去国离家见白云 143第八十五号元素
除了夹在第四十二号元素钼和第四十四号元素钌之间的未知的第四十三号元素令化学家和矿物学家们心驰神往之外,元素周期表上还有很多空白,等待着他们去填充去发现。
且不说在第九十二号元素铀之后的超铀号元素,人们同样很好奇,在从铀往前面数七个元素,在第八十五号空白的那个元素应该是什么。
第八十五号元素,在元素周期表上属于ⅦA族元素,全都排在〇族元素的前一列。
就像〇族元素的别称稀有气体一样,ⅦA族这一族的元素同样也有一个别称,叫做卤族元素。
第八十五号元素空白位置的正上方,是四种人类已经发现的卤族元素,分别是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)。
第八十五号元素的前一位,第八十四号元素,是陈慕武的准丈母娘居里夫人,和她的丈夫居里先生在1898年发现的钋(Po)。
而第八十五号元素的后一位,第八十六号元素,从1899年陈慕武的老师,卢瑟福发现钍蒸汽开始,到1908年拉姆塞确认这是一种新元素,同时也是第六种稀有气体氡(Rn)。
所以在元素周期表上,不管是第八十五号元素的前后还是上面,三个位置都有元素出现,只有第八十五号元素这里还是一处空白。
虽然已经得知了第六种〇族元素仍然是气体非金属,可是化学家们仍然不能确定,这第五种卤族元素,到底是不是金属。
——除非谁能够找到它究竟是什么元素,那么是与不是金属元素一切就不言自明了。
陈慕武请弗雷德里克去乌普萨拉大学,寻找能够产生阿尔法粒子的天然放射源,还有排在元素周期表第八十三号位置上的元素金属铋,就是为了能够发现神秘的第八十五号元素。
而陈慕武之所以不用质子去轰击地八十四号元素,不是因为钋具有放射性,而是因为钋太贵了,乌普萨拉大学那边不一定会借给他们,也或者说他们根本就没有?
幸好这世界上还存在着包含有两个质子的阿尔法粒子,所以利用阿尔法粒子去轰击第八十三号元素,也能找到他们想要的第八十五号元素。
Bi+α→X(At)+2n;
Bi+α→X(At)+3n;
Bi+α→X(At)+4n。
陈慕武觉得,把这第八十五号元素作为人类历史上第一种人工合成的元素也很不错。
唯一的缺点就是,这个新元素不能被命名成为“中囯卤素”,因为中囯的词源China,加上卤族元素的后缀-ine,两者结合到一起就会变成Chine。
Chine这个单词在法文当中的意思仍然是中囯,会造成混淆。
但这难不倒陈慕武,因为发现一种新元素,除了用自己所属的国家命名之外,还可以利用大学或者研究所的名字来命名。
当然,陈慕武肯定不会用古斯塔夫(Gustaf)来命名其为(Gustafine),也不会用剑桥大学(Cambridge)来命名其为磡(Cambridgine)。
陈慕武只打算在两个想出来的名称当中做选择,一个是以卡文迪许实验室(Cavendish)来命名其为(石卡)(Cavendishine),或者是以交通部鄌山大学来命名其为磄(Tangshine)。
其实如果这个第八十五号元素能够被早发现几年的话,陈慕武还有他的第三种选择。
那就是以中囯的首都邶京,将其命名为邶京卤素(石北)(Beijine)。
很可惜时间上来不及了一点儿,马上中囯新的遖京政府,就把首都从邶京迁往遖京了,而邶京也会随之改名成为邶平。
