人為改變?cè)雍死锏馁|(zhì)子數(shù)，就可以制造出新物質(zhì)嗎？

本文基于回答網(wǎng)友類似的問題。我的回答是：當(dāng)然可以，而且這早就是舊聞了。科學(xué)家早就知道了這個(gè)道理，而且這樣做了將近100年了，才有了現(xiàn)在的118種元素，其中有26種都是通過人工改變?cè)雍说馁|(zhì)子數(shù)制造出來的。

當(dāng)然這26種元素本來在自然界就應(yīng)該存在，否則人工是無法制造出來的。但問題是有些元素在自然界太過稀有，很難獲得；還有些元素半衰期太短，比如有些氣態(tài)元素在自然條件下很難存在1秒鐘，只能通過人造獲得。

元素周期表是人造元素的設(shè)計(jì)依據(jù)元素周期表是人類最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，它把一些看起來不相關(guān)的元素羅列在一起，逐漸形成一個(gè)自然元素的完整體系，促進(jìn)了現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展，對(duì)揭示自然物質(zhì)的奧秘，從而讓人類更深刻地認(rèn)識(shí)自然規(guī)律，具有里程碑式的意義。

最早發(fā)表元素周期表的是俄國化學(xué)家門捷列夫，他于1869年推出了第一代元素周期表，之后，各國化學(xué)家不斷的推出并完善了各種元素周期表，漸漸，元素周期表成為現(xiàn)代化學(xué)不可替代的一種工具。

現(xiàn)在全世界各種元素周期表一共有170多種。在元素周期表里面，元素以原子序數(shù)排列，最小的排在1號(hào)，一橫行為一個(gè)周期，一列為一個(gè)族；原子半徑由左到右逐步減小，從上到下依次增大。

現(xiàn)在元素周期表有七主族、七副族、Ⅷ族、0族。元素按照在周期表中的順序編號(hào)，編號(hào)就是原子序數(shù)。原子序數(shù)與元素的原子結(jié)構(gòu)關(guān)系為：質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)。

門捷列夫的元素周期表剛形成時(shí)，還只有63個(gè)元素，他把這些元素根據(jù)大小依次排列，成功地預(yù)測(cè)了當(dāng)時(shí)還沒有發(fā)現(xiàn)的鎵、鈧、鍺；隨著元素周期表的成熟，人們不斷發(fā)現(xiàn)元素排列的規(guī)律，不斷發(fā)現(xiàn)中間缺少的元素，對(duì)于元素的性質(zhì)也認(rèn)識(shí)越來越深刻。

因此，元素周期表的重大意義之一，就是引導(dǎo)科學(xué)家們尋找其中缺失的元素，簡單地說，就是原子序數(shù)間隔的元素。在自然界找不到的元素，就試著人工制造。這時(shí)人們已經(jīng)知道了元素的性質(zhì)是由原子中的質(zhì)子數(shù)量決定的，因此只要改變?cè)拥馁|(zhì)子數(shù)量，就可以得到新的元素。

比如在元素周期表中，已經(jīng)有了42號(hào)元素鉬和44號(hào)元素釕，人們知道這兩種元素的核子中質(zhì)子數(shù)分別為42個(gè)和44個(gè)，在它們中間必定有一種新元素，如果質(zhì)子變成43個(gè)，就可以得到這種新元素。

但如何讓核子中的質(zhì)子改變數(shù)量呢？科學(xué)家們前赴后繼地摸索了許多年。

一直到1937年，美國加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯利用自己發(fā)明的回旋加速器，用1號(hào)元素的氘原子核“轟擊”41號(hào)元素的鉬原子核，得到了43號(hào)元素。這是人類取得的第一個(gè)人造元素，將其命名為“锝”（Tc），而“锝”在希臘文中的原意就是“人工制造的”的意思。

26個(gè)種造元素都是通過“做加法”取得現(xiàn)在，人類發(fā)現(xiàn)宇宙中存在的元素一共有118種，其中有92種元素在自然界獲得，26種元素通過人工制造獲得。人工制造元素的方法無一例外都是采用“做加法”方法取得。

何謂“做加法”？就是采用兩個(gè)原子序數(shù)較小的元素融合成一個(gè)較大的元素，這種“做加法”的方法專業(yè)術(shù)語就是核融合或者說核聚變。人造的第一個(gè)元素“锝”，就是用只有1個(gè)質(zhì)子的氘核轟擊42個(gè)質(zhì)子的鉬核，融合成43個(gè)質(zhì)子的“锝”核，這樣“锝”就得到了。

