2019年是化学元素周期表问世150周年,但欧洲化学学会发布的一张“扭曲”元素周期表提醒人们:有一些元素由于人类过度使用正面临消失的危险,可能再过不到100年,我们就很难获得它们。氧,作为地球上储量最丰富的元素,不会面临枯竭,但铟,用于制造手机和计算机触屏,有“濒危”风险。
据了解,游离态的铟是一种银白色金属,其在地壳中分布少而稀散。有专家表示,如果人类按目前使用习惯,每隔几年就丢掉旧电脑和旧手机,铟的储量只够再用20年。
此外,元素氦也面临“濒危”风险。氦本是宇宙中储量第二丰富的元素,但在地球上,由于人类放飞太多氦气球,剩下的氦可能只够再用几十年。专家们由此呼吁,不要再放氦气球。
“部分重元素可能会因为衰减放出能量而变成轻质元素,那么将会有一些元素由于人类的过度使用而消失。”北京化学会秘书长、北京师范大学化学学院副教授孙根班说,由于随着原子序数的增大,元素的稳定性越来越差,半衰期也变得更短。这些元素的性质注定不会很稳定,如何利用这些元素,让它们的存在有意义,而不只是单纯地增加元素周期表的长度,这可能才是最重要的问题。
他表示,随着人类科技水平的不断发展,或许人类还会人工合成未来的121号、122号元素,甚至开启元素周期表的“第九周期”,都是非常有可能的。
“元素周期表的规则看似复杂,其实非常简单。每个元素好似一个个活跃的有着独特个性的人,元素与元素之间也存在着丝丝联系。”孙根班介绍,按照2016年修订的新版元素周期表,目前已知118种元素,其中90种自然存在,另28种由人工合成。
人工合成元素是指人工合成的许多自然界中不存在的元素,其作用是大大扩展了元素周期表的范围。
“人工合成元素有部分如砹、锝等元素,是先合成,后在自然界发现的,且自然界存量极少。但大多数人工合成元素还没有在自然界发现,也不能说‘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,或者是截至目前没有在自然界中发现。”孙根班说。
孙根班表示,目前,元素周期表中的前七族元素(1~118号元素)已经补全,包括了地球上存在的所有元素;而超铀元素的半衰期非常不稳定,绝大部分在自然界中不存在,只能由人工合成。目前,科学家正在努力开展119号元素合成,一旦被确认,将会开启第八周期元素,元素周期表仍在努力“添丁”。
一个新元素被纳入化学元素周期表中不是件简单的事。孙根班表示,能够进入元素周期表的元素不管是自然存在的还是人工合成的,首先应是能够相对稳定存在,其次必须是非元素同位素,具有不同的质子数,就可以进入元素周期表。