鐿
美國(guó)加利福尼亞的伯克萊市,俄羅斯的杜布納市和德國(guó)的達(dá)姆施塔特市都曾經(jīng)非常努力地工作,以期得到以自己名字命名的元素。實(shí)際上,它們中的每一個(gè)都必須在巨大的粒子加速器中從無(wú)到有地制備自己的元素。
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所有這3種元素——锫(97),钅杜(105)和鐽(110)(元素berkelium(锫)、dubnium(钅杜)、darmstadtium(鐽)是分別以發(fā)現(xiàn)它們的城市的名字Berskeley(伯克利)、Dubna(杜布納)、Darmstadt(達(dá)姆施塔特)命名的人造元素)都是壽命短得可憐的實(shí)驗(yàn)室稀珍,那么的確能讓人氣得咬牙切齒的是,竟有多達(dá)4種漂亮的,穩(wěn)定的元素是以瑞典的伊特比村(Ytterby)命名的,這些元素就發(fā)現(xiàn)在它的周?chē)?。釔?9)、鋱(65)、鉺(68)和鐿(元素Yttrium(釔)、terbium(鋱)、erbium(鉺)、ytterbium(鐿)的英文名字分別來(lái)自它們發(fā)現(xiàn)的地名Ytterby(伊特比)的部分字母)竟然在伊特比村外的同一個(gè)礦內(nèi)被發(fā)現(xiàn)!
鐿的主要用途是作為激光器的摻雜劑,它創(chuàng)造的色心起著儲(chǔ)存能量的作用,其方式與鉺在光纖放大器中的作用差不多,這已在鉺元素的部分中描述。
在激光器的空腔諧振器中,數(shù)量巨大的原子將它們的行動(dòng)協(xié)調(diào)到只有在量子水平才能達(dá)到的完美程度:每個(gè)光子都具有憲全相同的波長(zhǎng),并與其他光子的相位完全相同,以單一連貫的光束一起傳播。這不僅僅是真正的高聚焦光,而且是一種完全不同的光,一種只能用量子力學(xué)的絕對(duì)令人困惑的定律來(lái)解釋的光。
镥
關(guān)于镥最為精彩的事情,同時(shí)也是關(guān)于鑭系稀土元素最不美妙的事情,就是镥是鑭系元素家族的最后一個(gè)成員。在之后我們就能回到第六周期過(guò)渡金屬的那個(gè)動(dòng)態(tài)的、多樣的世界中了,那是關(guān)于密度(第76、77號(hào)元素鋨和銥)、溫度(第74號(hào)元素鎢)以及傳奇(第79號(hào)元素金)的極致家園。但現(xiàn)在我們依然陷于稀土元素之中,而镥在其中又不是最為突出的。
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你也許會(huì)問(wèn),為什么所有的稀土元素都如此相似,幾乎完全可以互換,以至于許多年來(lái)它們的一些混合物會(huì)被認(rèn)為是單個(gè)元素的純凈標(biāo)本?
在某個(gè)特定元素的原子中,電子排列在同心的“電子層”內(nèi)。量子力學(xué)的不可思議意味著我們不能認(rèn)為電子具有確定的實(shí)際位置——它們更像是可能性的“云”,在學(xué)術(shù)上被稱(chēng)為概率分布。但為了便于從化學(xué)上理解,我們可以想像某些電子在靠近原子核的地方度過(guò)它們的時(shí)間,而另一些則生活在更接近外部的電子層中。
化學(xué)主要是關(guān)于最外層電子的故事。最外層具有相同數(shù)目電子的元素趨向于具有類(lèi)似的化學(xué)性質(zhì)。實(shí)際上,這是勾勒元素周期表的基本原理——同處于某一列的元素具有相同數(shù)目的價(jià)電子。
在周期表的絕大部分,當(dāng)我們從一個(gè)元素轉(zhuǎn)到與之相鄰的下一個(gè)元素的時(shí)候,每次都增加一個(gè)新的價(jià)電子,從而給予每個(gè)新元素獨(dú)一無(wú)二的特性,但在稀士元素范圍內(nèi),取而代之的是電子被填充到內(nèi)部電子層中:從57號(hào)到71號(hào)的每一個(gè)稀土元素最外層的6s軌道多都是充滿(mǎn)的,而深處的4f軌道則具有不同數(shù)目的電子,這只能最低程度地影響元素的化學(xué)特性。(與化學(xué)有關(guān)的東西不會(huì)那樣簡(jiǎn)單。例如,釓將一個(gè)電子放在5d軌道內(nèi)而不是放在4f軌道內(nèi),這使它與鄰居們相比具有略微反常的化學(xué)特性和磁特性。)
由于每一個(gè)稀土元素最外部的電子層都具有相同的結(jié)構(gòu),所以它們的化學(xué)特性都很相似。但磁特性遵循的是一套完全不同的規(guī)律,包括所有的電子而不僅僅是外層電子。所以,雖然稀土元素缺乏化學(xué)上的多樣性,但這一點(diǎn)可以由它們充滿(mǎn)想像力的磁特性加以彌補(bǔ)。
某些時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)被描述為最貴重的元素或最貴重的稀土元素,但這一信息已經(jīng)過(guò)時(shí)了。雖然镥依然不是特別便宜,但現(xiàn)代分離方法已經(jīng)使我們能夠得到合理數(shù)量的镥。雖然如此,但并非任何人都能輕易打開(kāi)門(mén)就買(mǎi)到這種東西。
關(guān)于镥沒(méi)有更多可說(shuō)的了,所以就轉(zhuǎn)到鉿吧。
