這個(gè)世界上總有人有奇奇怪怪的收集癖,而有錢人的收集癖總是顯得特立獨(dú)行,比如從前的世界首富比爾·蓋茨,他不喜歡收集豪車、名表,反而喜歡收集各種元素。在他的辦公室當(dāng)中,就有一面“元素周期表墻”。
比爾蓋茨家的元素周期表墻
有人可能覺(jué)得,收集元素有什么難的,這些元素不都是大自然當(dāng)中本身就有的嗎?那么,元素周期表目前共有118種元素,每種收集1克的話,大概要花多少錢呢?
(資料圖片僅供參考)
元素周期表
大部分人對(duì)元素周期表的印象可能就停留在“氫氦鋰鈹硼,碳氮氧氟氖,鈉鎂鋁硅磷,硫氯氬鉀鈣”的口訣上了,甚至都記不清元素周期表到底有多少種了。
元素周期表
其實(shí)這很正常,因?yàn)樵刂芷诒?strong>從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)并不是永遠(yuǎn)不變的,當(dāng)科學(xué)家在自然界中發(fā)現(xiàn)新的元素時(shí),就會(huì)將它們加入其中。所以在我們沒(méi)有關(guān)注的時(shí)候,元素周期表其實(shí)也在偷偷地壯大自己的隊(duì)伍。
最早的現(xiàn)代化學(xué)元素周期表是門捷列夫在1869年時(shí)創(chuàng)造的,當(dāng)時(shí)的已知元素還只有63種。如今元素周期表當(dāng)中的元素已經(jīng)翻了一倍,并且一些元素的出現(xiàn)為人類科技進(jìn)步貢獻(xiàn)了巨大的力量。
門捷列夫
既然元素周期表這樣有意義,收集它用來(lái)做一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的展品似乎也不錯(cuò),那么,想收集齊的話容易嗎?
每個(gè)收集1克,集齊要花多少錢
從比爾·蓋茨未能填滿的那面墻,就可以看出想集齊是非常不容易的。因?yàn)橛行┰卦谧匀唤缰泻芏啵?strong>有些元素不僅少,還具有半衰性,這就意味著你千辛萬(wàn)苦地收集來(lái),可能就只能當(dāng)看個(gè)“呲花”,轉(zhuǎn)瞬即逝。
部分元素具有半衰性
首先咱們先來(lái)說(shuō)說(shuō)位于元素周期表前幾個(gè)周期中,價(jià)格比較便宜的元素。像氫氦鋰鈹硼這五個(gè)元素,在地殼當(dāng)中的含量都非常豐富,除了鈹元素價(jià)格稍高,每克大概為5.995元以外,剩下的每克單價(jià)都在1元以下。
至于碳氮氧氟氖的價(jià)格跟上面幾個(gè)差不多,基本都只要不到1塊錢就能搞定。像氧和碳這種元素,單價(jià)甚至連一分錢都不到,完全可以忽略不計(jì)。
藍(lán)色的液態(tài)氧
在粗略統(tǒng)計(jì)下,集齊前三個(gè)周期的元素只需要不到9塊錢。這樣來(lái)看,好像并不難,造價(jià)也可以接受,甚至說(shuō),按這種花銷下去,收集齊的耗資還不如一個(gè)手辦高,還是比較劃算的。
但事實(shí)沒(méi)這么容易,咱們?cè)賮?lái)看看價(jià)格在千元以上,百萬(wàn)以下的元素。93號(hào)镎元素,是以海王星的名字來(lái)命名的,外表看起來(lái)是一塊平平無(wú)奇的銀白色金屬,但是具有放射性。
镎元素
并且這個(gè)元素在自然界當(dāng)中幾乎不存在,只能依靠人造制成。而且這種元素的半衰期很短,大概在2.35天左右,所以想一直留住本真的它,可能就需要每隔兩天換一次展品。镎每克的單價(jià)大約是3960元,收集1克還是有機(jī)會(huì)的。
位于它前后的91號(hào)鏷元素和94號(hào)钚元素的單價(jià)也在千元以上,钚元素作為制造核武器的重要原料,每克造價(jià)甚至達(dá)到了38940元。
钚元素與核武器有關(guān)
當(dāng)然,幾千元甚至幾萬(wàn)元,在土豪的眼中也就不算什么,起碼對(duì)比爾蓋茨這種人來(lái)說(shuō),就能輕松地收集齊。但是,接下來(lái)要介紹的幾種元素,其價(jià)格就是可望而不可即的了。
比如原子序數(shù)為98號(hào)的锎元素,它是第六個(gè)被人工合成的超鈾元素,看起來(lái)是銀白色的。由于需要極其復(fù)雜的手段進(jìn)行人工合成,所以它的每克售價(jià)至少在20億以上。
上世紀(jì),美國(guó)原子能協(xié)會(huì)曾向?qū)W術(shù)機(jī)構(gòu)出售過(guò)這種元素的同位素,不僅出價(jià)高,制造出來(lái)的量也相當(dāng)?shù)纳佟?/p>
閃閃發(fā)光的锎
還有84號(hào)元素釙,它是已知最稀有的元素之一,外觀也是銀白色的金屬。這個(gè)元素還是居里夫人和他的丈夫一起發(fā)現(xiàn)的,不僅貴,還含有劇毒。
