學(xué)家在1944年通過用亞原子粒子轟擊钚的方法，所得到的第96號(hào)元素被命名鋦，就是為了紀(jì)念居里夫婦。而102號(hào)元素锘是為了紀(jì)念諾貝爾，112號(hào)則是為了紀(jì)念哥白尼。 相比元素命名，評(píng)價(jià)的過程卻很困難。IUPAC與IUPAP組成6人聯(lián)合專家小組，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)方面進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裰貜?fù)、結(jié)論是否正確。科學(xué)家們對(duì)114號(hào)和116號(hào)元素的驗(yàn)證，從一開始，到10月24日命名儀式，中間持續(xù)了4年多的時(shí)間。 “萬一出錯(cuò)了，我們擔(dān)不起這個(gè)責(zé)任。”倫納很是嚴(yán)肅。 沒有最終的元素，只有更重的元素 命名儀式結(jié)束之后，巽和行教授對(duì)記者表示：“目前，我們已經(jīng)組建了聯(lián)合工作組，優(yōu)先工作方向是進(jìn)一步開展第113、115、117和118號(hào)元素的評(píng)估工作。我們只能等待，但我們也不知道到底要等多長時(shí)間，也許是6個(gè)月，也許要兩年。” 這些新元素也由杜布納聯(lián)合核研究所制成。不過它們還沒有拿到入住元素周期表的入場券，未獲IUPAC的官方認(rèn)定，也沒有名字。 和114號(hào)和116號(hào)一樣，它們都是超重元素，極其不穩(wěn)定，存在時(shí)間最多只有幾秒鐘，追蹤和分析都非常困難。例如116號(hào)“利弗莫爾”的壽命僅僅只有幾毫秒，之后便衰變成114號(hào)“弗廖羅夫”；而弗廖羅夫在存在半秒鐘之后，很快就會(huì)衰變成112號(hào)“哥白尼”。 由于時(shí)間太短，難以捕捉，對(duì)它們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)都很困難，目前還停留在理論求證階段。 但它至少證明了之前的核理論預(yù)言是正確的。這一理論預(yù)言預(yù)測在質(zhì)子數(shù)為114、中子數(shù)為184的“雙幻數(shù)核”298、114附近的原子核將具有較高的穩(wěn)定性，圍繞它可能存在著由成百個(gè)超重元素核組成的“穩(wěn)定島”，有可能被合成出來，這些核被稱為超重核。原子核為超重核的元素稱為超重元素。 在命名儀式上，弗廖羅夫核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人尤里·奧卡聶相表示：“第114和第116號(hào)元素是‘穩(wěn)定島’上飛來的第一撥鳥。通過這一系列發(fā)現(xiàn)，我們已經(jīng)看到了上升，感覺到距離穩(wěn)定島越來越近了。”他還強(qiáng)調(diào)：“我們的最終目標(biāo)不是獲得某個(gè)新的元素，而是證明，我們所猜測的‘穩(wěn)定島’的真實(shí)存在。” “利弗莫爾”的出現(xiàn)，以292的原子量輕松奪取了原本屬于112號(hào)元素的“最重元素”的霸主地位。但是它能保持多久，還要看117號(hào)和118號(hào)什么時(shí)候能夠得以確認(rèn)。 “其實(shí)，更重的119號(hào)，乃至后面的元素都有被發(fā)現(xiàn)的可能，”倫納說，“只是需要重新開始數(shù)以百萬計(jì)次的實(shí)驗(yàn)，才能找到新的元素。” 就在多年前門捷列夫制定元素周期表的時(shí)候，他也留下了很多空格，并大膽地預(yù)測：“屬于這些空位的元素將來一定會(huì)被發(fā)現(xiàn)。” 114號(hào)和116號(hào)元素正式擁有了自己的名號(hào)，那只是它們英語名字，也是標(biāo)準(zhǔn)名稱。至于它們的中國名字被命名成什么，“不在國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)的權(quán)限范圍之內(nèi)”。倫納表示，“這個(gè)決定權(quán)在中國科學(xué)機(jī)構(gòu)的手中”。（原標(biāo)題：給新元素上個(gè)戶口）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的114号和116号元素诞生记：验证历时4年多的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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