要做這個(gè)“加法”是非常不容易的，需要極高的壓力和溫度，才能夠讓原子核融合在一起。因此人們雖然在20世紀(jì)初就發(fā)現(xiàn)了做加法可以取得新元素，但苦于沒有方法做到這一點(diǎn)，只能望梅止渴而無法實(shí)現(xiàn)。

一直到1931年，勞倫斯發(fā)明出了回旋加速器，可以將原子核在這種裝置中加速到極高能量，然后讓兩種原子核相撞，才為人工制造新元素提供了可能。后來，他用自己的加速器制造出了第一個(gè)人工元素“锝”，由此他獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

人們把他發(fā)明的這種回旋加速器稱為“原子大炮”，意思是可以將原子核像炮彈一樣以極高速度轟擊另一個(gè)原子核，當(dāng)然這個(gè)速度比炮彈快了很多倍。

所有的人造元素都是通過這種“做加法”的方法得到，如：科學(xué)家們用原子序數(shù)為5的硼轟擊原子序數(shù)為98的锎，得到原子序數(shù)為103的鐒；用原子序數(shù)為24的鉻轟擊原子序數(shù)為82的鉛，得到106號(hào)元素钅喜；用原子系數(shù)為20的鈣，轟擊原子序數(shù)為98的锎，得到原子序數(shù)為118的氣奧（Og）。

人類的發(fā)現(xiàn)永遠(yuǎn)在路上，沒有止境迄今為止，人造元素有26個(gè)，即：43號(hào)锝（T）、61號(hào)钷（Pm）、95號(hào)镅（Am）、96號(hào)鋦（Cm）、97號(hào)锫（Bk）、98號(hào)锎（Cf）、99號(hào)锿（Es）、100號(hào)鐨（Fm）、101號(hào)鍆（Md）、102號(hào)锘（No）、103號(hào)鐒（Lr）、104號(hào)钅盧（Rf）、105號(hào)钅杜（Db）、106號(hào)钅喜（Sg）、107號(hào)钅波（Bh）、108號(hào)钅黑（Hs）、109號(hào)钅麥（Mt）、110號(hào)鐽（Ds）、111號(hào)錀（Rg）、112號(hào)鎶（Cn）、113號(hào)钅爾（Uut/Nh）、114號(hào)鈇（Fl）、115號(hào)鏌（Mc）、116號(hào)鉝（Lv）、117號(hào)石田（Ts）、118號(hào)氣奧（Og）。

可能大家很奇怪，里面有些中文字是一個(gè)偏旁加上一個(gè)字，這是因?yàn)檫@些元素的中文字符電腦還無法打出來，遵循認(rèn)字認(rèn)半邊的傳言，大家姑且這么叫吧。

至此，元素周期表中所有空缺都填補(bǔ)完畢，以后再發(fā)現(xiàn)新元素，就是118號(hào)以后的元素了。除了43號(hào)和61號(hào)，后面的人造元素都是放射性元素，在自然界豐度極小，極不穩(wěn)定或半衰期很短，故自然界很難獲得，而且有些即便人造出來，也很難保存。

比如118號(hào)元素Og，科學(xué)家們?cè)诨匦铀倨骼锩嬖囼?yàn)了無數(shù)次，只在2003年和2005年的試驗(yàn)中，分別得到3個(gè)原子。只有3個(gè)原子啊，極其精密的儀器才能夠監(jiān)測(cè)到，這種元素的半衰期只有12毫秒，也就是瞬間消失了。

許多科學(xué)家們還在合成更高序號(hào)的元素，甚至一些名字都取好了，如119號(hào)元素Uue、120號(hào)元素Ubn，還有121號(hào)等，但要得到這些元素越來越難，迄今還只存在于想象中。元素周期表最終能排到多少序號(hào)，頗有爭議，只能拭目以待。

總之，隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，人類對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)越來越深刻，對(duì)化學(xué)元素的認(rèn)識(shí)也將不斷突破?？茖W(xué)永遠(yuǎn)在路上，在不斷發(fā)現(xiàn)和修正中前行，伴隨并促進(jìn)著人類文明不斷進(jìn)步。你怎么看？歡迎討論，感謝閱讀。

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