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最新版本: 开云官网入口登录网V6.39.13
文件格式: apk
应用分类: 手机网游
使用语言: 中文
网络支持: 需要联网
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　　不久前，一个🌦️国联合研究小组首-观测到氧28，它是有史以来最重的氧位素(含有8个质子和20个中子)。它的发现之所以这么🌌要，是因为按照理预测，氧28极可能是稳定的，但实际它只存在非常短暂时间，就迅速衰变解了。这意味着，们之前对于原子模的假设和规律的认--存在一定偏差。同，也为进一步了解素及其同位素的形🐑、原子结构模型、弱相互作用等重大⬅️本问题提供了新的🍁路和挑战，有可能🉐引发相关领域的理🧑🏽‍🤝‍🧑🏽革新。　　发现原核里的微观世界，️⃣析物质的基本组成　关于物质的基本成问题，早在数千前古人就开始思考😘比如古希腊的四根(四元素说)、中国古代的阴阳五行学，都是人们对于世🙎本质认知的代表理。公元前5世纪的古希腊学者德谟克里😽认为，任何事物都由一种不可再分的粒，也就是原子所成的。《墨子·经》中“非半弗斫，-不动，说在端”也出，物质不断分割无法再分时的物质作“端”。这些都原子理论的雏形，到2000多年后的20世纪初，人们才搞清楚原子的结构　　人们对原子的👨🏿‍🤝‍👨🏾识伴随着对元素的究不断发展。18世纪末，卡文迪许、勒、普里斯特利、,,瓦锡相继发现并完氧和氢元素的性质🛃19世纪成为元素研究的高峰期，一个📍一个元素的发现让们进一步认识物质组成，并开始总结些规律。　　1803年，英国科学家道尔顿提出了物质(元素)都是由不可分的微粒——原子构成，每种元素的原子🚥有自己特殊的质量⏺️—原子量。1869年，俄国科学家门🕷️列夫基于元素质量🚘其化学性质的周期变化提出了大名鼎🥳的元素周期表，十准确地预测了一些知元素的性质。直👛此时，人们都还是信，原子是不可再-,的粒子。　　直到1897年，英国科学家汤姆生通过测定极射线在电磁场下运动速度和偏转角，计算出这种带负的阴极射线粒子质😺仅为氢元素的约两-分之一，这就是我现在熟知的电子。原子更小的电子对🔴子不可再分理论提了挑战，汤姆生据🧑提出了带正电的原🕣表面镶嵌着电子的葡萄干布丁”模型1911年，汤姆生的学生卢瑟福做了个著名的α粒子散👨🏼‍🤝‍👨🏻实验，用带正电荷α粒子(即氦4原子核)轰击金箔，发现大部分α粒子直接透了金箔，同时有少部分的氦离子被角度散射甚至反射🛶回来。卢瑟福由此断原子内部结构并是均匀分布，而是👨🏿‍🤝‍👨🏾中在一个非常小的围内，提出了电子🖊️着带正电的原子核动的“行星结构”型。　　1919年，卢瑟福继续用α子轰击氮气。过程🏠，他发现氮释放出种与氢原子核质量🌻电荷一致的粒子，🐥其命名为质子。从🎉证明了原子核可以🟢分，这是历史上第次人工核反应。不，从原子核的电荷测出的质子数与大分原子的质量却对上——大部分原子质量都比其中的质🈸加电子重很多。与同时，还发现一些🦓有相同质子数的原却具有不同的质量📨因此卢瑟福猜测原核内部还有一种不电的中性粒子。1932年，卢瑟福的学生查德威克用α粒轰击铍，产生了一🎈不带电的射线，再此射线轰击氢气、气，结果打出了氢和氮核，通过测定打出氢核和氮核的度，发现这种未知🥨线的质量和质子接，确证了中子的存。至此，由质子、,-子、电子组成的经👠原子结构模型建立来，卢瑟福也被誉🧎‍♀️“核物理之父”。📑　找到同位素，探善变的元素世界　在研究原子内部结的过程时，科学家也观察到了一些放性元素衰变的现象💃规律，卢瑟福和英化学家索迪在研究👭🏽、镭、锕等放射性🦵素后，于1903年提出了元素嬗变理：放射性属于原子🏩身变化，放射出αβ、γ射线后，变另一种原子，直至定为止。其中α射正是卢瑟福在发现子核和质子、中子验中使用的氦离子(α粒子)，β射线是电子，γ射线是光。这一时期从铀、等放射性元素中不分离出一个个“新🈴放射性元素，多到🔨素周期表中没有足的空位放进这些“”元素，然而这些💳素中，有不少元素学性质却是一致的因此在整理这些数♣️后，索迪于1910年提出了著名的同↘️素假说：存在着不原子量和放射性而他物理化学性质相🛀的化学元素变种，🍡在元素周期表上占同一个格子。　　