除了夾在第四十二號元素鉬和第四十四號元素釕之間的未知的第四十三號元素令化學家和礦物學家們心馳神往之外,元素週期表上還有很多空白,等待着他們去填充去發現。
且不說在第九十二號元素鈾之後的超鈾號元素,人們同樣很好奇,在從鈾往前面數七個元素,在第八十五號空白的那個元素應該是什麼。
第八十五號元素,在元素週期表上屬於ⅦA族元素,全都排在〇族元素的前一列。
就像〇族元素的別稱稀有氣體一樣,ⅦA族這一族的元素同樣也有一個別稱,叫做鹵族元素。
第八十五號元素空白位置的正上方,是四種人類已經發現的鹵族元素,分別是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)。
第八十五號元素的前一位,第八十四號元素,是陳慕武的準丈母孃居里夫人,和她的丈夫居里先生在1898年發現的釙(Po)。
而第八十五號元素的後一位,第八十六號元素,從1899年陳慕武的老師,盧瑟福發現釷蒸汽開始,到1908年拉姆塞確認這是一種新元素,同時也是第六種稀有氣體氡(Rn)。
所以在元素週期表上,不管是第八十五號元素的前後還是上面,三個位置都有元素出現,只有第八十五號元素這裡還是一處空白。
雖然已經得知了第六種〇族元素仍然是氣體非金屬,可是化學家們仍然不能確定,這第五種鹵族元素,到底是不是金屬。
——除非誰能夠找到它究竟是什麼元素,那麼是與不是金屬元素一切就不言自明瞭。
陳慕武請弗雷德裡克去烏普薩拉大學,尋找能夠產生阿爾法粒子的天然放射源,還有排在元素週期表第八十三號位置上的元素金屬鉍,就是爲了能夠發現神秘的第八十五號元素。
而陳慕武之所以不用質子去轟擊地八十四號元素,不是因爲釙具有放射性,而是因爲釙太貴了,烏普薩拉大學那邊不一定會借給他們,也或者說他們根本就沒有?
幸好這世界上還存在着包含有兩個質子的阿爾法粒子,所以利用阿爾法粒子去轟擊第八十三號元素,也能找到他們想要的第八十五號元素。
Bi+α→X(At)+2n;
Bi+α→X(At)+3n;
Bi+α→X(At)+4n。
陳慕武覺得,把這第八十五號元素作爲人類歷史上第一種人工合成的元素也很不錯。
唯一的缺點就是,這個新元素不能被命名成爲“中囯鹵素”,因爲中囯的詞源China,加上鹵族元素的後綴-ine,兩者結合到一起就會變成Chine。
Chine這個單詞在法文當中的意思仍然是中囯,會造成混淆。
但這難不倒陳慕武,因爲發現一種新元素,除了用自己所屬的國家命名之外,還可以利用大學或者研究所的名字來命名。
當然,陳慕武肯定不會用古斯塔夫(Gustaf)來命名其爲(Gustafine),也不會用劍橋大學(Cambridge)來命名其爲磡(Cambridgine)。
陳慕武只打算在兩個想出來的名稱當中做選擇,一個是以卡文迪許實驗室(Cavendish)來命名其爲(石卡)(Cavendishine),或者是以交通部鄌山大學來命名其爲磄(Tangshine)。
其實如果這個第八十五號元素能夠被早發現幾年的話,陳慕武還有他的第三種選擇。
那就是以中囯的首都邶京,將其命名爲邶京鹵素(石北)(Beijine)。
很可惜時間上來不及了一點兒,馬上中囯新的遖京政府,就把首都從邶京遷往遖京了,而邶京也會隨之改名成爲邶平。
所以陳慕武到最後斷然排除了這種用國家首都來命名新元素的選擇,他完全不想用這個新元素的名字,向國內那個新成立的政府,作爲一種政治獻禮。
他可不想沾染一身腥。
雖然陳慕武已經把新元素的名字都想好了,可是如果不在第一時間發現這種新元素的話,那麼就會自動喪失對其命名的權利,想再多的名字也沒什麼用。
想到這裡,陳慕武的心中充滿了鬥志。
他在這個實驗室中拍了拍手,對着五人實驗小組裡面的其他四個人說道:“大家,我們一起加油努力,現在既然迴旋加速器已經徹底建成,我們有必要趕快在這上面取得一個突出的成果,讓全世界的物理學家們意識到,這臺花了大價錢才製造出來的迴旋加速器,並不是一個銀樣鑞槍頭,而是真的能取得許多研究成果的。”
趙忠堯和考克羅夫特因爲早就在劍橋大學的卡文迪許實驗室裡跟着陳慕武做了好幾年實驗,完全不懷疑陳慕武說出來的這番話。
弗雷德裡克也在旁邊跟着點了點頭,他倒是想看看陳慕武讓自己再次跑到烏普薩拉大學,進來了能夠產生阿爾法粒子的天然放射源,和一種平時在物理學實驗當中根本就不會使用的金屬元素鉍,究竟是爲什麼。
這些人中,只有名義上和陳慕武關係最近的伊蕾娜,對陳慕武的質疑最大。
自己這個準妹夫在物理學研究上是個天才不假,看他的樣子也是輕輕鬆鬆。
可是他怎麼就能一定保證,利用迴旋加速器準能取得新成果呢?
