每种元素只要一克,集齐元素周期表要多少钱呢?现实中可不可能做到呢?:在古代的时候限于人们的认识,一些哲学家认为万物是由金木水火土等几种元素组成。化学发
在古代的时候限于人们的认识,一些哲学家认为万物是由金木水火土等几种元素组成。化学发展起来后,人们才逐渐认识到,组成万物的元素远不止四五种。目前元素周期表已经排到了118位,并且还会进一步扩张。
元素周期表中有很多常见的元素,也有不常见的;有价值连城的,也有无足轻重的。若是有收藏家想把每种元素都收集一克,能不能做到呢?需要花费多少钱呢?
常见的元素很容易收集,即使是金、钯、铂等贵金属也是很容易收集。难以收集的是那些比金、铂更加贵重的金属,有的制造成本能够达到每克数亿美元。
元素周期表上94号之后的元素都是人工合成的,它们往往具有放射性,有些半衰期很短。制造那些元素本来就需要强大的重离子对撞机,并且能够制造出来的数量非常少。有些元素或者某个元素的同位素往往只是在重离子对撞机里转瞬即逝,科学家们根本不能测量它们的熔点、沸点、密度等物理信息,更何谈收集一克这样的物质了。比如98号元素锎,每克的制造成本超过1亿人民币。
锎还不是最贵的,87号钫元素虽然不是人造的,但是在自然界中的含量极少。钫也有衰变性,并且半衰期只有大约22分钟,这在天然元素中属于很短的。经过数十亿年的沧桑,地球中的钫已经所剩无几,这是钫昂贵的根本原因。有信息显示一克钫的制造成本能够高达10亿美元。
即使是有资金支持的实验室,也难以有能力将元素周期表中的所有元素每种收集一克,更何况是普通的收藏家了。而且,元素周期表还要继续扩军,个人收藏家还是不要有这样的想法了。
办不到,比尔盖茨曾经就尝试过,他的办公室就有一面元素墙,但即便比尔盖茨是世界首富,他也没有收集到所有的元素,因为有的元素带有极强的放射性,对人类的伤害实在太大了。
所以比尔盖茨的这面元素墙只有实体元素,至于比尔盖茨到底花了多少钱不清楚,但这里有几个数据仅供参考,元素周期表当中有的元素很便宜,例如像锰,氩,铈,铁,铝等。
这些元素的价格只有每千克几块钱到几十块钱不等,所以收集这些元素并不难,但一旦涉及到那些比较稀有的元素,其价格就不是普通人可以承受的。
举个例子好了,铂金很多人都听说过,那么铂这种元素的价格,每公斤大约在20万到50万之间,然后还有75号元素铼,铼元素是一种非常稳定的元素,它的价格达到了每千克25万到120万人民币之间。
另外宝石当中有一种元素叫做铑,这种元素的价格也不菲,每千克约为50万到250万之间,那么普通人想要收集这几种元素,没有几套房是办不到的。
最后目前最贵的元素是98号元素锎(kai),一千克的锎元素需要2000亿人民币才能买到,所以集齐元素周期表这个事,别说普通人办不到,就是像比尔盖茨那样的人也难,毕竟这位大佬再有钱,他也不敢接触那些放射性的元素.......
有些元素价格相当昂贵,昂贵的你根本无法想象的,还有一些元素,它的半衰期相当短,甚至转瞬即逝,所以有些东西不是钱的事。
网上随便一搜,都能找到很多元素集齐元素周期表的玩家,在玻璃橱窗后按周期表的排列,非常震撼,但只要各位仔细看一看,大致也就到铀元素为顶级了,那么从理论上来看,如果不惜一切代价的话,能集齐元素周期表吗?
关于元素发现的历史我们就不瞎扯淡了,估计大家都心里有点B数,差不多可以这样理解,炼金术是现代化学的开始,而化学则是发现元素的开始,是不是很有趣哈,炼金术居然还是鼻祖!
原子是元素参加化学反应最小的单位,所以元素之间的差别就是原子属性的差异,金元素和铁元素之间的差别就是它们一个是金原子,另一个是铁原子,那么同样都是最小的反应单位,两者的区别到底是什么呢?
