铹

米拉Senthilingam

这周是我们的最后一个化学元素，它似乎不知道自己的位置。埃里克Scerri。

Eric Scerri

元素周期表中的第103号元素被称为铹．1961年，在旧金山附近的劳伦斯辐射实验室首次合成了这种物质。合成是由一个科学家小组进行的艾伯特Ghiorso．这种元素是以欧内斯特·劳伦斯(Ernest Lawrence)的名字命名的，他发明了回旋加速器，这种加速器被用于合成许多超铀元素。

从1969年开始，人们开始探索劳伦斯的化学性质。在气相中，该元素形成三氯化物。对其水相的研究也表明它具有三价性。你可能会认为，这些实验和其他类似的实验应该已经确定了镧在元素周期表中的精确位置，但事实并非如此。

近年来，人们一直在争论铯和71号元素的位置镏．有些元素周期表把镥和镧放在另一个元素的前面，分别作为镧系元素和锕系元素的最后一个。

然而，在最近大量的元素周期表中，你会发现镥和镧被归类为过渡金属，并直接放在下面钪而且钇在元素周期表的第三组。在21世纪第一个十年结束之际，这种分歧怎么还会存在?

答案是，原子的电子构型不足以解决这个问题，就像它们不能完全解决在哪里的问题一样氢而且氦应该放在元素周期表中，这一点我稍后再讲。

在旧的元素周期表中，直接放在钪和钇下面的元素是镧还有锕，但是根据电子排布，镥和镧同样有权利占据这两个位置。

麻烦开始于另一种元素，镱在镥之前，它的两个最外层轨道的电子构型被修改为4f14 6s2。镥的构型没有改变，因为它由4f14 5d1 6s2组成，这意味着镥现在可以被认为是d区第三行的第一个元素，而镱是镧系的最后一个成员。

一个可能的解决方案是考虑长形式或32列宽的周期表，而不是更常见的18元素宽或中长形式。如果人们试图构造长表，镥和镧更自然地归入钪和钇的第3组。如果坚持把镧和锕放在第3族，原子序数的顺序就会变得非常不规则。

但这一事实并没有让所有人信服，而且当镥和镧被认为是钪和钇的同源物时，存在的许多化学和物理相似性也没有被说服。更糟糕的是，本周的元素——镧——的构型已经被修正了，这是一些计算的结果，其中包括量子相对论效应。虽然不可能对这种构型进行间接观察，但计算强烈地表明，在劳伦斯原子中，能量最大的电子在7p轨道上，而不是以前认为的6d轨道上。

官方管理机构国际纯粹与应用化学联合会迄今为止拒绝在第三组元素组成的问题上站队。他们坚持认为，他们只主持有关发现新元素和为元素分配新名称的问题。

与此同时，这场争论在《化学教育杂志》上进行得相当激烈，包括我在内的几位作者发表了他们相反的观点。奇怪的是，即使在今天，两个元素的位置仍然不确定。更不用说相关的争论了，一些专家认为，氢应该放在卤素族的顶端，氦应该移到碱土金属的顶端。

显然，元素周期表和元素仍然为我们带来了许多惊喜。

米拉Senthilingam

所以，虽然这是目前在元素周期表中发现的化学物质，但未来可能仍会有变化和添加。这是加州大学洛杉矶分校的科学家和作家，他研究的是尚未确定的劳伦斯化学成分。

这就是本系列的化学元素，为你带来化学元素的发现，故事和化学。但是不要害怕，下周我们将带着一个全新的系列来探索令人兴奋和复杂的化合物世界。那么加入我们来了解更多吧。但在新系列播出之前，感谢大家的收听。我是Meera Senthilingam。