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最新版本: BOB综合·体育-官方APP下载V1.23.16
文件格式: apk
应用分类: 手机网游
使用语言: 中文
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BOB综合·体育-官方APP下载应用介绍

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　　不久前，一个多国联研究小组首次观测到氧28，它是有史以来最重的氧位素(含有8个质子和20个中子)。它的发现之所以这么重要，是因为按照理预测，氧28极可能是稳定的，但实际上它只存在非短暂的时间，就迅速衰变解了。这意味着，人们之对于原子模型的假设和规的认知存在一定偏差。同，也为进一步了解元素及同位素的形成、原子结构型、强弱相互作用等重大🛒本问题提供了新的思路和-战，有可能会引发相关领的理论革新。　　发现原核里的微观世界，分析物的基本组成　　关于物质🧤基本组成问题，早在数千前古人就开始思考。比如希腊的四根说(四元素说)、中国古代的阴阳五行学,，都是人们对于世界本质知的代表理论。公元前5世纪的古希腊学者德谟克里认为，任何事物都是由一不可再分的微粒，也就是子所构成的。《墨子·经🧥》中“非半弗斫，则不动说在端”也指出，物质不💾分割到无法再分时的物质✖️作“端”。这些都是原子论的雏形，直到2000多年后的20世纪初，人们才搞清楚原子的结构。　　们对原子的认识伴随着对素的研究不断发展。18世纪末，卡文迪许、舍勒、🤺里斯特利、拉瓦锡相继发,,并完善氧和氢元素的性质19世纪成为元素研究的高峰期，一个又一个元素的🦴现让人们进一步认识物质组成，并开始总结一些规🙆。　　1803年，英国科学家道尔顿提出了物质(元素)都是由不可分的微粒——原子构成的，每种元素⏭️原子都有自己特殊的质量🧟—原子量。1869年，俄国科学家门捷列夫基于元质量与其化学性质的周期变化提出了大名鼎鼎的元周期表，十分准确地预测一些未知元素的性质。直此时，人们都还是相信，子是不可再分的粒子。　💑直到1897年，英国科学家汤姆生通过测定阴极射🐒在电磁场下的运动速度和👩🏽‍🤝‍👨🏾转角度，计算出这种带负📎的阴极射线粒子质量仅为👨🏾‍🤝‍👨🏽元素的约两千分之一，这📑是我们现在熟知的电子。原子更小的电子对原子不再分理论提出了挑战，汤🚣‍♀️生据此提出了带正电的原表面镶嵌着电子的“葡萄布丁”模型。1911年，汤姆生的学生卢瑟福做了💆个著名的α粒子散射实验用带正电荷的α粒子(即氦4原子核)轰击金箔，发现大部分α粒子直接穿透了🧹箔，同时有极少部分的氦子被大角度散射甚至反射回来。卢瑟福由此推断原内部结构并不是均匀分布而是集中在一个非常小的围内，提出了电子绕着带🈴电的原子核运动的“行星构”模型。　　1919年，卢瑟福继续用α粒子轰氮气。过程中，他发现氮放出一种与氢原子核质量📞电荷一致的粒子，将其命为质子。从而证明了原子🥝可以再分，这是历史上第次人工核反应。不过，从子核的电荷推测出的质子🧎与大部分原子的质量却对🙅‍♀️上——大部分原子的质量比其中的质子加电子重很🉑。与此同时，还发现一些有相同质子数的原子却具不同的质量，因此卢瑟福测原子核内部还有一种不电的中性粒子。1932年，卢瑟福的学生查德威克α粒子轰击铍，产生了一不带电的射线，再用此射轰击氢气、氮气，结果打了氢核和氮核，通过测定打出氢核和氮核的速度，现这种未知射线的质量和子接近，确证了中子的存-。至此，由质子、中子、子组成的经典原子结构模建立起来，卢瑟福也被誉🙀“核物理之父”。　　找同位素，探索善变的元素📫界　　在研究原子内部结的过程时，科学家们也观到了一些放射性元素衰变现象和规律，卢瑟福和英👢化学家索迪在研究钍、镭锕等放射性元素后，于1903年提出了元素嬗变理论：放射性属于原子自身变🍀，放射出α、β、γ射线，变成另一种原子，直至定为止。其中α射线正是瑟福在发现原子核和质子️⃣中子实验中使用的氦离子(α粒子)，β射线是电子，γ射线是光子。这一时期铀、钍等放射性元素中不🤪分离出一个个“新”放射📠元素，多到元素周期表中有足够的空位放进这些“”元素，然而这些元素中👬🏻有不少元素化学性质却是’致的。