化学元素周期表150周年：部分元素20年内或消失

化学元素周期表，想必大家都不陌生，我们都曾在课堂上学习过。现在回想起来，当年被化学老师逼着背诵元素周期表的日子至今仍历历在目。

据香港《星岛日报》报道，2019年是化学元素周期表问世150周年，联合国教科文组织近日在巴黎举行仪式，启动“化学元素周期表国际年”，并将举办一系列主题活动，以纪念俄国科学家门捷列夫编制化学元素周期表150周年。

但欧洲化学学会同时也发布了一张“扭曲”元素周期表，旨在提醒人们：有一些元素由于人类过度使用正面临消失的危险，可能“再过不到100年或者更短时间，我们就很难再获得它们”。 

根据2016年修订的新版元素周期表，目前已知118种元素，其中90种自然存在，另28种由人工合成。

由总部设在布鲁塞尔的欧洲化学学会制作的这张“扭曲”元素周期表，尝试通过每种元素在周期表上所占面积等方式，展示出90种自然存在元素的稀缺程度。同时，表格的每个区域都用颜色编码，以表示其脆弱性。

红色区域代表该元素在100年内消失的风险非常大，其中包括氦(He)、银(Ag)、碲(Te)、镓(Ga)、锗(Ge)、锶(Sr)、钇(Y)、锌(Zn)、铟(in)、砷(As)、铪(Hf)和钽(Ta)等。而这些元素的重要性不言而喻，其中不少都是国家发展尖端科技必不可少之物。

比如，氦被用来冷却核磁共振扫描仪中的磁铁，稀释深海潜水所需的氧气；核反应堆中重要的燃料棒使用铪；锶盐被添加到烟花和耀斑产生生动的红色；钇是照相机镜头的组成部分，使他们能耐受冲击和耐热，它也用于激光和合金；镓被用来制作高质量的镜子、发光二极管和太阳能电池。

具体以元素氦为例。氦本是宇宙中储量第二丰富的元素，但在地球上，由于人类放飞太多氦气球，剩下的氦可能只够再用几十年。通常，放飞的氦气球会把氦气直接释放到大气中，最终这些氦气将散逸到太空中，永远从地球上消失。因此，欧洲化学学会呼吁大家不要再放氦气球。

橙色或黄色区域表示其“濒危”的风险程度，橙色代表用量的增大导致消失的风险在上升，黄色代表含量有限。

绿色意味着有足够的资源，包括氧(O)、氢(H)、铝(Al)和钙(Ca)等。

涂成黑色的有四种元素——锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)和金(Au)，因为它们通常来自冲突中的矿物，也就是说，来自那些经常会因争夺所有权而爆发冲突的矿山。发布者的目的是提醒制造商必须仔细追溯它们的来源，以确保人们不会为了开采这些矿物而丧命。

此外，在这90种元素中，有31种带有智能手机的标志，表示手机设备的制造会用到它们。这里面有17种化学元素由于过度采矿，在未来100年内面临消失的威胁。而其中不得不提的一种元素是铟(in)。

铟，主要用于制造手机和计算机触屏，有“濒危”风险。据了解，游离态的铟是一种银白色金属，其在地壳中分布少而稀散。

欧洲化学学会会长科尔•汉米尔顿表示，如果人类按目前使用习惯，每隔几年就丢掉旧电脑和旧手机，铟可能很快面临枯竭问题。

他表示，“仅在英国，人们每个月就要换掉100万部智能手机(欧洲为1000万部，美国为1200万部)。如果我们按现有速度继续使用铟，它的储量只够再用20年。”

科尔•汉米尔顿说，制作这一周期表不仅是为了满足好奇心，更是要提醒人们有一些元素由于人类过度使用正面临消失的危险，可能“再过不到100年，我们就很难获得它们”。

同时，欧洲化学学会呼吁在不同层面采取措施保护“濒危”元素。对个人来说，更换手机或电子设备时应考虑是否必要，对旧设备应予以回收以减少资源消耗和环境污染。在宏观层面，应认识到稀缺元素的“濒危”危险，制定政策促进循环利用。

目前，科学家正在努力开展119号元素的合成。

北京化学会秘书长、北京师范大学化学学院副教授孙根班4日接受长江日报记者采访时表示，随着人类科技水平的不断发展，或许人类还会人工合成未来的121号、122号元素，甚至开启元素周期表的“第九周期”，都是非常有可能的。

 “元素周期表的规则看似复杂，其实非常简单。每个元素好似一个个活跃的有着独特个性的人，元素与元素之间也存在着丝丝联系。”孙根班介绍，人工合成元素是指人工合成的许多自然界中不存在的元素，其作用是大大扩展了元素周期表的范围。

“人工合成元素有部分如砹、锝等元素，是先合成，后在自然界发现的，且自然界存量极少。但大多数人工合成元素还没有在自然界发现，也不能说‘元素都是自然存在’，大部分的人工合成元素可能是自然界原本不存在的，或者是截至目前没有在自然界中发现。”孙根班说。

那么，元素周期表是“无穷无尽”的吗，还是会被“填满”？答案或许是否定的，当然也有可能是肯定。

孙根班表示，目前，元素周期表中的前七族元素（1~118号元素）已经补全，包括了地球上存在的所有元素；而超铀元素的半衰期非常不稳定，绝大部分在自然界中不存在，只能由人工合成。“科学家一旦确认合成了119号元素，将会开启第八周期元素，元素周期表仍在努力‘添丁’。”

一个新元素被纳入化学元素周期表中不是件简单的事。孙根班表示，能够进入元素周期表的元素不管是自然存在的还是人工合成的，首先应是能够相对稳定存在，其次必须是非元素同位素，具有不同的质子数，就可以进入元素周期表。

不过孙根班也表示，“部分重元素可能会因为衰减放出能力而变成轻质元素，那么将会有一些元素由于人类的过度使用而消失。由于随着原子序数的增大，元素的稳定性越来越差，半衰期也变得更短。这些元素的性质注定不会很稳定，如何利用这些元素，让它们的存在有意义，而不只是单纯地增加元素周期表的长度，这可能才是最重要的问题。”

2019年是门捷列夫发现周期表的150周年。联合国教科文组织于2018年决定将2019年定为“国际化学元素周期表年”，以表彰化学元素周期表的重要性。

孙根班表示，今年将会有很多活动来庆祝元素周期表150岁的生日，中国化学会专门创建了“国际化学元素周期表年”中文网站，并将举办各种主题庆祝活动，以希望大家关注元素周期表的重要作用，认识元素周期表的神秘。

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