2012年10月24日，“第116号和第114号新元素命名典礼”在俄罗斯科学院中央大楼金色礼堂举行。两个新元素终于在化学元素周期表里安家落户。
见证
国际化学界为新元素举行命名典礼
2012年10月24日，“第116号和第114号新元素命名典礼”在俄罗斯科学院中央大楼金色礼堂举行。出席典礼的嘉宾，是200多位来自世界各地的科学家和政界人士。其中包括：新元素的“父母”——俄罗斯弗雷洛夫核反应实验室和美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家，新元素诞生地俄罗斯莫斯科市的代表。新元素命名地美国劳伦斯利弗莫尔市的代表，俄罗斯科学院的代表，俄罗斯联邦政府教育与科学部官员，美国利弗莫尔市市长，以及波兰、南非等国驻俄罗斯的大使。
在科学家、官员以及媒体等各界人士的见证下，114号和116号元素“兄弟”俩终于迎来了它们的正式命名典礼。化学元素命名权威机构——国际理论与应用化学联合会（简称IUPAC）主席巽和行宣布：俄罗斯和美国的两个实验室经过长期合作，共同合成出第116号和第114号两种新化学元素。根据新化学元素命名惯例。决定将第114号元素命名为Flerovium，其化学符号为FI，以纪念俄罗斯弗雷洛夫核反应实验室（the Flerov Laboratory of Nuclear Reactions）和前苏联原子物理学家格奥尔基-弗雷洛夫；将第116号元素命名为Livermorium，其化学符号为Lv，以纪念美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（the Lawrence Livermore National Laboratory）和该实验室所在的利弗莫尔市。巽和行的话语刚落。会场掌声四起。两个新元素终于在化学元素周期表里安家落户。
为新元素举办“命名典礼”。是国际化学界的传统和盛事。这一活动起源于欧洲为新生儿举办“命名礼”的习俗。上一次为新元素举办命名典礼是在2010年，在112号新元素鎶的诞生地德国达姆施塔特重离子研究中心举行的。不过。此次在元素周期表创建人门捷列夫的故乡，为元素周期表上的两个新成员举办如此隆重的命名典礼，过程和创意本身就是一个让科学变得兴味盎然的乐事。这场隆重命名典礼的举行。也意味着科学界关于116号和114号两个新元素的质疑和争议尘埃落定。
每一个新元素的合成都不是一帆风顺的，所发现的新核素的衰变性质和半衰期需要大量的物理和化学实验验证。才能够被人们所认可。到目前为止。元素周期表已经扩展到118号元素，其中有27种元素是由人工在实验室合成的。人们通常把元素周期表中104号元素及以后的元素称为超重元素。
114号和116号超重元素正式拥有了自己的英语名字，也是标准名称。至于它们的中国名字被命名成什么，不在国际理论与应用化学联合会的权限范围之内。这个决定权在中国科学机构的手中。
预见元素周期表为新元素留有“房间”
化学元素周期表由俄国化学家门捷列夫于1869年创造，用以展现当时已知63种化学元素特性的周期性。元素周期表好比一栋大楼，每个“房间”住着一种元素。每种元素都有编号，大小恰好等于该元素原子核内的质子的数量。即等于该元素的原子序数。化学元素周期表的“房间”的分配。就是根据原子序数从小至大排序。门捷列夫发现，元素的性质随着原子量的增加呈周期性的变化，但又不是简单的重复。他根据这个规律在周期表上留下空格，并大胆地预测：“属于这些空位的元素将来一定会被发现。”
最初，化学家们认为自然界存在92种天然元素。1942年。后来大名鼎鼎的92号元素铀被发现，周期表似乎走到了终点。曾经在很长的一个时间里。科学家没有再发现一个新元素，元素周期表在92号元素铀那里就停住了。这是不是元素周期表的终点？能不能用人工方法合成超铀元素？这成了引人注目的有争论的问题。可随后。人们又一鼓作气地找出了13种新元素。有人断言，105号元素就是“真正的尽头”，因为随着核电荷的增大。质子间的排斥力也将远超过核力。会导致衰变的发生。不过。这个“断言”没能维持几年，106至109号元素又陆续被合成。
科学家寻找新元素的热情。不亚于探险家寻找宝藏的热情。随着时间的推移。越来越多的元素被科学家合成了出来。当然，也有一点小小的麻烦：元素的原子序数越大。它的半衰期就越短。例如。第93号元素镎的一种同位素的半衰期可以长达2.2×109年，然而108号元素的半衰期竟然只有毫秒级。这意味着，它们衰变得实在太快了。按照这个趋势发展下去。元素周期表很可能走到尽头。