金原子
所以决定元素类型的关键是质子数量的差异,而中子数多少呢还会决定元素的同位素性质,它还可能造成元素的不稳定性而导致衰变,但因其衰变也不只是中子数,质子数也很关键。当然也不要忘了电子,不过电子排布却不会影响元素属性,只是会影响元素的化学性质。
那么,元素是无限的吗?
我们了解了质子数决定序号,中子数改变同位素,那么是不是可以无限叠加成几千号的元素呢?其实不行,因为质子和质子之间是通过强力结合起来的,它的作用范围要求非常高,而质子到带正电,除了强力的吸引之外,电磁力是排斥的,而且电磁力可以无限叠加,因此质子摞多了就需要中子来协调一下!
但中子多了也不稳定,所以这些元素中质子数和中子数结合起来稳定的就是稳定元素带,而超出在这条线两侧都不稳,而在质子数或中子数为幻数,或者二者取值均为幻数时,原子核会显示出较高的稳定性。什么是幻数呢?就是原子核中的质子数和中子数在某个特定值时会表现特别稳定。
已知的幻数有2、8、20、28、50、82、126,当然126还不确定是否存在,也不知道是否有这号元素,只是从理论上来看它是稳定的!自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素的质子或中子数分别与2到82的幻数相对应,所以这些元素都很稳定。而质子数82、中子数126的铅同位素208Pb,就具有双幻数,显得异常稳定!
有了上面这些知识的铺垫,我们就可以来一本正经的胡说八道一下了,看看能不能集齐元素周期表,到底需要多少钱!
从1号氢元素到92号铀元素,自然界中尽管含量不一,价值也有高低,但只要舍得花钱,肯定能搞到的,那么在这些元素中哪个最贵呢?
这还用问,肯定是黄金啦!其实还真不是,它只能说是贵金属,而不是最贵的金属,比如它就比不上稀有金属铑(45号)、镧(57号)、镥(71号),这些金属的价格已经超过了600元/克,而9月21日的纽约黄金买入价不过419.28/克!
国际黄金价格
而钪(21号)大概就超过了2000元/克,铀(92号)则在2000-3000元/克,死命贵的钚(94号)(自然界痕量,都会人工制造)则超过2万元/克,这个价格是不是让人咋舌?
其实还远不至此,还有贵到超级离谱的,因为锎(98号元素)的价格无法估量,1950年在加州大学用α粒子撞击锔96号)得到了锎元素,而数量则仅仅是几千个锎原子而已,如果要算一克价格的话,估计千万美元也不够!
那么用钱就能买到所有元素吗?
未必,比如上文中92号以后的元素都是会衰变的,简单的说它现在是这种元素,但过一阵子后就不是这种元素了,这是不是很要命?不过这些元素问题还不是特别大,因为它们的半衰期也不是特别短,还是具有一些时间!
超铀元素的半衰期
在锎元素时还有900年半衰期,其实也足够我们展示了,但继续往上,锿元素就很不幸了,只有276天,只有就只有一半了,然后再....再....就快消失不见了!
云室中的铀衰变
到了104号就有点过分了,只有一分钟,再往后越来越过分40秒,0.9秒,然后再是毫秒级别,算了吧,再有钱也折腾不起,买回来还没到家就衰变成其他元素了!所以从这个角度来说,再有钱也买不到元素周期表的所有元素。
一般来说如果集满92号铀元素之前的所有元素,那必定是齐了,极其稀有的估计也只能装裱下了,你可以告诉大家这个里面含有几个锎原子,反正谁都无法证伪那里没有!
到目前为止,科学家一共发现了118中化学元素,其中有94种存在与地球上。很多人都有收集的爱好。那么每种元素只要一克,集齐元素周期表中的所有元素需要多少钱呢?现实中能不能做到呢?