更重要的是,釙元素在地殼當(dāng)中的含量只有100萬(wàn)億分之一,所以更多時(shí)候想得到它還是要依靠人工制造,據(jù)悉它的每克價(jià)格甚至達(dá)到了3000億元左右,簡(jiǎn)直貴的離譜。
居里夫人與釙
由此可見(jiàn),化學(xué)周期表當(dāng)中的各種元素,便宜的不到一分錢,而貴的卻動(dòng)輒要幾千億。在這種情況下,想要全部收集齊,至少要花費(fèi)5000多億元,并且許多元素是你拿錢都買不到的。
從現(xiàn)實(shí)的角度來(lái)說(shuō),即使有人富可敵國(guó),可以一擲千金地收集齊所有的元素,也無(wú)法將其好好地?cái)[在展柜當(dāng)中做長(zhǎng)期展覽。
因?yàn)樵S多元素的半衰期非常的短暫,可能剛在實(shí)驗(yàn)室制造出來(lái)后,才運(yùn)回家就已經(jīng)衰變了,此時(shí)它就不是元素周期表當(dāng)中所指的那個(gè)元素了,嚴(yán)苛的強(qiáng)迫癥應(yīng)該無(wú)法忍受這樣的事情。更不用說(shuō),某些放射性元素對(duì)人體還有害。
放射性元素的危害很大
不過(guò),不將其全部收集,收集比較常見(jiàn)的一部分還是比較簡(jiǎn)單的。國(guó)外有不少人都在嘗試使用元素周期表的實(shí)物展窗的形式展示元素周期表。
元素周期表實(shí)物展窗
人其實(shí)是一種視覺(jué)動(dòng)物,如果只是看元素周期表上密密麻麻的字和符號(hào),很難對(duì)其產(chǎn)生深刻的印象。所以元素周期表的實(shí)物展窗,不僅能體現(xiàn)各個(gè)元素本來(lái)的模樣,還能讓大家對(duì)其形象記憶。
元素周期表實(shí)物展窗
需要注意的是,人們?cè)谥谱髟刂芷诒韺?shí)物展窗的時(shí)候,并不是像大家想象的那樣,將每種元素切下來(lái)一點(diǎn)兒然后放在器皿中。
而是會(huì)尋找各種形態(tài)各異的單質(zhì),以鎂元素來(lái)說(shuō),像鎂條、鎂粉等都可以放進(jìn)鎂元素的展窗。而且他們也沒(méi)有要求一定展示單質(zhì)物品,像一些用鎂合金制造成的東西,也會(huì)被放入其中。
鎂棒
國(guó)內(nèi)一些學(xué)者也嘗試著做了元素周期表的實(shí)物展窗,并且會(huì)將具有相似特點(diǎn)的元素編成一組單獨(dú)展示,比如錳、鐵、鎳、銅等,它們的元素就十分豐富多變。
除了單質(zhì)元素,每種元素之下還分為了單質(zhì)、合金類、化合物三類分別展示,讓人們可以通過(guò)眼睛充分了解這些元素的實(shí)體。
每個(gè)元素都展示三類
當(dāng)然,在制作這種實(shí)物展窗的時(shí)候,依舊會(huì)面臨許多格子空著的情況。畢竟有些元素的價(jià)格實(shí)在太高了,或者屬于放射性元素,并不適合拿來(lái)展示。
并且鑒于元素周期表這些年的不斷演化,可能還要空出幾個(gè)格子來(lái)迎接新成員。
那么,元素周期表到底曾發(fā)生過(guò)怎樣的變化?有多少化學(xué)家為這張表付出過(guò)努力呢?
元素周期表的漫長(zhǎng)演化
首先就是嘗試階段,在1862年時(shí),法國(guó)的礦物學(xué)家尚古多創(chuàng)造了“螺旋圖”,讓元素周期表圍繞著圓柱體分布。但凡性質(zhì)相似的元素,都會(huì)處在同一條垂線上,不過(guò)看起來(lái)還是非常費(fèi)勁兒的。
在他之后,英國(guó)化學(xué)家歐德林和德國(guó)化學(xué)家邁耶爾又相繼發(fā)布了其他類型的元素表。
元素周期表的變化
直到1869年的時(shí)候,門捷列夫發(fā)布了第一個(gè)周期率圖表,兼顧了縱向和橫向排列的特點(diǎn),又極具區(qū)分性,所以贏得了更多的支持。
在這種情況下,門捷列夫時(shí)隔兩年又出了第二張?jiān)刂芷诒?,將排布方式從豎排變成了橫排。
門捷列夫創(chuàng)造的第一張?jiān)刂芷诒?/i>
上世紀(jì)初開(kāi)始,元素周期表就進(jìn)入了完善的階段,而且人們?cè)诎l(fā)現(xiàn)新的元素之后還會(huì)不斷地往里面加,在這種情況下,一些元素原有的位置也出現(xiàn)了變化。更多的放射性元素和惰性氣體出現(xiàn)在了周期表當(dāng)中,并且德國(guó)化學(xué)家柯塞爾還用原子序數(shù)替代了原來(lái)的相對(duì)原子質(zhì)量。
原子序數(shù)在左上角
其實(shí)元素周期表的不斷變化,正是代表人類探索世界的過(guò)程處在不斷地進(jìn)步當(dāng)中,我們發(fā)現(xiàn)的元素越來(lái)越多,人工可以制造出來(lái)的元素也越來(lái)越多。在這種情況下,元素周期表,也算是見(jiàn)證人類的發(fā)展史了。
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