元素周期表的现在和未来

摘要：中学化学教材更新速度较慢，教材后面附带的元素周期表也不是最新的，教师在教学中需要将现代化学的最新研究成果带入中学化学教学中。目前元素周期表第7周期已排满，有关元素周期表未来发展走向，学术界也尚未给出确定的回答，“稳定岛理论”也是猜测，是否正确还要看能否人工合成出119号、129号元素。

关键词：元素周期表；中学化学；教材

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随着科学家们对元素的探索，新的元素陆续被人工合成出来，但是中学现行的教材中附带的元素周期表却没有更新。如人教版九年级化学上册，教材后面附带的元素周期表，没有把117号元素归入其中[1]。鲁科版必修2第一章第2节讲元素周期表周期、族的分布时，教材上用“知识点击”和“历史回眸”两个栏目分别讲了镧系、锕系和不同形式的元素周期表，这些栏目虽然能够丰富学生对元素周期表的认识，但这些是不够的，而且教材后面附带的元素周期表也没有更新[2]。

义务教育化学课程标准中关于该部分的要求是能根据元素的原子序数在元素周期表中找到指定的元素[3]。能结合有关数据和实验事实认识元素周期律，能描述元素周期表的结构[4]，是高中化学课程标准的要求。可见中学化学中还是很重视元素周期表的，而且元素周期表可谓是化学的精髓之所在。因此老师需要搜集元素周期表最新发展状况，将最新的知识带给学生，促使学生跟上时代的脚步。

一、元素周期表现状

目前元素周期表第7周期的元素都被合成出来并且得到认可。2010 年，杜布纳联合核研究所（总部位于莫斯科郊外）首次成功合成了117号新元素，该元素是科学家们在实验室人工创造的最新的超重元素[5]。按照国际纯粹与应用化学联合会要求，杜布纳联合核研究所需要再次合成它，才能正式批准将这种元素加入元素周期表。2012 年，该科研小组再一次成功地合成出了117 号元素，为加入元素周期表做好了准备[6]。2014年5 月2 日，德国的亥姆霍兹重离子研究中心利用新实验又一次成功地证实117 号元素的确存在，欧洲、美国、印度、澳大利亚和日本等多国研究人员也参与了，他们在粒子加速器中，用钙离子轰击放射性元素锫，成功合成了117 号元素。但是，117号元素很快又衰变成115 号元素和113号元素。这也为该超重元素正式加入元素周期表提供了更有利的证据[7]。

关于114号元素和116号元素的命名，依照 IUPAC 已确定的元素命名程序[8]及其传统，由114号和116号元素的发现者杜布纳原子核联合研究所和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室来建议其命名。杜布纳原子核联合研究所提出114号元素的名称为flerovium，符号为Fl。此建议是为了向合成超重元素的杜布纳原子核联合研究所弗廖罗夫核反应实验室致敬。116号元素的建议名称为livermorium，符号为Lv。这项提议是为了向劳伦斯·利弗莫尔国家实验室致敬。2012 年 5 月 23 日，IUPAC 官方正式公布114 号元素的英文名称为flerovium，符号为Fl；116 号元素的英文名称为livermorium，符号为Lv。根据2007年全国科学技术名词审定委员制定的《化学元素中文定名规范原则》，114号、116号元素的中文名字为“鈇”、“鉝”[9]。

2015年12月30日，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）宣布俄罗斯和美国的研究团队已获得充分的证据，证明其发现了115、117和118号元素[10]。

管理元素命名的国际组织于2016年6月8日公布了4种新元素的名称提案，其中3种以发现者所在国家或地区命名，分别为日本、俄罗斯首都莫斯科和美国田纳西州；1种以一名俄罗斯科学家命名。国际纯粹与应用化学联合会说，日本理化学研究所提议把其合成的第113号元素命名为nihonium，符号为Nh。这一名称由日本国名的日语发音nihon和后缀ium组成。113号元素是首次由亚洲国家发现的元素。115号和117号元素名称由俄罗斯和美国研究团队联合提出，分别为moscovium和tennessine，符号为Mc和Ts。moscovium由莫斯科的英文moscow加后缀ium组成；tennessine为田纳西州的英文Tennessee和后缀ine。118号元素名为Oganesson，符号是Og。这一名称也由俄美研究团队共同提出，以致敬俄罗斯知名物理学家尤里·奥加涅相。这些新元素的名称将公示至2016年11月8日，最终由国际纯粹与应用化学联合会正式批准[11]。