因此在整理这些数后，索迪于1910年提出了著名的同位素假说：存着不同原子量和放射性而🔼他物理化学性质相同的化元素变种，应在元素周期上占据同一个格子。　　🖋️后不久，人们就分别从铀238和钍232得到铅206和铅208。1912年，汤姆生为了深入研究电🙈，改进了带有电场和磁场仪器，让氖原子核通过仪🏩，结果检测板上出现了两轨迹。他将氖气反复提纯结果依旧，说明存在两种💑子量的氖。这是稳定同位存在的第一个实验证据，⤵️台分离氖同位素的仪器就第一台质谱仪。后来他的生阿斯顿改进了质谱仪的度，进一步检测到氖确实👛有两种原子质量的同位素☯️20和氖22，此后陆续从其他71种元素中发现了200多种同位素。由于分辨率更高，阿斯顿借助质谱得到了各个同位素的比例如氖20∶氖22约9∶1，所以氖的原子量是20.2；氯元素的主要同位素是氯35和氯37，大致比例为3∶1，所以氯的原子量就是35.5。　　而随着中子的发现，原子内部的密终于被揭开。同位素就一种元素存在着质子数相而中子数不同的一系列原。由于质子数相同，所以位素的电荷和电子数都相，并具有相同的化学性质但由于中子数不同，同位🏺的原子质量也就不同，原核的稳定性(放射性)也有所不同。迄今发现的118种元素中，稳定同位素近300种，只有20多种元素未发现稳定的同位素，而🌔射性同位素多达3000多种，所有的元素都有放射同位素。有意思的是，质数为偶数的元素比质子数奇数的元素有更多的稳定位素，通常不少于3个，而且大多数具有偶数个中子而质子数为奇数的元素，多只有2个稳定同位素，一般只有1个，而且也几乎是偶数个中子。此外，随着子数(原子序数)的增长，元素丰度急剧下降，这些律与原子核的内部结构和定性具有什么样的关联，🅰️为科学家们的下一个兴趣。　　幻数和稳定岛，具魔力的原子核　　为了合🔃地解释原子核内部的多核系统，伽莫夫最早提出了液滴模型”，把原子核描成一种由中子和质子组成密度极高且不可压缩的液。后来德国科学家魏茨泽🚄和贝特在此模型基础上发了半经验公式，来量化原核结合能。运用液滴模型很好地解释结合能、质量式以及原子核的裂变现象😇如果给予足够的额外能量球形的原子核可能会扭曲哑铃状，然后分裂成两个片并释放能量。但是，液模型却并不能解释原子核质的周期性变化现象。　液滴模型公式得到的结合与实验值之间存在一些偏🪔，尤其是当质子数或中子为2，8，20，28，50，82，126时，原子核具有特别大的结合能(稳定性)。观察到这些现象后，美国科学家梅耶提出了幻数”(MagicNumber)概念：当质子或中子数为幻数时，原子核比稳定；而当两者均为幻数，原子核因具有双倍的“力”而特别稳定。像我们🚓知的氦4(2个质子和2个中子)、氧16(8个质子和8个中子)、钙40(20个质子和20个中子)、铅208(82个质子和126个中子)，这几个天然稳定同位素都是这种双幻的原子核。　　为了解释数理论，梅耶和德国物理家简森在1949年各自独立地提出了原子核的“壳模型”：与原子核外的电,类似，原子核内部也有不能级的壳层；质子和中子🅾️不是随意排列的，而是从低能级开始填充壳层，填后就会形成一个闭壳层；有壳层都是闭壳层时，原’核具有特别的稳定性。不🥎看出，壳层模型更好地解了原子核性质的周期律和💟数的存在。一个很好的证就是钙48，它有20个质子和28个中子，属于双幻数原子核，虽然其中子数正常的钙40多了8个，具有放射性，但依然非常稳👩‍👧‍👦，半衰期超过60亿年！　　由此，我们也就应该明️⃣为何科学家们如此期待氧28的观测。氧28的原子核中有8个质子和20个中子，具备双幻数的条件，是可能稳定的原子核，虽然🎇验结果并非预测的那样，28在大约10-21秒内就衰变成了4个中子和1个氧24原子。值得一提的是，在本次观测氧28的实验中，富含中子的钙48就是最初始的炮弹，用它轰击🧧靶产生氟29后，再轰击液氢靶，使氟29丢掉一个质子，产生氧28。　　在壳层模型基础上，美国化学西博格在20世纪60年代末提出了“稳定岛假说”他将质子数和中子数作为标系的x、y轴，原子核稳定性作为z轴，可以观察到各个稳定同位素都大致处一条“稳定山脉”上，越近幻数的同位素越稳定；🏾一方面，当质子和中子数高时，同位素越不稳定，仍然有可能在114号、120号、126号元素附近存在一个“稳定岛”，对的中子数为184左右。