自1999年以来。有若干研究小组先后宣称成功制得114号和116号元素。但是。只有来自俄罗斯弗雷洛夫核反应实验室和美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的联合研究小组的实验结果获得了业界的认可。
俄罗斯弗雷洛夫核反应实验室是以前苏联原子物理学家格奥尔基·弗雷洛夫命名的“实验室，隶属于杜布纳联合原子核研究所。该研究所在合成新元素领域居于世界领先地位，除了114号和116号外，还合成了113号、115号、117号、118号元素，但均尚未获国际理论与应用化学联合会的官方认定。也没有名字。如今。第114号和116号元素，终于正式入驻化学元素周期表为它们预留的“房间”。
撞击俄美科学家合成两种新元素
科学家们通常采用这样的办法合成新元素：经过分析计算“选出”两个相对较“轻”的元素，让它们的原子核相互高速碰撞。在这个过程中。有些就被撞得粉碎了，但也会有部分原子核由于相互撞击而“融合”到一起，“合成”为一个新的核。这正是我们所要的结果：一个新元素的诞生。
合成新元素的原理说起来简单，然而要真正实现并不容易。困难首先在于。每次碰撞实验真正能产生“融合”的机会很微小。给探测工作带来极大困难。其次，因为这些超重元素半衰期太短，在指定的时间内得到这种新元素的数量非常少，也使得监测它们的仪器设备很难发挥作用。第三。要有先进的监测手段。要监测得到，首先是要求仪器灵敏度高、响应时间特别快。同时，实验数据要能用于证明这肯定就是新元素周期表中那个期望中的“居民”。第四，还必须能重复地得到相同结果。等到新元素的发现的确被他人的实验重复，相关机构才承认它真实存在，才能命名。
现在公认发现了116号元素的实验是在1999年6月进行的。弗雷洛夫核反应实验室重复进行了使用锔244的反应。产生了两个116号元素，并以9.82兆电子伏特能量进行α衰变。半衰期为2.6秒。而2002年12月进一步的实验。最终正确地认定为116号元素。2009年1月，116号元素的发现在劳伦斯伯克利国家实验室得到证实。接着在2009年7月，德国重离子研究所证实了116号元素的发现。2010年12月，劳伦斯伯克利国家实验室的团队公布发现了116号元素。
116号元素生成之后。几乎立刻衰变成第114号元素，并释放出含2个质子、2个中子的粒子。而114号元素又会进一步衰变成更轻的元素。当然。114号元素也可直接通过钙原子核轰击94号元素钚而制得。
第114号和116号元素的原子量分别为289和292。它们现在是元素周期表中最重的元素，取代了以前的“霸主”——原子量为285的第112号元素鎶。这些人工合成的超重元素极不稳定，存在时间最多只有几秒钟。合成后很快就会分解成其他更轻的元素。因此观察和确认都非常困难。114号元素的寿命仅有半秒钟，很快就会衰变为112号元素鎶。116号元素的寿命更是仅仅几毫秒，会衰变为114号元素，并释放出含2个质子、2个中子。
风波俄美科学家为新元素的命名发生争议
最先合成或发现元素的实验室。对其命名往往有建议权。第114号和116号元素的身份于2011年6月获得国际理论与应用化学联合会、国际理论物理与应用物理联合会（IUPAP）的官方认可，当时按照国际理论与应用化学联合会元素系统命名法暂时称为ununquadium、ununhexium。
不过，由于合成超重元素的重大科学意义。竞争也异常激烈。据报道。弗雷洛夫核反应实验室所属的俄罗斯杜布纳联合原子核研究所最初提出。以弗雷洛夫的姓氏命名114号新元素。以新元素的诞生地莫斯科市之名命名116号新元素。但这种企图包揽命名权的做法遭到了美国合作方的抵制。为表达不满，美方提出了“达芬奇”、“伽利略”以及“利弗莫尔市”作为备选。
双方最终在2011年12月达成了妥协，同意将114号新元素根据俄方建议命名为“Flerovium”。将116号新元素根据美方意见命名为“livermorium”。国际理论与应用化学联合会2012年5月31日依照双方意见，正式同意了对两个新元素的命名。
实际上，命名过程本身相对来讲很简单。命名所遵循的原则也不复杂：只要该名字之前没有用过。并且名字和符号足够清楚明确，不要太离谱儿就行。在经过科学家的建议。并将建议的名字在网站上公示5个月之后。国际理论与应用化学联合会就可以拍板决定了。