二、元素周期表未来走向

门捷列夫发现周期律以来，时至今日，已140余年。通过众多科学工作者的不断努力，无论在深度或广度上，元素周期表所显示的内容及其变化规律，已被越来越多的人熟悉和掌握，成為人们进行社会生产、科学研究的重要工具。2006年，随着118号元素的发现，“元素周期表未来什么样”这个问题又摆在我们面前等待探讨。

到今天为止，元素周期表中所有前7个周期的元素要么已经在自然界中被发现，要么在实验室中用人工方法合成出来了。要想发现新元素，必须在第8个周期中寻找。

20世纪60年代起，根据核结构壳层模型和核稳定性理论，科学家认为，那些具有特定结构的核，如原子序数为114、126或184的核都会特别稳定，寿命很长，围绕它可能存在许多个超重核组成的“稳定岛”。1999年初发现的114号新元素，其半衰期长达60秒以上，远大于它的邻居们。这一发现大大增强了人们对于超重岛存在的信心。如果稳定岛的确存在，很可能元素周期表会一直延续下去。不过，在稳定岛之外的大多数第8个或者更高周期的超重元素，可能由于衰变时间太短，从而无法在实验室中被检测到。如果是这样，那么元素周期表上很可能存在大量空白。

目前德国亥姆霍兹重离子研究中心和俄罗斯杜布纳联合原子核研究所正在尝试合成第8周期的119号元素和120号元素[12]。如果这个尝试能成功，那么第8个周期的其他元素，包括位于超重岛中的第184号元素很可能也会被制造出来，这将大大扩充现有的元素周期表。如此一来，元素周期表还远没有到尽头。

三、元素周期表最新发展与中学化学结合

初中阶段对元素周期表的要求不高，只是能够根据元素序数找到在周期表中的位置，并且教材中附带的周期表也只缺第117号元素。此时老师只需告诉学生第117号元素已被人工合成出来并非空缺。

在高中阶段，教科书后面附带的周期表第7周期空缺较多，且元素名字也未更新，老师就要给学生补充更多的元素周期表的進展。高中学生此时对化学已有较多的认识，可能对“元素周期表会一直发展下去吗”等这一类的问题，老师也要未雨绸缪，提前了解这方面的知识。

四、小结

教材是老师教学和学生学习时的参考书，更新速度较慢。因此老师在教学中也要关注化学发展动向，将元素周期表的最新发展状况分享给学生，不仅开阔了学生的视野，而且有助于提升学生的科学素养。

参考文献：

[1]人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书 化学（上册）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[2]王磊.普通高中课程标准实验教科书 化学2（必修）[M]。北京：山东科学技术出版社，2004

[3]中华人民共和国教育部制定.全日制义务教育化学课程标准（实验稿）[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

[4]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：北京师范大学出版社，2003.

[5]陈寅，姚子鹏.20世纪30年代后化学元素发现和合成的介绍[J].化学教育2015（3）95.

[6]周书华.登陆稳定的[J].物理2015（8）531.

[7]元素周期表或迎来新成员[期刊论文]-发明与创新·大科技 2014（6）

[8]Koppenol W H.Naming of New Elements[J].Pure ApplChem，2002，74（5） ： 787-791.

[9]才磊.114号、116号元素的中文命名探讨[J].中国科技术语2013（2）：43.

[10]黄晋一.美媒：元素周期表将添四位新成员[EB/OL].参考消息网2016，1，2[2016.1.3]http：//www.cankaoxiaoxi.com/science/20160102/1043627.shtml

[11]惠晓霜：4种新元素名称提案揭晓[EB/OL].新华网.2016，6，10[2016.7.1]http：//news.xinhuanet.com/world/2016-06/10/c_129049659.htm

[12]肖能超元素周期表会结束吗[J]-少年科学 2014（33）.

作者简介：

詹利平（1992—），女，汉族，河南邓州人，河南师范大学化学化工学院2015级硕士研究生，研究方向：中学化学教学。