第一个合成元素——锝的诞生!掀开了原子时代的序幕!

当门捷列夫在1869年提出他的元素周期表时,元素43是未知的。1937年,它成为实验室合成中发现的第一个元素 - 为原子时代铺平了道路。

当门捷列夫在1869年提出他的元素周期表时,元素43是未知的。1937年,它成为实验室合成中发现的第一个元素 - 为原子时代铺平了道路。

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门捷列夫的周期表

1937年,一块钼板抵达西西里岛的巴勒莫大学。它是从加利福尼亚大学伯克利分校运来的,在那里它是欧内斯特劳伦斯的“原子粉碎机”的一部分——它是最早的粒子加速器之一,被称为37英寸回旋加速器。该板块包含化学世界中最重要的缺失部分。

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粒子加速器

元素43——在发现之前临时命名为'eka-manganese'—— 是由Dmitri Mendeleev于1869年提出的元素周期表中的一个缺陷。尽管之前曾有过对化学元素进行排序的尝试,但门捷列夫根据元素的原子质量和属性来安排他的表,并在他认为缺少特定元素的地方留下了空白。大多数空间都逐渐被填满,验证了门捷列夫的想法。到了20世纪30年代,最著名的仍然缺席的43号‘eka-manganese’。研究人员长期以来一直在寻找这种难以捉摸的元素,但每一个说法都被证明是错误的。而在巴勒莫,意大利物理学家Emilio Segrè进行了尝试。

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意大利物理学家Emilio Segrè

Segrè年仅32岁,已经在元素发现方面享有盛誉。他是犹太人,一个来自Tivoli的造纸厂老板的儿子,Segrè在Enrico Fermi的指导下接受过物理学家培训,然后成为意大利军队的一名防空官员。到1929年,他重新加入费米,成为他的“Via Panisperna Boys”之一,这是一群贫穷的科学家,预算不足,没有现代设备; 科学家的弟弟们被招募来举起仪器,工具都是手工制作的,研究人员不得不躲在走廊尽头以防止辐射。尽管他们经历了艰辛,但在1934年,费米的团队扩大了门捷列夫周期表的范围。

在法国,Frédéric和IrèneJoliot-Curie已经证明,使用人工诱导的辐射可以将一种元素转化为另一种元素。Fermi,Segrè和其他男孩们用一个简易的中子束轰击了当时最重的已知元素铀元素92样本,进一步推动了这个想法。这样一来,费米似乎合成了93和94号元素。

Segrèe在Lawrence不知情的情况下,由于在回旋加速器中使用了钼元素,从而创造了另一种元素。钼是元素42;如果重氢同位素(氘核)通过Lawrence的回旋加速器加速并照射钼板,它可能含有少量的eka锰。Segrè让Lawrence他寄去任何放射性的备件。劳伦斯对废弃的金属毫无用处,很高兴地答应了。

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42号元素钼

新元素的故事才刚刚开始。1938年6月,Segrè前往伯克利继续他的研究。在途中,墨索里尼的法西斯政府通过法律禁止犹太人在意大利担任大学职务。被困在加利福尼亚的塞格雷派他的家人去了永久居住地。在那里,他与一位年轻的化学家格伦·西博格(Glenn Seaborg)合作,分离出他新元素中一种不寻常的亚稳态同位素。

不久之后有两条消息传来。11月,费米因发现铀之外的元素而获得诺贝尔奖。费米的妻子是犹太人,他也以此为借口逃离意大利。然后,两个月后,来自德国的消息称Fermi的“元素”是一个错误:由Otto Hahn和Lise Meitner领导的一个小组表明Fermi的发现是原子分裂的结果,可能是钡,氪和碎片其他要素。这一启示最终将导致核武器的发展——并且意味着Segrè和Perrier的eka-manganese是第一个真正的合成元素。1947年,在发现十年之后,他们将它命名为锝,在'technetos'之后,希腊语中的'人造的' 。到那时,门捷列夫表上的所有其他空位都被填满了,Segrè也为85号元素的创造做出了贡献。

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完整的元素周期表

锝证明,周期表的探索不仅限于在地球上发现的元素。今天,我们已将表扩展到超重元素118,oganesson。随着新元素的出现,很少有人能想到的应用:烟雾探测器,太空探测器的能量以及已知的最具破坏性的武器。

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金属鍀锭

但可以说最大的发现仍然是锝,以及Segrè与Seaborg发现的元素的亚稳态同位素。它只有6小时的短半衰期,是理想的放射性示踪剂。今天,锝是世界上最常用的医用放射性同位素,占核医学程序的80%,每年帮助挽救数百万人的生命。这对在一块废弃的金属板上首次看到的东西来说并不坏。

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