部分元素百年內或消失 觸屏材料只夠用20年?

http://www.cntimes.info 2019-02-10 10:52:24
  本報訊/2019年是化學元素周期表問世150周年,但歐洲化學學會近日發布的一張“扭曲”元素周期表提醒人們:有一些元素由於人類過度使用正面臨消失的危險,可能“再過不到100年,我們就很難獲得它們”。

  “元素周期表有著無窮的魅力。更奇妙的是,它的有效運用,還對我們的日常生活有大大幫助!”4日,北京化學會秘書長、北京師範大學化學學院副教授孫根班接受記者採訪時說,“通過元素周期表,我們能解開一個個不為人知的科學秘密,比如,煉金術士、稀土爭奪戰、宇宙爆炸、核輻射等。”

  喝酒多了為什麼會犯困?白血病患者為什麼增多?

  化學元素周期表裡找答案

  元素周期表由1869年俄國科學家門捷列夫首創。2006年,美國國家實驗室合成了118號超重元素,補全了元素周期表中前七族元素的最後一環。

  孫根班介紹,元素周期表是元素周期律用表格表達的具體形式,它反映元素原子的內部結構和它們之間相互聯繫的規律。周期表中同一橫列元素構成一個周期,同一縱行的元素稱“族”。根據元素周期表可以推測各種元素的原子結構以及元素及其化合物性質的遞變規律。

  “當年,門捷列夫根據元素周期表,經過綜合推測,成功地預言未知元素及其化合物的性質。現在,科學家利用元素周期表,有效地指導尋找制取半導體、催化劑、化學農藥、新型材料的元素及化合物。”孫根班告訴記者,元素周期表還與普通人日常生活息息相關。

  比如,近些年,關於白血病的增多,人們不知其原因。其實用化學元素就可以簡單明了地表達出來:人體一旦攝入放射性鍶,就無異於把一個放射源安在了血液工廠隔壁,時間長了,生產紅細胞與白細胞的造血細胞發生癌變,就易引發白血病。所以一旦核洩漏,人們最該擔心的就是防止白血病的發病。

  還比如,喝酒多了會犯困,那是因為酒精裡的氯離子激活了大腦中讓人犯困的神經元;女生好的發質要歸功於硫元素;要想骨骼強壯,光補充鈣不夠,還要補充鎂,因為鈣、鎂的比例失衡,骨密度會下降,還易引發心肌梗塞;眼藥水的防腐劑通常選擇硼,因為它不刺激眼角膜,卻有抑制細菌繁殖的效果……

  手機和計算機正在威脅表中的元素

  部分元素只夠再用20年

  歐洲化學學會近期發布了一份新元素周期表,用“扭曲”的方式顯示了地球上90種自然元素相對豐富或稀缺的儲量。每種元素在周期表上所占面積的大小,呈現出元素的稀缺程度。

  這張“扭曲”的元素周期表顯示,氧,作為地球上儲量最豐富的元素,不會面臨枯竭,但銦,用於製造手機和計算機觸屏,有“瀕危”風險。

  據了解,游離態的銦是一種銀白色金屬,其在地殼中分布少而稀散。有專家表示,如果人類按目前使用習慣,每隔幾年就丟掉舊電腦和舊手機,“銦的儲量只夠再用20年”。

  此外,元素氦也面臨“瀕危”風險。氦本是宇宙中儲量第二豐富的元素,但在地球上,由於人類放飛太多氦氣球,剩下的氦可能只夠再用幾十年。專家們由此呼籲,不要再放氦氣球。

  “部分重元素可能會因為衰減放出能力而變成輕質元素,那麼將會有一些元素由於人類的過度使用而消失。”孫根班說,由於隨著原子序數的增大,元素的穩定性越來越差,半衰期也變得更短。這些元素的性質注定不會很穩定,如何利用這些元素,讓它們的存在有意義,而不只是單純地增加元素周期表的長度,這可能才是最重要的問題。

  他表示,隨著人類科技水平的不斷發展,或許人類還會人工合成未來的121號、122號元素,甚至開啟元素周期表的“第九周期”,都是非常有可能的。

  科學家正在努力開展119號元素合成

  即將150歲,元素周期表仍在“添丁”

  “元素周期表的規則看似複雜,其實非常簡單。每個元素好似一個個活躍的有著獨特個性的人,元素與元素之間也存在著絲絲聯繫。”孫根班介紹,按照2016年修訂的新版元素周期表,目前已知118種元素,其中90種自然存在,另28種由人工合成。

  人工合成元素是指人工合成的許多自然界中不存在的元素,其作用是大大擴展了元素周期表的範圍。

  “人工合成元素有部分如砹、鍀等元素,是先合成,後在自然界發現的,且自然界存量極少。但大多數人工合成元素還沒有在自然界發現,也不能說‘元素都是自然存在’,大部分的人工合成元素可能是自然界原本不存在的,或者是截至目前沒有在自然界中發現。”孫根班說。

  那麼,元素周期表是“無窮無盡”的嗎,還是會被“填滿”?答案或許是否定的,當然也有可能是肯定。

  孫根班表示,目前,元素周期表中的前七族元素(1~118號元素)已經補全,包括了地球上存在的所有元素;而超鈾元素的半衰期非常不穩定,絕大部分在自然界中不存在,只能由人工合成。“目前科學家正在努力開展119號元素合成,一旦被確認,將會開啟第八周期元素,元素周期表仍在努力‘添丁’”。

  一個新元素被納入化學元素周期表中不是件簡單的事。孫根班表示,能夠進入元素周期表的元素不管是自然存在的還是人工合成的,首先應是能夠相對穩定存在,其次必須是非元素同位素,具有不同的質子數,就可以進入元素周期表。

  2019年是門捷列夫發現周期表的150周年。聯合國教科文組織於2018年決定將2019年定為“國際化學元素周期表年”,以表彰化學元素周期表的重要性。

  孫根班告訴記者,今年將會有很多活動來慶祝元素周期表150歲的生日,中國化學會專門創建了“國際化學元素周期表年”中文網站,並將舉辦各種主題慶祝活動,以希望大家關注元素周期表的重要作用,認識元素周期表的神秘。

  (來源:長江日報)   
【大華網路報】