图示:化学元素周期表
怎么说呢?要想集齐化学元素周期表中的化学元素,需要具备两个基本的条件。那两个条件呢?一个是兴趣。我们要对这些化学元素非常的感兴趣,不然收集它们干什么呢?这个条件我就满足了。第二个条件比较硬核。那就是你必须得有钱,而且是像比尔盖茨那样非常有钱。因为有些化学元素价格是非常昂贵的。贵的我们已经超出了我们的想象。当然了,像比尔盖茨这样的富豪就无所谓了。因为他已经算是集齐了化学元素周期表中的元素了。
图示:比尔盖茨和他的化学元素墙
那么如果每种元素只要一克,集齐整个化学元素周期表需要多少钱呢?参考了一些相关的资料,咱们来计算一下吧。
氢是化学元素周期表中的第一个元素。氢气是密度最小的气体,它的密度是0.089克/升。一升氢气的价格是2.5元。这样的话1克氢气就是大约11.24升。所以1克氢气的价格是28元。
接下来是氦。一升氦气的价格是28元。那么1克氦气就是8升,价格是224元。
图示:比尔盖茨的的化学元素墙
化学元素周期表中的第三种元素锂是一种金属元素。一克锂的价格是0.6元。第四种元素铍一克价格是6元。第五种是硼,价格很便宜,一克0.026元也就不到3分钱。第六种是碳元素。碳元素的单质有两种同素异形体。一种是石墨,一种是钻石。钻石的价格就贵大了。如果按石墨算的话,一克碳只有4厘。接下来是空气中最多的氮气和氧气。它们一克的价格分别是:氮气8元,氧气5.75元。
到这里我们收集每种元素收集一克总共花了大约273.35元。大家是不是觉得花这些钱还行吧,不算是很多。由于元素周期表中元素太多了,咱们不一一列举了,挑一些价格昂贵的“有代表性”的说一下。看完你就会发现,前面花的这2百多块钱根本就不叫钱。
图示:钻石和石墨都是碳元素
首先是我们熟知的金元素。今年的黄金价格一度长到了430多元。黄金算是贵金属了,但是有些金属可比黄金贵多了。例如,铥是存在于稀土中个金属元素。2005年,纯度为99%的金属铥价格为一克477元。钚和铀这两种放射性元素大家应该很熟悉。它们是制造原子弹的材料。一克钚的价格为45430元,一克铀的价格为102171元。
图示:化学元素
世界上最昂贵的元素是哪一种呢?是锎元素。它的价格为一克1.84亿元。这样算下来没有几个亿是集不齐一整套的化学元素的。不过有些元素即使你有钱也没有勇气收集的。因为这些元素放射性元素对人体的危害极大。
图示:含有锎的矿石
因此,即使是比尔盖茨这样的收集化学元素的超级玩家有些元素也是空着的。
元素周期表中的元素太多,篇幅有限这里就不一一列举了。改天在详细整理做一期视频和大家分享一下。喜欢的朋友可以关注一下兔斯基聊科学。
很高兴能回答您提出的问题。
现在的化学元素周期表,是在俄国科学家门捷列夫1869年创立的元素周期表雏形基础上不断发展起来的,门捷列夫把当时已经发现的63种化学元素,按照原子量的大小,以一定的规律进行排列,把具有相似化学性质的元素放在一列,奠定了周期表的框架。
随着科学技术的进步、化学领域的发展和人们认知水平的提高,很多新的化学元素被陆续发现,周期表也在原来的基础上逐渐拓展和丰富。目前,元素周期表内的元素已经增加到118个,相信未来还会继续增加新的成员。
这118个元素,性质迥异,存在形式多样,有的分布广泛,有的要靠人工合成。按照题主的意思,如果每种元素都收集1克,能不能做到呢?
