一系列涉及元素周期表最難理解的元素的復雜實驗顛覆了科學界的一些長久以來的信條。

佛羅里達州立大學的研究人員發現，量子力學的理論并不足以解釋元素周期表一些稀有重元素。相反，另一個著名的科學理論——愛因斯坦的相對論，能夠解釋元素周期表最后一些元素的性質。

該研究發表在《Journal of the American Chemical Society》雜志上。

量子力學本質上是能夠解釋分子的基本規則和完全解釋元素周期表上大部分的元素的化學性質。但是，佛羅里達州立大學化學教授homas Albrecht-Schmitt發現，這些規則就元素周期表那些不太知名的重元素而言會被愛因斯坦的相對論推翻。

homas Albrecht-Schmitt教授

“這就像是在另一個宇宙，因為這是你在日常元素看不到的化學”Albrecht-Schmitt說。

這項研究花了三年多完成，涉及元素周期表的元素锫，Bk。佛羅里達州立大學和總部在佛羅里達州立大學的國家高磁場實驗室24個研究者參與該實驗，Albrecht-Schmit制造的锫化合物表現出不尋常的化學性質。

他們沒有遵循量子力學的正常規則。

具體來說，锫原子周圍的電子沒有像較輕的元素如氧、鋅或銀那樣安排自己的組織方式。通常情況下，科學家們期望看到電子都面向同一個方向排列。就像鐵充當磁鐵一樣。

然而，這些簡單的規則不適用于元素锫及后面元素，因為有一些電子與科學家們預測的排列相反。

Albrecht-Schmitt和他的團隊意識到愛因斯坦的相對論實際上可以解釋他們在锫化合物所看到的。根據相對論，運動越快，質量越重。因為這些重原子的原子核是高度帶電的，電子接近光速運動。這使他們變得比正常重，適用于電子行為的典型規則開始打破。

Albrecht-Schmit說t當他和他的團隊開始觀察到該過程這是“令人興奮的”。

“當你看到這個有趣的現象，你開始問自己一些問題，像你怎么能讓這些現象更強或關閉它,”Albrecht-Schmitt說?！皫啄昵埃踔翛]有人認為你能夠制造出锫化合物。”

锫主要用來幫助科學家合成新元素，比如去年添加到元素周期表的117號元素Tennessine。但目前對該元素元素——或者元素周期表幾個臨近元素——能用來干什么或者的它的功能。

美國能源部給了Albrecht-Schmitt 13毫克锫，比用于研究的其他任何人多大約1000倍。為了進行這些實驗，他和他的團隊不得不加快進度。元素會在320天內減少一半，,這時它無法穩定進行實驗。

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內容來源：公眾號材料科學與工程