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太陽(yáng)死亡的大爆炸創(chuàng)生了更多的元素,而在這些元素中,作為金屬而言,化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的,我們一般認(rèn)為是鉑系元素中的銥。
銥:原子序數(shù)77,原子量192.22,元素名來(lái)源于拉丁文,原意是“彩虹”。它是1803年由英國(guó)化學(xué)家坦南特、法國(guó)化學(xué)家德斯科蒂等人發(fā)現(xiàn)的。
金屬化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的典型特征,就是讓酸拿它沒(méi)辦法。銥不僅僅不會(huì)讓普通的酸傷到它分毫,就連號(hào)稱什么都可以酸蝕掉的酸中之王——王水,也基本拿它沒(méi)轍。只有海綿狀的銥才會(huì)緩慢地溶于熱王水。
簡(jiǎn)單的說(shuō)就是金屬原子的外層電子排列方式不容易失去,金原子核外電子排布關(guān)系是5d106s1,它擁有6個(gè)電子層,最外層只有一個(gè)電子!按理來(lái)說(shuō)這一個(gè)電子應(yīng)該是非常容易失去才是!但其實(shí)部分元素的穩(wěn)定性不僅是最外層,甚至倒數(shù)三層電子都有很大的影響!因此這些也是價(jià)電子(價(jià)電子指原子核外電子中能與其他原子相互作用形成化學(xué)鍵的電子)!因此要讓金原子的化學(xué)特性發(fā)生變化,不僅是第六層甚至第五層上價(jià)電子也要發(fā)生變化才是!但要讓金原子的第五層電子發(fā)生變化的話,需要吸收很大的能量才能達(dá)到條件!在絕大部分的自然條件下并不能達(dá)到這個(gè)條件,因此金元素非常穩(wěn)定!
但鐵元素的化學(xué)性質(zhì)雖然不穩(wěn)定,但它的原子核卻非常的穩(wěn)定,這是因?yàn)樵谖覀冞@個(gè)自然界當(dāng)中,鐵的主要存在方式是鐵56,而鐵56的中子數(shù)量和質(zhì)子數(shù)量都為偶數(shù)。
另外鐵元素的中子數(shù)量為30個(gè),質(zhì)子數(shù)為26個(gè),這個(gè)比值接近于一比一,所以這兩種原因都使得鐵原子核趨于穩(wěn)定,
然后還有一點(diǎn),我們都知道比鐵輕的元素,在聚變的時(shí)候會(huì)釋放出能量,而比鐵重的元素,在裂變的時(shí)候會(huì)釋放出能量,而鐵不管是聚變還是裂變,都需要吸收能量才行,所以鐵56是最穩(wěn)當(dāng)?shù)?....
鐵是宇宙中第六豐富的元素,之所以會(huì)這樣,是原因的。這是因?yàn)殍F是很多恒星的終點(diǎn),說(shuō)得難聽(tīng)一點(diǎn),鐵其實(shí)是很多恒星邁不過(guò)的坎。為什么會(huì)這么說(shuō)呢?恒星為什么會(huì)和鐵產(chǎn)生關(guān)系。
這其實(shí)要從恒星的特點(diǎn)說(shuō)起,如果非要用一句話概括恒星和元素之間的關(guān)系,那一定是:恒星是元素的煉丹爐。在宇宙當(dāng)中,氫原子占比達(dá)到了全宇宙元素總量的70%以上,剩下的大部分是氦,然后只有不到1%是其他元素。(這里說(shuō)的是已知的物質(zhì),沒(méi)有帶上暗物質(zhì)和暗能量)
鐵原子核無(wú)論核裂變和核聚變都要吸收能量,因?yàn)殍F原子核是最穩(wěn)定的原子核。原子核結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是由兩種力決定的,即核力(強(qiáng)相互作用引力)和庫(kù)侖力(電磁力)決定。在原子核中,質(zhì)子由于帶著相同的電荷,所以庫(kù)侖力會(huì)讓質(zhì)子相互排斥.但由于質(zhì)子與中子之間存在核力,核力像膠水一樣把質(zhì)子和中子牢牢粘合在一起避免了質(zhì)子相互排斥分離,從而導(dǎo)致原子核瓦解,這就是為什么構(gòu)成重的原子核一定要有中子存在。
雖然鐵的外層電子排布使得鐵更容易失去電子,和各種物質(zhì)形成化合物。但是,不論鐵怎么反應(yīng),它還是鐵元素,這點(diǎn)沒(méi)有變。而且,鐵的原子核比金小,剛好處于核聚變反應(yīng)吸熱的開(kāi)端,核內(nèi)的電磁力、強(qiáng)力、弱力處于最為穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。所以,鐵的原子核很難發(fā)生核裂變。但是,金由于原子序數(shù)的增大,這三種力的相互平衡被打破,變得電磁力越來(lái)越大,故而穩(wěn)定性也越來(lái)越小,半衰期比鐵小很多。所以說(shuō),單從元素穩(wěn)定性來(lái)看,金不如鐵。
從來(lái)沒(méi)有人說(shuō)過(guò)鐵穩(wěn)定,更加談不上“最穩(wěn)定”。通常認(rèn)為化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的金屬是銥。金是常見(jiàn)金屬里最穩(wěn)定的。
關(guān)于鐵,在核聚變的時(shí)候鐵之前的元素,聚變是放出能量的。鐵及鐵之后的元素聚變不但不釋放能量反而吸收能量。這導(dǎo)致宇宙中鐵的含量比較大。鐵只能算是分界點(diǎn),與穩(wěn)定無(wú)關(guān)。
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