相比元素命名，评价的过程却很困难。国际理论与应用化学联合会和国际理论物理与应用物理联合会组成6人联合专家小组。需要对实验的各个方面进行反复验证：实验能否重复、结论是否正确。他们对114号和116号元素的验证，从一开始。到2012年10月24日命名仪式，中间持续了4年多的时间。
展望谁将是元素周期表的新“住户”
在116号元素和114号元素命名典礼结束之后，国际理论与应用化学联合会主席巽和行对记者表示：“目前，我们已经组建了联合工作组，优先工作方向是进一步开展第113、115、117和118号元素的评估工作。这些新元素也由弗雷洛夫核反应实验室合成。和114号和116号一样。它们都是超重元素，极其不稳定，难以捕捉，对它们进行实验都很困难，目前还停留在理论求证阶段。我们只能等待，但我们也不知道到底要等多长时间。也许是6个月。也许要两年。”
116号元素的“最重元素”的霸主地位能保持多久。还要看117号和118号什么时候能够得以确认。其实，更重的119号，乃至后面的元素都有被发现的可能，只是需要重新开始数以百万计次的实验，才能找到新的元素。
在此之前的2010年4月7日，一条关于俄美科学家首次合成第117号元素的重磅科技新闻瞬间传遍全球。该项科研成果不仅填补了第116号和118号元素之间缺失的“一环”。也为预测超重元素“稳定岛”的存在提供了实验证据。
以俄罗斯雷洛夫核反应实验室尤里-奥加涅相为学术带头人的国际科研小组，使用粒子回旋加速器，用由20个质子和28个中子组成的钙48原子，轰击含有97个质子和152个中子的锫249原子，生成了6个拥有117个质子的新原子，其中的5个原子有176个中子，另一个原子有177个中子。
2009年8月20日上午9时30分，y-400回旋加速器的探测器发现了首个117号元素的原子核。科学家们在整个实验过程中共记录了新元素6个连续的衰变链。共获得两种拥有117个质子的同位素，其中一种有176个中子，而另一种有177个中子。两种新元素的同位素在2009年获得后并没有立即对外公布。科学家对获得的实验成果进行了大量的分析和证明，直到2012年4月7日公布了117号新元素诞生的消息。
目前的元素周期表中有7个周期。并以118号元素终结。118号元素曾经被视为元素周期表的尽头。俄美科学家已经发现118号元素了。还存在下一个元素119吗？如果有更高原子序数的元素被发现。那周期表里自然就要开出新的一行——第八行（第八周期），119号元素就是这一新行的“排头兵”！先不说它的性质。这本身就意味着，跟在后面一定还有更多新的“房间”。它们各自的“居民”有待被发现。所以，119这个位置很特别，如果真的成功发现它的“主人”，那我们对身边的物质世界的认识将继续被推进一大步。
意义大自然的奥秘将进一步被揭开
用了这么多年时间，耗费这么多的人财物力，花了这么多心思，担负这么大的危险，去寻找新元素。对我们有什么意义呢？
科学家们坦言，目前还没有发现合成新元素具有什么具体的实用价值。不过。寻找新元素，对帮助人类更深入了解“我们周围这个物质世界究竟是怎样生成的”这个问题有非常大的意义。因为，探索、发现新元素是人类在不断探索自然界奥秘的过程的一部分。也是人类对自然界奥秘的认识在不断深化的过程。它们的发现至少让我们知道。这个世界上还有很多物质是我们人类没有发现的。虽然这些都是合成的元素，但既然存在，就代表有，也许不久的将来我们发现了这样的物质，那么至少到那时我们心里已经对这种物质有了一个初步的认识。毫无疑问，合成这些超重元素的意义。在于人类对物质世界的认识更加深入了。大自然的奥秘将进一步被揭开，我们又成功地扩展了物理世界的认知边界。
通过对超重元素的化学性质进行研究。既可以检验相对论效应对超重元素的物理化学性质到底有多大的影响。也可以了解它们的物理化学性质是否与现有的元素周期表变化规律相同。在化学方面确定该元素的质子数，从而确定其在元素周期表中的位置。
尤其是对超重元素进行合成方面的研究，有助于探索原子核质量存在的极限，最终确定化学元素周期表的边界。同时也是对原子核壳模型理论正确与否的实际检验。因此。超重元素合成的实验和理论研究，已经成为当代核物理的前沿领域。
（作者单位：安徽淮南联合大学）
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