所以陈慕武到最后断然排除了这种用国家首都来命名新元素的选择,他完全不想用这个新元素的名字,向国内那个新成立的政府,作为一种政治献礼。
他可不想沾染一身腥。
虽然陈慕武已经把新元素的名字都想好了,可是如果不在第一时间发现这种新元素的话,那么就会自动丧失对其命名的权利,想再多的名字也没什么用。
想到这里,陈慕武的心中充满了斗志。
他在这个实验室中拍了拍手,对着五人实验小组里面的其他四个人说道:“大家,我们一起加油努力,现在既然回旋加速器已经彻底建成,我们有必要赶快在这上面取得一个突出的成果,让全世界的物理学家们意识到,这台花了大价钱才制造出来的回旋加速器,并不是一个银样镴枪头,而是真的能取得许多研究成果的。”
赵忠尧和考克罗夫特因为早就在剑桥大学的卡文迪许实验室里跟着陈慕武做了好几年实验,完全不怀疑陈慕武说出来的这番话。
弗雷德里克也在旁边跟着点了点头,他倒是想看看陈慕武让自己再次跑到乌普萨拉大学,进来了能够产生阿尔法粒子的天然放射源,和一种平时在物理学实验当中根本就不会使用的金属元素铋,究竟是为什么。
这些人中,只有名义上和陈慕武关系最近的伊蕾娜,对陈慕武的质疑最大。
自己这个准妹夫在物理学研究上是个天才不假,看他的样子也是轻轻松松。
可是他怎么就能一定保证,利用回旋加速器准能取得新成果呢?
而且其余的三个人也是,他们怎么就会毫不怀疑的认为陈慕武一定能够做到这一点呢?
陈慕武看出来了自己未来老婆的姐姐对自己的怀疑,所以他决定在做实验之前,先和小组内的其余四个人讲明白,今天要做什么事情。
他清了清嗓子,开口说道:
“诸位,诸位!
“伟大的俄国化学家门捷列夫,在他所制作出来的元素周期表中,就已经预言了在碘之下还有一种类碘元素的存在。
“后来那个在一战战场上阵亡的英国科学家莫塞莱,又确定了这种类点元素的原子序数应该是八十五。
“自从门捷列夫之后,世界上的化学家们便一直在寻找这种类碘元素。
“而他们寻找元素的依据,完全是根据门捷列夫先生的判断,认为类碘元素是一种卤族元素,而卤族元素又全都是成盐的元素,所以一直以来大家都尝试在各种盐类当中来寻找第八十五号类碘元素的踪迹。
“我记得在前年,也就是1925年的夏天,英国皇家学会有一位化学家叫菲里恩德,他特地选在炎炎夏日,去了中东的那个死海,想要在这个世界上最有名的盐水湖所析出的盐分当中,寻找这种类碘元素。
“可是他做了充足的化学分析和光谱分析,都没能发现这种类碘元素的一丝一毫。
“第八十五号元素前有钋,后有氡,举一个不太恰当的比喻,按照微积分里面的夹逼定则,这种类碘元素是必定存在的,只是人们还没能在自然界当中发现而已。”
陈慕武讲的这个笑话,让在场的几个人都忍不住笑了出来。
他们谁也没想到数学上的一个公式,居然还能运用到化学元素当中来。
陈慕武继续说道:“在自然界当中很难发现,不代表在实验室里面不能把它人为的制造出来。
“所以我才请弗雷德里克去乌普萨拉大学,借了我所需要的两种东西。
“而我们在王子学院,刚好研制出了这台世界上最先进的能够加速粒子的回旋加速器。
“既然在剑桥大学的卡文迪许实验室,我都可以用那台静电式的粒子加速器完成由氢原子和氘原子聚变而成的氦-3原子。
“那么我们现在在斯德哥尔摩,是不是可以利用回旋加速器,把阿尔法粒子和铋-209聚变到一起呢?”