😔后不久，人们就分🎛️从铀238和钍232得到铅206和铅208。1912年，汤姆生为了深入究电子，改进了带电场和磁场的仪器让氖原子核通过仪，结果检测板上出🐕了两条轨迹。他将气反复提纯，结果,-旧，说明存在两种子量的氖。这是稳同位素存在的第一🎹实验证据，这台分☎️氖同位素的仪器就👨‍🎤第一台质谱仪。后他的学生阿斯顿改了质谱仪的精度，一步检测到氖确实有两种原子质量的位素氖20和氖22，此后陆续从其他71种元素中发现了200多种同位素。由于分辨率更高，阿顿借助质谱仪得到各个同位素的比例🆒如氖20∶氖22约9∶1，所以氖的原子量是20.2；氯元素的主要同位素氯35和氯37，大致比例为3∶1，所以氯的原子量就是35.5。　　而随着中子的发现，原子🗞️部的秘密终于被揭。同位素就是一种素存在着质子数相而中子数不同的一列原子。由于质子🛴相同，所以同位素电荷和电子数都相🧿，并具有相同的化性质；但由于中子不同，同位素的原🦞质量也就不同，原核的稳定性(放射性)也有所不同。迄今发现的118种元素中，稳定同位素近300种，只有20多种元素未发现稳定💄同位素，而放射性位素多达3000多种，所有的元素都放射性同位素。有思的是，质子数为数的元素比质子数奇数的元素有更多稳定同位素，通常少于3个，而且大多数具有偶数个中子👨‍👦‍👦而质子数为奇数的👨‍👩‍👧素，最多只有2个稳定同位素，一般只🤩1个，而且也几乎是偶数个中子。此外🍎随着质子数(原子序数)的增长，元素丰度急剧下降，这些律与原子核的内部构和稳定性具有什📜样的关联，成为科家们的下一个兴趣。　　幻数和稳定，具有魔力的原子👪　　为了合理地解👶原子核内部的多核系统，伽莫夫最早💋出了“液滴模型”🔍把原子核描述成一💳由中子和质子组成密度极高且不可压🖤的液滴。后来德国🚽学家魏茨泽克和贝📼在此模型基础上发了半经验公式，来化原子核结合能。,-用液滴模型能很好解释结合能、质量式以及原子核的裂现象。如果给予足💙的额外能量，球形原子核可能会扭曲哑铃状，然后分裂两个碎片并释放能。但是，液滴模型并不能解释原子核质的周期性变化现。　　液滴模型公得到的结合能与实值之间存在一些偏🦀，尤其是当质子数⛅中子数为2，8，20，28，50，82，126时，原子核具有特别大的结能(稳定性)。观察到这些现象后，美科学家梅耶提出了幻数”(MagicNumber)概念：当质子或中子数-幻数时，原子核比稳定；而当两者均幻数时，原子核因有双倍的“魔力”特别稳定。像我们知的氦4(2个质子和2个中子)、氧16(8个质子和8个中子)、钙40(20个质子和20个中子)、铅208(82个质子和126个中子)，这几个天然稳定同位素都是这双幻数的原子核。　为了解释幻数理，梅耶和德国物理家简森在1949年各自独立地提出了子核的“壳层模型：与原子核外的电类似，原子核内部有不同能级的壳层质子和中子并不是意排列的，而是从,低能级开始填充壳🍡，填满后就会形成个闭壳层；所有壳都是闭壳层时，原核具有特别的稳定。不难看出，壳层型更好地解释了原💍核性质的周期律和数的存在。一个很的证据就是钙48，它有20个质子和28个中子，属于双幻数原子核，虽然其子数比正常的钙40多了8个，具有放射性，但依然非常稳，半衰期超过60亿年！　　由此，我也就应该明白为何学家们如此期待氧28的观测。氧28的原子核中有8个质子和20个中子，具备双幻数的条件，是可能稳定的原子核虽然实验结果并非测的那样，氧28在大约10-21秒内就衰变成了4个中子和1个氧24原子。值得一提的是，在-次观测氧28的实验中，富含中子的钙48就是最初始的炮弹，用它轰击铍靶产😸氟29后，再轰击液氢靶，使氟29丢掉一个质子，产生氧28。　　在壳层模型基础上，美国化学🏺西博格在20世纪60年代末提出了“稳定岛假说”。他将子数和中子数作为🔎标系的x、y轴，原子核稳定性作为z轴，可以观察到各个定同位素都大致处一条“稳定山脉”🐵，越接近幻数的同素越稳定；另一方，当质子和中子数高时，同位素越不定，但仍然有可能114号、120号、126号元素附近存在一个“稳定岛🛋️，对应的中子数为184左右。