150歲的元素週期表已經填滿了。你說該怎麼辦？

袁玉剛

元素週期表150歲了。聯合國將2019年定為“國際化學元素週期表年”，盛讚“元素週期表是科學史上最卓著的發現之一，刻畫出的不僅是化學的本質，也是物理學和生物學的本質。”

表1 元素週期表

1869年2月19日，門捷列夫將63種化學元素依照原子質量排列組成了一張表，發現了元素的物理性質和化學性質呈現週期性的重複，即元素週期律。1871年，門捷列夫發表了沿用至今的元素週期表。只是現在使用的週期表是按元素的核電荷數而不是原子量排列的。

圖1 門捷列夫

表2 1869年版元素週期表

表3 1871年版元素週期表

門捷列夫的按元素的核電荷數排列的化學元素週期律較好地反映了元素的性質與原子核外電子排布的關係，正確地解釋了許多自然現象，特別是解決了K和Ar，Ni和Co，I和Te的原子量與所在位置不符的矛盾。

2016年1月，113、115、117和118號四種新元素被日本、俄羅斯和美國的研究人員命名。元素週期表第七行被填滿了。

中國科學院、國家語言文字工作委員會、全國科學技術名詞審定委員會在北京聯合舉行新聞發佈會，正式向社會發布113號、115號、117號、118號元素中文名稱。這4個元素的中文定名依次為“nǐ”“mò”“tián” “ào”。

表4 113、115、117和118號四種新元素

圖2 位於斯洛伐克首都的門捷列夫雕像

人類的創造還會繼續。以後再造出的新元素應該往哪裡填呢？增加第八行還是創造新表？你想過嗎？

我編制了一個原子週期表，只有四個週期：元素週期表中的第、第二週期為原子週期表的第一、第二週期；元素週期表中的第三、第四周期（可能是小週期）合併為原子週期表中的第三週期；元素週期表中的第五、第六和第七週期合併進入原子週期表中的第四周期。

第一層：有2個旋臂，2個小層，每個小層只能容納2個電子，可以容納4個電子。但最多隻能充填2個電子，由此組合出包括氫、氦兩個元素的五種原子。

第二層：有4個旋臂，4個小層，每個小層只能容納4個電子，可以容納16個電子。但最多隻能可以充填8個電子，包括鋰、鈹、硼、碳、氮、氧、氟、氖八個元素的幾十種原子。

第三層：有8個旋臂，8個小層，每個小層只能容納8個電子，可以容納64個電子。但最多隻能充填32個電子，包括鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬、鉀、鈣……溴、氪三十二個元素的幾百種原子。目前只發現二十六個元素，還有六個沒有被發現。

第四層：有16個旋臂，16個小層，每個小層只能容納16個電子，可以容納256個電子。但最多隻能充填128個電子，包括銣以後所有元素的幾百種原子。

用公式表達為：

Y=∑2|2n|

式中：

Y—電子總數，

n—電子層數。

X=0．5∑2|2n|

X—電子最大數。

原子週期表空位置多得是。