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年在伯克利的094米迴旋加速器上被發現。1939年起,美國物理學家麥克米倫、西博格等人利用迴旋加速器開始超鈾元素的製造。此後進入元素週期表被填充的快速進展期,一大批新元素被製造了出來。

2016年3月16日,隨著國際純粹化學會(iupac)公佈將113號元素、115號元素、117號元素和118號元素分佈命名為nh、c、ts和og,元素週期表的前七週期全部填滿。此後,科學家們繼續探索嘗試合成更重的元素,元素週期表在未來可能還會繼續發展和演變。

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二、關於化學元素週期表可能的發展趨勢:

(一)理論和認知方面

1 對元素電子結構和軌道理論的進一步修正和完善:隨著量子力學理論的發展和對重元素、超重元素等複雜體系研究的深入,可能會修正當前對於元素週期表中電子填充順序、軌道能量等的一些認知偏差。

2 拓展元素週期表的維度理解 :目前是二維的表格形式展現元素性質隨原子序數等的變化,如果從多維度(比如考慮元素的多種性質同時變化,或結合元素在不同物理化學環境下的特性等)來重新構建對週期表的理解和展示可能會是一個方向。

(二)元素髮現方面

1 超重元素合成的持續探索:雖然合成超重元素越來越困難,但對超重核穩定島的探索仍可能繼續,如果發現新的超重元素,週期表將繼續擴充。

2 可能在極端環境(如極高壓力、溫度、特殊電磁場等)下發現元素新的存在形式或新“元素”(可能是暫未被認知的新的同素異形體等)。

(三)應用方面

1 定製化和專業化的週期表:針對不同領域如材料科學、生物化學、核物理學等,可能會發展出突出與該領域相關元素性質和趨勢的專業版元素週期表。

2 元素週期表與大資料和人工智慧結合:幫助預測新物質的性質、化學反應的可能性和產物等,例如透過已知元素性質資料來預測新合成元素或化合物的特性等。

(三)教育方面

1 更加動態和互動的週期表展示:在教學和科普中,可能會利用虛擬現實(vr)、增強現實(ar)等技術使學習者更直觀深入理解元素週期表和元素性質變化趨勢等。

2 教育內容上會更強調對元素週期表理解的深度和廣度,不僅僅是記憶元素符號和基本性質,而是理解其背後的科學原理和在實際中的廣泛聯絡。

(四)環保和可持續發展方面

1 隨著對資源可持續利用和環境保護的重視,元素週期表中關於元素的可回收性、環境友好性等相關資訊可能會被更多地整合進來。

2 對涉及新能源、綠色材料等元素的關注度提升,在週期表的展示和解讀中會更突出這些元素。

三、元素週期表在材料科學領域有以下諸多重要應用:

(一)材料設計與開發方面

1 預測材料效能:

同一族元素具有相似化學性質,可根據已知元素的材料特性推斷同族其他元素形成材料的可能效能,比如鹼金屬的活潑性、鹵族元素形成化合物的穩定性等。

同一週期元素從左到右,物理化學性質漸變,能大致判斷材料的電學(如金屬 - 半導體 - 絕緣體變化趨勢)、光學、力學等性質變化。

2 指導新材料合成:

可以基於元素週期表中元素間的反應規律和性質互補原則等,嘗試合成新的化合物材料。例如,在尋找高溫超導體時,透過在週期表中不同區域元素組合試驗。

利用過渡金屬元素的多樣化合價和配位能力等設計新型功能材料。

(二)材料分類與理解方面

1 對現有材料分類:

金屬材料:週期表左側的大部分元素(鹼金屬、鹼土金屬、過渡金屬等)是構成金屬材料的主體,它們的共性如導電性、延展性、金屬光澤等可基於元素週期表位置理解其本質原因(電子結構等)。

半導體材料:集中在週期表中金屬與非金屬交界處,像矽、鍺等元素是傳統半導體材料的基礎。

陶瓷材料和無機非金屬材料:週期表右側的許多非金屬元素及其化合物構成了各種陶瓷、玻璃等材料。

2 理解材料性質的根源:

例如,元素的電負性在週期表中呈現週期性變化,幫助理

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