遗憾的是，这几个预测可能🦖定的同位素还没有成观测到，但是科家们也在稳定岛理指引下合成了一批的元素，如元素周➗表106号以后的元素，几乎都是这样现的。　　对于幻和稳定岛理论，科📒家们也有一些新的现。如117号同位素衰变的产物铹266显示出11小时的半衰期，对如此重素的原子来说是非长的；它有103个质子和163个中子，暗示了尚未发现可能幻数。还有学报道，6、14、16、30、32也可能是新的幻数。我-和其他国家科学家2007年合作发现，108号元素[~符号~]270半衰期长达22秒，远超[~符号~]265(不到半毫秒)，间接验证了模型和理🌖预言的质子数108和中子数162也可能是幻数。　　壳模型成功预言了在幻核附近的超重核在，但只能针对球核，无法解释非球原子核的核子振动转动等规律，因此麦科学家小玻尔和特森在1953年提出了原子核的“集模型”(也称统一模型)，综合考虑原子核中单粒子运动和🥁体运动，结合了壳,模型和液滴模型来🦠释两者都无法单独-释的某些原子核的性和电学性质。　应用同位素，造福👹类　　科学家发现合成的各类同位素3000多种，究竟有什么用途呢？我知道，大多数在自界中天然存在的元都存在一种或几种定的同位素，这种🕙自然界无处不在的性使得同位素应用-有普遍性，在地质壤、农业食品、临药物、生态环境等🥁域有着广泛应用。　首先，元素的同素丰度比常常是固的，但在自然界的🤪种物理、化学、生作用下，又会在某🖊️时期、某一地域产🗑️小幅的波动，因此💁‍♀️定同位素保存着自界一定的时空信息🆒对于研究特定物质溯源、转化具有重🟩价值。比如氧同位🧯就可以提供关于古气、古海洋、古生和古气候等方面的息，通过测量海洋积物中硫酸盐的氧17同位素，可以推断出过去大气中氧气量的变化。又如食领域，常常使用碳13、氮15等同位素差异，对有机蔬菜水果、植物油、葡酒、咖啡等进行产溯源或掺假鉴定。　其次，稳定同位氘、碳13、氮15、氧18等，可以作为示踪剂来标记化物，配合质谱、核👩🏿‍🤝‍👩🏼共振、光谱等分析🙋段，来测定、追踪💂‍♂️合物中某个或多个定原子是否参与反，从而定性、定量🥡了解反应的机理、👳‍♂️径、位点等，在蛋😄质定量组学、代谢究、环境分析、临研究等领域已经成🐔高效率、高灵敏度标准方法。特别是医学领域，因为没💼放射性，稳定同位示踪剂可以用于包孕妇、婴儿的任何者，如PET诊断试剂、碳13-呼气法检测幽门螺杆菌等　　稳定同位素的备一般可以从自然👩🏿‍🤝‍👩🏻中分离得到，如广🖼️使用的重水就可以水中通过蒸馏、电或化学方式分离提🧣，进而制备各类氘🚆试剂。氘代试剂也-核磁共振检测使用🆘溶剂，并可用于对OLED面板进行氘化处理，能显著提升件亮度和寿命。此，与氘能发生核聚反应的氦3也是稳定同位素，因为聚变程中不产生中子，以放射性小，有望为清洁、安全、高的核燃料。　　所的元素都有放射性位素，相对于稳定,位素，放射性同位🥌具有一定的半衰期通常可人工制备。🍓于同位素的半衰期乎是恒定的，因此以用来定年。比如球的年龄就是根据🥥石和陨石中的铀元和其衰变产物铅元进行测定的，还有家熟知的碳14断代，就是通过检测有样本中衰变剩余的14含量来确定样品的大致年代。　　于放射性同位素的-,测灵敏度极高，因📸在石油化工、水利👜文、农业畜牧等领进行放射性示踪，研究物质的迁移、👿化、残留，是最具势的应用方向。还工业上不少探伤、🐊测设备，也是利用射性同位素的射线⛴️为发射源监控的。外，利用放射性同素进行辐照，也广🍨使用于食品灭菌消、农业育种增产、👬🏻料加工、体外照射疗等。近年来，靶抗体与放射性核素️⃣合生成的靶向治疗药物成为新兴的癌治疗策略，北京大🐅刘志博团队基于成维细胞活化蛋白开,,,了一系列结合氟18、铋213、铅212等的核药物，展现了显著的肿瘤抑制🔟用，且毒副作用较。　　当然，直到天，我们对于原子内部的运行机制还🍟未彻底了解清楚，有的核物理和核化理论模型还需要完。宇宙中元素如何化？原子核有没有🚴限？周期律是否继💭？答案也许就在不的未来。　　(光明日报作者：周江，北京大学化学与分,,,工程学院教授)【编辑:田博群】

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