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集不齊的元素周期表

元素周期表自19世紀(jì)發(fā)布以來，人類在后續(xù)的發(fā)現(xiàn)和合成中不斷地在進(jìn)行補(bǔ)充，如今元素周期表上的元素已有一百多種。各種形態(tài)和特性的元素讓不少化學(xué)迷愿意去收藏這些神奇的物質(zhì)，如果想要收集世界上所有的元素需要怎么做？

有錢，而且必須非常有錢，比如像比爾蓋茨這樣。其實(shí)比爾蓋茨還真的干過這件事，在他的辦公室里就有一整面墻被拿來收集化學(xué)元素。比爾蓋茨曾在一次活動(dòng)中就邀請(qǐng)過影星威爾史密斯前去參觀，他表示自己除了放射性元素沒有進(jìn)行收集，幾乎已經(jīng)把能夠收集到元素都放在了那面墻上。

看來億萬(wàn)富翁也很難把所有元素收集完畢，但就算比爾蓋茨真的打算收集帶有放射性的元素，同樣也不行。元素周期表中的元素價(jià)格差異巨大，據(jù)悉最貴的元素價(jià)格一克接近3000億人民幣。這種元素是什么？集齊元素周期表有多困難？為什么元素周期表中的元素價(jià)格差異會(huì)如此巨大？

本文接下來將從元素周期表中的元素案例以及它們的化學(xué)特性來解答，最后來看看比爾蓋茨都集不齊的元素周期表，到底有多貴？

又毒又貴的釙

我們可以先來看看，讓比爾蓋茨的錢包都感到壓力的釙元素，釙-210。自然界存在的釙-210是鈾-238和鐳-226衰變后的產(chǎn)物，這是一種污染非常大的放射性污染物。

它的發(fā)現(xiàn)歷史較早，在19世紀(jì)末期由居里夫婦在瀝青鈾礦中發(fā)現(xiàn)。由于該物質(zhì)的強(qiáng)放射性，到了20世紀(jì)，釙元素成為了代頓計(jì)劃的一部分，并被認(rèn)為是潛在的核武器中子引發(fā)劑。

但是后來這種放射性元素卻在另一塊領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱，原子彈主要交給了其他放射性元素。20世紀(jì)50年代，美國(guó)原子能委員會(huì)，也就是今天的美國(guó)能源部，研究了在放射性同位素?zé)狳c(diǎn)發(fā)電機(jī)中，使用釙元素作為熱源以給衛(wèi)星供電的可能性。

最終在實(shí)驗(yàn)開發(fā)的選取階段，實(shí)驗(yàn)室選擇了半衰期更長(zhǎng)的钚-238作為能源，釙-210的2.5瓦特原子電池?cái)∠玛噥?。不過這并意味著釙元素電池被扔進(jìn)了垃圾桶，如果把它拿來用作輕型熱源還是很不錯(cuò)的。

釙-210可以發(fā)射出大量的α粒子，這些粒子如果在短距離內(nèi)被致密介質(zhì)吸收，便能把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，一克釙-210可以產(chǎn)生140瓦的熱功率。例如在前蘇聯(lián)發(fā)射的月球步行者登陸器中，就包含有一個(gè)釙-210熱源電池，這可以保證機(jī)器在月球夜晚時(shí)穩(wěn)定內(nèi)部組件的溫度。

說到釙元素的毒性，也許有人知道這種放射性元素含有劇毒，但這種毒性是可以被合理地控制在安全使用范圍內(nèi)。釙-210和其他釙同位素能夠?qū)ι镌斐蓸O強(qiáng)的放射毒性傷害，釙-210的毒性是氫氰酸的25萬(wàn)倍，一克釙-210就可以讓5千萬(wàn)人死亡，另外5千萬(wàn)人患病。

與其他放射性元素相似，這種毒性是由α粒子電離輻射造成的。盡管釙-210的毒性非常強(qiáng)烈，但是它在人體外并不構(gòu)成威脅，由于α粒子的貫穿力很弱，無(wú)法穿透人體皮膚，因此只需要做好必要的實(shí)驗(yàn)防護(hù)就能隔絕這種放射性危害。

然而釙元素有較強(qiáng)的生物富集性，這種生物富集污染存在于煙草、土壤、海洋生物中。話說回來，只要釙-210不接觸人體傷口、直接攝入，這種元素相對(duì)其他放射性元素還是比較安全的。