前世界首富比尔盖茨的家里就有按照化学元素周期表排列的展示柜,除了放射性元素外,其它的元素都以实体的形式进行了收集。因为放射性元素都具有放射性,对人的身体健康会产生严重影响,甚至危及生命,而有的元素人工合成能力太低,成本太高而且有价无市,所以即使比尔盖茨也无法完全把元素周期表的所有元素都完成收集,哪怕只有1克。
比如用来制作原子弹的92号元素铀,个人拥有属于非法,它每克的价格大约为10万人民币。
98号元素锎,全球每年合成能力仅为0.5克,每克价格1.9亿人民币,是目前可以标注出价格的元素中最贵的。
再比如87号元素钫,是金属性最强的元素,在自然界中的单质含量不会超过3克,人工合成难度太大,全球年合成量微之又微,而且不能合成纯钫,价格简直是无价,每克初步估计怎么也得60亿人民币吧。
所以,要想把每种元素都收集起来,即使世界首富也无法做到,再先进的实验机构也无法做到,必须要有巨量的资金做保障,而且有的根本不是用钱能够解决的。
俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律,在提出元素周期表的时候,门捷列夫就曾预测宇宙中应该存在118种元素,现在我们发现,自然界中天然存在的元素只有94种。
原子序数大于94的元素,理论上在宇宙中是存在的,但是它们的放射性都强,半衰期也很短,以至于不能稳定存在太久的时间就衰变了。古人曾经痴迷于炼金术,其实他们不知道的是石头和金子的原子组成完全是不一样的,所以用化学方法石头永远无法变成金子,但是在今天,我们可以说有能力让石头变成金子,甚至是只要可以的话,一切物质都有可能变成金子。
上图:炼金术
在自然界中,原子序数94号以上的元素,都是人工合成的,既然是人工合成的,而且还是利用粒子对撞机合成的,可想而知的是,它的造价一定非常惊人。其实吧,即使是由同一种元素构成的物质,它也有不同的结构,形成的物质,其物理性质有很大的不同,至于说价格的话,那么是差异很大的,这就是同素异构体了,最典型的恐怕就是石墨以及金刚石了,金刚石也就是钻石的原型,价格根据重量、光泽、设计感等有所不同。
钻石是按照克拉卖的,一克拉等于0.2克,一般1克拉上好的钻石得好几万到一二十万不等,如果是一克的话估计价格得翻好多倍。 不过嘛,你可以按照所有的元素单质中最便宜的够买,所以呢,在前94号元素中,除了金元素和铯元素等少数几种元素单质价格稍微高一点(其实也不算太高,金属铯便宜的几百块一克也是可以买到的),其余的基本上不需要花太多的钱。那么集齐自然界中的所有元素的难题,就集中在人工合成元素这个上面了。
在古代,受限于人类的认知,中国人认为世界上的所有物质都是由金木水火土组成的,但是在今天,人类已经发现了300多种核素,以及自然界中天然存在的94种元素。元素周期表中的很多元素是我们所常见的,但是也有很多并不常见,俗话说物以稀为贵,更稀少的东西,其价格往往也更高。一般说来,金单质的价格跟那些极其稀有的元素比起来,真的算是便宜的。
随便举一个例子,就拿第九十八号元素Cf来说,它是人工合成的,每一克的造价高达1亿元人民币。而这还不如算贵的,更贵一点的,比如说第87号元素Fr,它虽然在自然界中也有存在,但是数量极其微少,而且它也是一种容易衰变的物质,也正因为此,制造一克Fr的造价可想而知,有信息显示一克Fr的造价可以高达10亿美元。
其实吧,上面列举的几种昂贵的元素,没有个几百亿的家产的话,恐怕真是买不来,但是吧,还有一些元素单质,哪怕是你想买,那也买不了,因为在自然界中压根就没有一克这种元素。毕竟你要知道很多的高放射性元素都是在实验室中合成的,而原子序数越大的话,那么这些物质也就越来越不稳定。例如第98号元素的半衰期为470年,而到了第110号元素,其半衰期只有8.6毫秒,它们只能存在于实验室中,而且眨眼即逝。
上图:人工合成元素原理之一
一般而言,人工合成新元素的方法无外乎两种,一种是把铀-238放在核反应堆中长时间照射,等它自己吸收中子,然后再衰变成为质子数超过铀的元素,但是到了100号以上的元素,这种方法就行不通了。那就是利用高速的重离子轰击靶原子,靶原子和重原子击碎之后,共同融合成为一个新的元素。但是吧,这种方式的有效碰撞率实在是有限,所以一般都只能合成极少量的元素,另外由于有些元素的半衰期实在是太短了,所以地球上恐怕都没有一克可以卖给你的。
放射性元素、稀有元素、活跃性元素,很难搞到、很难保存。私下以为,个人能力是无法做到这些事的。
不要说收齐这么多的元素。就是把元素周期表上面那一是118个字认全的都不容易。
有多少人全部认识。
我就说一个,锎的价格大概每公斤接近两千亿,大概一克是两亿嘛,最重要的是年产量全球才半克,谁卖给你?
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