而且其餘的三個人也是,他們怎麼就會毫不懷疑的認爲陳慕武一定能夠做到這一點呢?
陳慕武看出來了自己未來老婆的姐姐對自己的懷疑,所以他決定在做實驗之前,先和小組內的其餘四個人講明白,今天要做什麼事情。
他清了清嗓子,開口說道:
“諸位,諸位!
“偉大的俄國化學家門捷列夫,在他所製作出來的元素週期表中,就已經預言了在碘之下還有一種類碘元素的存在。
“後來那個在一戰戰場上陣亡的英國科學家莫塞萊,又確定了這種類點元素的原子序數應該是八十五。
“自從門捷列夫之後,世界上的化學家們便一直在尋找這種類碘元素。
“而他們尋找元素的依據,完全是根據門捷列夫先生的判斷,認爲類碘元素是一種鹵族元素,而鹵族元素又全都是成鹽的元素,所以一直以來大家都嘗試在各種鹽類當中來尋找第八十五號類碘元素的蹤跡。“我記得在前年,也就是1925年的夏天,英國皇家學會有一位化學家叫菲裡恩德,他特地選在炎炎夏日,去了中東的那個死海,想要在這個世界上最有名的鹽水湖所析出的鹽分當中,尋找這種類碘元素。
“可是他做了充足的化學分析和光譜分析,都沒能發現這種類碘元素的一絲一毫。
“第八十五號元素前有釙,後有氡,舉一個不太恰當的比喻,按照微積分裡面的夾逼定則,這種類碘元素是必定存在的,只是人們還沒能在自然界當中發現而已。”
陳慕武講的這個笑話,讓在場的幾個人都忍不住笑了出來。
他們誰也沒想到數學上的一個公式,居然還能運用到化學元素當中來。
陳慕武繼續說道:“在自然界當中很難發現,不代表在實驗室裡面不能把它人爲的製造出來。
“所以我才請弗雷德裡克去烏普薩拉大學,借了我所需要的兩種東西。
“而我們在王子學院,剛好研製出了這臺世界上最先進的能夠加速粒子的迴旋加速器。
“既然在劍橋大學的卡文迪許實驗室,我都可以用那臺靜電式的粒子加速器完成由氫原子和氘原子聚變而成的氦-3原子。
“那麼我們現在在斯德哥爾摩,是不是可以利用迴旋加速器,把阿爾法粒子和鉍-209聚變到一起呢?”