陈慕武讲出来了,他接下来要进行的这个实验的大概思路。
听完陈慕武的这番话,可是把前往乌普萨拉大学借药品的弗雷德里克给吓了一跳。
他一开始以为陈慕武要铋和阿尔法粒子,是因为铋元素是原子序数最大的一种非放射性元素。
在它之后的钋、氡、钫、镭、锕、钍、镤和铀,都是不稳定的放射性元素,其中还有一种气体。
这些随时都可能随便成为其他元素的不稳定的放射性元素,是绝对不能装在回旋加速器的靶子上的。
要不然很可能会对实验的产物进行污染,使其中掺入一些杂质,不能很好的检验经过轰击之后的产物究竟是什么。
弗雷德里克还以为陈慕武要用阿尔法粒子轰击铋元素,从而尝试看能否从这个原子序数最大的非放射性金属元素当中,打出来卡文迪去实验室一直都在追求的那种原子核当中的电中性粒子。
没想到陈慕武的想法竟然比他的要生猛的多,他不是要打出来电中性粒子,而是想利用加速阿尔法粒子轰击的方式,把铋元素变成另一种原子序数更大的元素。
如果陈慕武的这种想法放到中世纪,那妥妥的就是那些术士们梦寐以求的炼金术。
他如果真的能把第八十三号元素铋变成第八十五号元素类碘,是不是也就能把第二十六号元素铁,变成第七十九号元素金,源源不断地创造价值了?
但其实弗雷德里克的想法也不能说完全错误,如果他能看见在陈慕武大脑当中想出来的那个核反应方程式的话,就能看在阿尔法粒子轰击铋元素的产物类碘元素的后面,还跟着两个或者三个或者四个电荷量为零,相对原子质量为一的新粒子。
如果陈慕武想的话,他其实只需要在回旋加速器的靶子后面,再多放上一块儿富含有氢原子的石蜡晶体,就能从被轰击出来的质子当中,反推出反应产物中有电中性粒子的存在。
只是主角觉得他合成新元素就合成新元素,现在让中子问世,还不太是时候。
交代完实验目的,还有设想当中可能会出现的结果以后,接下来就是最重要的一步,也就是做实验,把主角的想法转变成为现实。
除了主角以外,在场的剩下四个人经过一番打鸡血般的激励之后,都铆足了干劲儿。
如果真像主角所说的那样,他们利用经过回旋加速器加速过的阿尔法粒子,轰击铋元素之后获得了一种新的元素类碘,那么这在化学史上,绝对也是浓墨重彩的一笔。
铋是一种比较稳定的金属,它只会在相对湿度较高的空气里面,进行缓慢氧化。
所以在王子学院里,大家不需要把这块从乌普萨拉大学借来的铋进行还原反应,只需要打磨掉覆盖的样品表面上的一层氧化层即可。
反正回旋加速器里面是高真空度状态,基本上不会让打磨干净的金属铋发生氧化反应。
已经确定了实验要做什么,五人小组很快就恢复到了此前的忙碌状态。
伊蕾娜和弗雷德里克两个人去打磨金属铋,主角和赵忠尧还有考克罗夫特一起把之前安装在回旋加速器中间部分的质子源拆掉,换上了弗雷德里克从乌普萨拉大学借来的放射性粒子源。
主角丝毫不担心实验不会取得成功,但他仍然在担心另外一件事情。
在场的这五个人里面,虽然目前都在从事一项发现新化学元素的研究,可他们无一不是物理学科班出身。
主角现在只担心一件事,那就是就算他们确实通过轰击,聚变生成了这个第八十五号元素X。
可是应该如何才能确认,大家发现的是这种新元素呢?
中学觉得,是不是应该找一位专门的化学家过来,替大家做一次检验?
至于说通过邮寄或者真人携带的方式,把实验生成的产物寄到或者带回英国去,找卡文迪许实验室里的阿斯顿教授,或者是去找老师卢瑟福之前的一个得力助手弗雷德里克·索迪,这都是不太可能的事情。
因为产生的这种第八十五号元素类碘,其各种同位素当中半衰期最长的一种,也不会超过十个小时。
如果把类碘-211带回到英国,估计送到化学家手上的时候,早就已经变成了铋-207,或者是铅-207。
X→α+Bi;
X+e→Po→α+Pb。
(本章完)