遗憾的是，这几个预测可能定的同位素还没有合成观到，但是科学家们也在稳👨‍👧‍👧岛理论指引下合成了一批的元素，如元素周期表106号以后的元素，几乎都是这样发现的。　　对于幻和稳定岛理论，科学家们有一些新的发现。如117号同位素衰变的产物铹266显示出11小时的半衰期，对如此重元素的原子来是非常长的；它有103个质子和163个中子，暗示了尚未发现的可能幻数。有学者报道，6、14、16、30、32也可能是新的幻数。我国和其他国家-学家在2007年合作发现，108号元素[~符号~]270半衰期长达22秒，远超[~符号~]265(不到半毫秒)，间接验证了模型和理论预言的质子108和中子数162也可能是幻数。　　壳层模型🐟功预言了在双幻核附近的重核存在，但只能针对球🥑核，无法解释非球形原子的核子振动和转动等规律因此丹麦科学家小玻尔和特森在1953年提出了原子核的“集体模型”(也称统一模型)，综合考虑原子核中单粒子运动和集体运，结合了壳层模型和液滴型来解释两者都无法单独释的某些原子核的磁性和学性质。　　应用同位素造福人类　　科学家发现合成的各类同位素有3000多种，究竟有什么用途呢？我们知道，大多数在自🙉界中天然存在的元素都存一种或几种稳定的同位素👩‍👧‍👦这种在自然界无处不在的性使得同位素应用具有普性，在地质土壤、农业食、临床药物、生态环境等域有着广泛应用。　　首，元素的同位素丰度比常是固定的，但在自然界的种物理、化学、生物作用，又会在某一时期、某一👨‍🎤域产生小幅的波动，因此🔻定同位素保存着自然界一🌝的时空信息，对于研究特物质的溯源、转化具有重🍒价值。比如氧同位素就可提供关于古大气、古海洋🚡古生物和古气候等方面的📅息，通过测量海洋沉积物硫酸盐的氧17同位素，可以推断出过去大气中氧气量的变化。又如食品领域常常使用碳13、氮15等同位素差异，对有机蔬菜🚺水果、植物油、葡萄酒、👀啡等进行产地溯源或掺假定。　　其次，稳定同位氘、碳13、氮15、氧18等，可以作为示踪剂来标记化合物，配合质谱、核共振、光谱等分析手段，测定、追踪化合物中某个↘️多个特定原子是否参与反，从而定性、定量地了解应的机理、途径、位点等👨‍🌾在蛋白质定量组学、代谢究、环境分析、临床研究领域已经成为高效率、高敏度的标准方法。特别是医学领域，因为没有放射，稳定同位素示踪剂可以🏎️于包括孕妇、婴儿的任何👨🏾‍🤝‍👨🏻者，如PET诊断试剂、碳13-呼气法检测幽门螺杆菌等。　　稳定同位素的⛱️备一般可以从自然界中分得到，如广泛使用的重水可以从水中通过蒸馏、电或化学方式分离提取，进制备各类氘代试剂。氘代👠剂也是核磁共振检测使用溶剂，并可用于对OLED面板进行氘化处理，能显🎈提升器件亮度和寿命。此，与氘能发生核聚变反应氦3也是稳定同位素，因为聚变过程中不产生中子，以放射性小，有望成为清、安全、高效的核燃料。　所有的元素都有放射性🐕位素，相对于稳定同位素放射性同位素具有一定的衰期，通常可人工制备。于同位素的半衰期几乎是定的，因此可以用来定年🧚‍♂️比如地球的年龄就是根据石和陨石中的铀元素和其变产物铅元素进行测定的还有大家熟知的碳14断代，就是通过检测有机样本衰变剩余的碳14含量来确定样品的大致年代。　　🏴于放射性同位素的检测灵度极高，因此在石油化工👨‍👨‍👦水利水文、农业畜牧等领进行放射性示踪，来研究质的迁移、转化、残留，🧀最具优势的应用方向。还工业上不少探伤、监测设‼️，也是利用放射性同位素射线作为发射源监控的。外，利用放射性同位素进♎辐照，也广泛使用于食品菌消毒、农业育种增产、料加工、体外照射治疗等🌪️近年来，靶向抗体与放射核素结合生成的靶向治疗🈳药物成为新兴的癌症治疗略，北京大学刘志博团队于成纤维细胞活化蛋白开了一系列结合氟18、铋213、铅212等的核药物，展现了显著的肿瘤抑制-,-用，且毒副作用较低。　🚛当然，直到今天，我们对原子核内部的运行机制还↗️未彻底了解清楚，现有的物理和核化学理论模型还要完善。宇宙中元素如何化？原子核有没有极限？期律是否继续？答案也许在不远的未来。　　(光明日报作者：周江，系北京学化学与分子工程学院教)【编辑:田博群】

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