陳慕武講出來了,他接下來要進行的這個實驗的大概思路。
聽完陳慕武的這番話,可是把前往烏普薩拉大學借藥品的弗雷德裡克給嚇了一跳。
他一開始以爲陳慕武要鉍和阿爾法粒子,是因爲鉍元素是原子序數最大的一種非放射性元素。
在它之後的釙、氡、鈁、鐳、錒、釷、鏷和鈾,都是不穩定的放射性元素,其中還有一種氣體。
這些隨時都可能隨便成爲其他元素的不穩定的放射性元素,是絕對不能裝在迴旋加速器的靶子上的。
要不然很可能會對實驗的產物進行污染,使其中摻入一些雜質,不能很好的檢驗經過轟擊之後的產物究竟是什麼。
弗雷德裡克還以爲陳慕武要用阿爾法粒子轟擊鉍元素,從而嘗試看能否從這個原子序數最大的非放射性金屬元素當中,打出來卡文迪去實驗室一直都在追求的那種原子核當中的電中性粒子。
沒想到陳慕武的想法竟然比他的要生猛的多,他不是要打出來電中性粒子,而是想利用加速阿爾法粒子轟擊的方式,把鉍元素變成另一種原子序數更大的元素。
如果陳慕武的這種想法放到中世紀,那妥妥的就是那些術士們夢寐以求的鍊金術。
他如果真的能把第八十三號元素鉍變成第八十五號元素類碘,是不是也就能把第二十六號元素鐵,變成第七十九號元素金,源源不斷地創造價值了?
但其實弗雷德裡克的想法也不能說完全錯誤,如果他能看見在陳慕武大腦當中想出來的那個核反應方程式的話,就能看在阿爾法粒子轟擊鉍元素的產物類碘元素的後面,還跟着兩個或者三個或者四個電荷量爲零,相對原子質量爲一的新粒子。
如果陳慕武想的話,他其實只需要在迴旋加速器的靶子後面,再多放上一塊兒富含有氫原子的石蠟晶體,就能從被轟擊出來的質子當中,反推出反應產物中有電中性粒子的存在。
只是主角覺得他合成新元素就合成新元素,現在讓中子問世,還不太是時候。
交代完實驗目的,還有設想當中可能會出現的結果以後,接下來就是最重要的一步,也就是做實驗,把主角的想法轉變成爲現實。
除了主角以外,在場的剩下四個人經過一番打雞血般的激勵之後,都鉚足了幹勁兒。
如果真像主角所說的那樣,他們利用經過迴旋加速器加速過的阿爾法粒子,轟擊鉍元素之後獲得了一種新的元素類碘,那麼這在化學史上,絕對也是濃墨重彩的一筆。
鉍是一種比較穩定的金屬,它只會在相對溼度較高的空氣裡面,進行緩慢氧化。
所以在王子學院裡,大家不需要把這塊從烏普薩拉大學借來的鉍進行還原反應,只需要打磨掉覆蓋的樣品表面上的一層氧化層即可。
反正迴旋加速器裡面是高真空度狀態,基本上不會讓打磨乾淨的金屬鉍發生氧化反應。
已經確定了實驗要做什麼,五人小組很快就恢復到了此前的忙碌狀態。
伊蕾娜和弗雷德裡克兩個人去打磨金屬鉍,主角和趙忠堯還有考克羅夫特一起把之前安裝在迴旋加速器中間部分的質子源拆掉,換上了弗雷德裡克從烏普薩拉大學借來的放射性粒子源。
主角絲毫不擔心實驗不會取得成功,但他仍然在擔心另外一件事情。
在場的這五個人裡面,雖然目前都在從事一項發現新化學元素的研究,可他們無一不是物理學科班出身。
主角現在只擔心一件事,那就是就算他們確實通過轟擊,聚變生成了這個第八十五號元素X。
可是應該如何才能確認,大家發現的是這種新元素呢?
中學覺得,是不是應該找一位專門的化學家過來,替大家做一次檢驗?
至於說通過郵寄或者真人攜帶的方式,把實驗生成的產物寄到或者帶回英國去,找卡文迪許實驗室裡的阿斯頓教授,或者是去找老師盧瑟福之前的一個得力助手弗雷德裡克·索迪,這都是不太可能的事情。
因爲產生的這種第八十五號元素類碘,其各種同位素當中半衰期最長的一種,也不會超過十個小時。
如果把類碘-211帶回到英國,估計送到化學家手上的時候,早就已經變成了鉍-207,或者是鉛-207。
X→α+Bi;
X+e→Po→α+Pb。