這種元素存量非常稀少，人工合成也十分困難，同時(shí)有著非常高的科研價(jià)值和開發(fā)利用價(jià)值，因此釙元素從合成開發(fā)以來，價(jià)格就沒低過。據(jù)悉釙元素每克的價(jià)格在2950億人民幣，接近3000億的價(jià)值讓它成為了最昂貴的元素。

所以你看，就算比爾蓋茨想收集放射性元素，光是釙元素就夠這些億萬(wàn)富翁們喝一壺的了，而且還沒有算上其他價(jià)格高昂的元素。除了釙元素以外，還有哪些元素價(jià)格十分昂貴呢？

產(chǎn)量稀少的放射性元素

其實(shí)這些放射性元素之所以貴，很重要的一個(gè)原因在于，它們合成十分困難，而且產(chǎn)量稀少，锎元素就是另一個(gè)很好的例子。

锎元素最早由加州伯克利大學(xué)在上世紀(jì)50年代合成，其方法是用α粒子撞擊鋦。锎屬于錒系元素，是第六種人工合成的超鈾元素，同樣也具備強(qiáng)放射性。

它的外觀為銀白色金屬，并且擁有三種晶體結(jié)構(gòu)，分別存在于三種環(huán)境下，主要以常壓高溫或者高壓狀態(tài)存在。在室溫下，锎金屬會(huì)在空氣中緩慢地失去光澤，目前已知的20種锎同位素中，锎-251是最為穩(wěn)定的，其半衰期在898年。

由于所有锎同位素的半衰期都在898年以下，因此在自然界中形成的锎元素都已經(jīng)衰變消失?？茖W(xué)家認(rèn)為行星誕生和超新星都會(huì)產(chǎn)生锎，而超新星的物質(zhì)衰變符合锎-254的半衰期時(shí)間，不過這種推測(cè)還有待商榷。

另外在核爆以及高鈾含量的礦藏中，重元素經(jīng)過中子捕獲，經(jīng)歷β衰變之后，可能會(huì)自然產(chǎn)生極其微量的锎?，F(xiàn)在常見的锎合成都是在實(shí)驗(yàn)室里，而且合成過程非常高大上。實(shí)驗(yàn)室锎在核反應(yīng)堆和粒子加速器中，锫-249受中子撞擊后會(huì)立即進(jìn)行β衰變，之后便會(huì)形成锎-250。

锎元素主要應(yīng)用在探測(cè)器和核醫(yī)學(xué)中，例如在治療子宮頸癌和腦癌時(shí)，部分治療方法便會(huì)應(yīng)用到锎所產(chǎn)生的中子，另外在飛機(jī)、探測(cè)器、武器部件中，锎能夠解決相應(yīng)的工業(yè)問題，以及探測(cè)需求。

锎同樣有著非常高的科研價(jià)值，這也決定了它自身的價(jià)值不菲。并且在世界上僅有兩處設(shè)施可以生產(chǎn)锎，地點(diǎn)分別在美國(guó)和俄羅斯，同時(shí)產(chǎn)量非常低。截止2003年的生產(chǎn)記錄，這兩座設(shè)施每年分別生產(chǎn)0.25克和0.025克的锎-252，市場(chǎng)價(jià)格在每克11億人民幣左右。如果沒有特別的生產(chǎn)需要，全世界的锎存量其實(shí)并不多。

對(duì)于放射性元素來講，除了貴、制作困難外，還有一點(diǎn)就是難保存?；旧显绞峭蟮姆派湫栽兀胨テ跁r(shí)間也會(huì)越短，這使得它們的保存相當(dāng)不易。甚至有的元素可能就存在那么一瞬間，

同時(shí)，部分元素還是重要的科學(xué)研究對(duì)象，根本無(wú)法進(jìn)行交易，只能存在于科學(xué)研究之中。所以說要想收集完元素周期表上的所有元素，錢的問題只是其次。另外，對(duì)于元素收集還存在一些變量，這些變量也會(huì)導(dǎo)致元素價(jià)格有所不同。不同形式的元素，例如金屬晶體就比一般形式的金屬更加昂貴，純度和形態(tài)也是決定元素價(jià)格的一大因素。

富豪的行為看看就差不多得了，真要想收集，他們也得傾家蕩產(chǎn)。對(duì)于一般的化學(xué)迷或者收藏愛好者而言，收集元素周期表還得量力而行。

標(biāo)簽： 元素周期表