元素周期表外还有稳定的元素吗

随着时间的推移，这些元素中的三种被发现了：钪、镓和锗。但是仍然缺少一种元素，就在钼和钌之间，我们发现它必具有43个质子的原子核。七十年来，化学家一直在寻找43号元素，但在自然界中无处可寻。但它最终被发现了，但不是在自然界中。

1937年，意大利物理学家Emilio Segrè得到了一些钼箔，这些钼箔曾是欧内斯特·劳伦斯新发明的回旋加速器的一部分。箔在加速器中呈现放射性，Segrè 和他的Carlo Perrier能够证明，一些钼获得了质子转化为43号元素。他们以希腊语“艺术”一词命名新元素为Technetium，中文名为锝。它是一种银灰色金属，化学性质介于锰和钌之间，元素周期表中位于锰之下和钌之上。

元素可能不稳定的想法的一个更常见的术语是放射性，我们倾向于将其与铀和钚等非常重的元素联系起来。但实际上元素周期表上的任何元素都可能不稳定。更准确地说，元素周期表上的每个元素都有不稳定的同位素。“同位素”是指具有不同中子数量的同一元素的不同版本。

事实上，稳定性取决于原子核中质子和中子之间的平衡。你可能会认为，经过一个半世纪的核物理学思考，我们已经弄清楚了所有这些规则。但实际上原子核的动力学是如此复杂，以至于需要复杂的计算机建模才能理解，然而许多谜团仍然存在。

强力虽然很强大，但在真正起作用的短短距离内，力量却没有太大的变化。然而，两个电荷越接近，电磁力就会越强。这意味着如果质子靠得太近，电磁力可以压倒强力，这是破坏原子核稳定性的另一种方式。这就是中子起作用的原因，它们有助于隔开质子，从而使强力强于电磁力。

对于较小的原子核（原子序数最多为 20），质子和中子的均匀分布通常是最稳定的。但对于较重的元素，需要越来越多的中子来提供缓冲，达到1.5或更高的中子与质子比。但这只是稳定性理论的一部分，它没有解释为什么单个中子的差异可能意味着稳定性的巨大差异，它也没有解释为什么锝没有稳定同位素。

那这是否可以解释锝的不稳定性？当然，我们可以看出43不是质子的幻数，但是它附近的奇数元素，如47个质子的银，具有非常稳定的同位素。即使给锝一个特定的中子数使它核子数为偶数也不济于事，例如，锝-96会在不到一小时内衰变。所以除了中子填充、核壳填充和自旋耦合之外，似乎还有更多神秘的力量在起作用。

当我们将实验数据与我们的模拟相结合时，我们可以制作这样的图表，在这里我们可以看到这些幻数。质子数为幻数的元素具有更稳定的同位素，而中子数接近幻数的元素往往有更多的同位素。模式出现了，但并没有为我们提供产生稳定核所需条件的清晰规则。

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那么，是否还有元素周期表上没有的元素呢？我们的计算表明，当前元素周期表之外的质子和中子可能有更多的幻数，我们的计算机模拟也同意这个观点。我们不确定这些幻数是多少，但显然它们在中子184和质子126附近，它们的半衰期可能为数百万年。