「氦」將從地球消失?元素週期表問世 150 週年,部分元素卻面臨生死危機

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「氫鋰鈉鉀銣銫鍅」相信大家在國高中的時候都背過化學元素表。1896 年,俄國科學家門捷列夫提出週期表,被其他科學家廣為應用;而這份週期表,成為人類科學研究的重要關鍵,卻也是全球各地的中學生惡夢。

週期表中有 118 個元素,然而有不少正在從地球消失,而兇手卻是大家習以為常的日常物品:手機和氣球。

門捷列夫精準預估元素特性,做出現代版週期表

早在 2 年前,聯合國教科文組織(UNESCO)就將今(2019)年定為「化學元素週期表國際年」,藉由各式活動,紀念元素週期表的 150 周年誕生。

現代的週期表是由門捷列夫提出,但他不是第一個,也不是最後一個提出週期表的人。很多科學家試圖為元素排列,但現在科學界大多採用門捷列夫在 1869 年繪製的那一版,為什麼?

當時人類發現的元素只有 63 個,但門捷列夫卻依據他們的化學特性,排出他們在表中的對應位置,並預料有元素尚未必人類發現,為他們留下「空位」。

之後,科學家不斷發現新元素,慢慢填補週期表中的空位;厲害的是,這些空位不但都有元素填滿,而且化學特性和門捷列夫預測的幾乎一樣。在 1869 年,人類尚未發現質子、中子和電子,雖然這些元素的化學特性目前可以用這 3 種粒子的數量與原子結構解釋,但當時的人並沒有這些知識,真的不得不佩服門捷列夫的智慧。

根據《自然》雜誌表示,2016 年人類終於找出(或合成)所有週期表上的 118 個元素,門捷列夫的週期表宣告完成。

有些元素正從地球上消失,例如「氦」

然而,這 118 個元素數量並不是均等的,有些元素甚至有從地球消失的危險。歐洲化學學會發布了一張造型奇特的週期表,稱為「缺乏元素週期表」,透過顏色標示各種元素的存量狀態與消失風險。

圖片來源:歐洲化學學會

歐洲化學學會會長科爾.漢密爾頓表示,智慧型手機正是這些元素的風險之一。一支手機包含 30 多種元素,其中有 17 種在地球上相當稀有,例如銦是觸控螢幕的所需元素,但漢密爾預估,可能再過幾年就不夠用了。

要補充說明的是,「化學變化」並不會讓元素消失,如果經由特定的化學程序,它還是可以還原成單一元素狀態。以銦為例,它用在手機螢幕之後,或許經由特定的回收處理程序還是可再利用,但問題是,人類對這個元素的需求量,已經超過地球上的存量了。

但如果是從地球跑到外太空呢?氦是宇宙存量第二大的元素,但在地球上卻相當少,估計只剩幾十年的存量了。

歐洲化學學會表示,科學研究用的氦會回收,但一般派對用的氦氣球,裡頭的氦氣大多會直接被釋放到空氣中,而因為氦比大氣中的主要氣體「氮、氧」還輕,因此會向上飄,達到大氣邊緣,跑到外太空去。

門捷列夫的週期表改變了人類的科學發展,造就科技的進步,慶祝的同時,或許我們也該反思,人類真的有必要頻繁換手機嗎?是否有更有效率的方式,去使用地球上的資源?

參考資料來源:
1.《The Economist》:〈The periodic table is 150 years old this week
2.《The Conversation》:〈Periodic table: new version warns of elements that are endangered
3.《自由時報》:〈 化學元素周期表問世 150 年 專家:部分元素在百年內消散
4.《尋夢科技》:〈 元素周期表 150 歲了!但你知道你的手機正在威脅表中元素嗎?
(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源: 維基百科

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