中子数怎么算举个例子(质子数等于什么)

在上一篇文章中，我们讨论了元素是如何产生的。想了解可以点击文章链接:宇宙中的元素是从哪里来的？

当时就留下了一个问题:元素周期表最后一个元素的序号应该是多少？

我们来讨论一下这个问题。自从门捷列夫搞出了元素周期表，科学家就用格式塔空填，没多久就填得差不多了。所以元素周期表填空大赛变成了一场极限挑战。科学家要挑战哪些极限？

寻找序号更大的元素

此时，科学家面临的挑战是找到更高级别的元素。然而，他们并没有跑遍全世界去寻找这些元素，而是在实验室里，依靠最原始的方法:撞！

科学家当初用的死回旋加速器让重元素离子碰撞，能不能有个好结果完全是运气问题。

结果大家发现这根本不可行，就想办法出去。

美国科学家想到的方法叫做热聚变，就是用较轻的离子，比如氘和氦原子核，去撞击一个超重的元素，看看能不能给这个超重的元素增加一些量。因为这种方法需要大量的能量，所以称为热融合。

俄罗斯和德国认为的方法叫做冷聚变，主要是因为与前者相比，这种方法不使用大量的能量。一般的方法是用一个大核做靶子，然后打大核试着做一个更大的。

在这次PK中，美国被彻底打败，他们的手段太低，根本起不到任何作用。俄罗斯和德国一口气想出了几个要素。后来美国也用了冷聚变，全世界的科学家都朝着更大元素的方向发展。经过科学家们的一波神操作。

2016年，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家与俄罗斯科学家合作，利用俄罗斯回旋加速器成功制造出118号元素，但这种元素的存在时间不到1毫秒。

然而，118号元素真的是最后一种元素吗？你想太多了。...

没过多久，2017年12月，日本理化学研究所宣布合成了119号元素。

所有的科学家都要开始深入思考元素周期表最后一个元素的序号。

周期表最后一个元素的序号是多少？

科学家们就这个问题争论了很久，有几种观点。但是，不知道大家有没有一个疑问，原子核不是可以无限向下吗？

其实没有办法是无限的。具体原因是这样的:原子核实际上并不像很多人认为的那样，有一个包裹着质子和中子的球形外壳。事实上，质子和中子是通过“强相互作用”结合在一起的。这个力超级大，但是作用距离极短，只有在(10-15) m。

只要大于这个范围，强作用力就不能把质子和中子牢牢束缚住。(补充一句题外话，在目前的理论框架下，强度是由介子传递的。)

因为强度这么短，一旦质子和中子太多，就束缚不住了，然后就会发生衰变。所以，细胞核一定是大事。由于原子核不能大于强标度，这也限制了原子序数的上限。那么这个上限在哪里呢？

有很多说法。先说一个伟大的女科学家，居里夫人。哦，不，这是错的。是梅尔。不要低估她。她是第二位获得诺贝尔物理学奖的女性，也参与了氢弹的制造。而且她的学术水平是爆炸性的，我们之所以不认识她，是因为她研究的东西太晦涩了。

当时发现一定数量的原子核可以使原子核特别稳定，但不清楚为什么。后来，迈耶提出了她自己的核模型。她认为原子核有点类似于太阳系。质子和中子就像围绕太阳旋转的行星一样，会自转，一个质子和一个中子通常成对出现在轨道上。

梅耶尔这样向别人解释她的模型。

“想象一屋子人在跳舞。如果他们在转圈，那就转圈。然后想象每个圆圈中有成对的舞者，一个顺时针旋转，另一个逆时针旋转。舞者绕圈的时候也是在转，每一对都是边转边绕。但是只有一些舞者逆时针旋转。其余舞者顺时针转身，顺时针转圈。它们的数量是一样的。”

这里的理论帮助她获得了诺贝尔奖，解决了为什么一定数量的原子核会使原子核特别稳定的问题。后来有一个科学家基于她的模型建立了稳定岛模型，从这个模型推导出一个结果，原子核的数目为2，8，20，28，50，82，126可以使原子核非常稳定。于是有人认为，也许编号最大的元素是126号，这个理论的提出者叫格伦·西奥多·西伯格。

当然，还是有很多大咖在研究这个问题，其中最具标志性气质的就是费曼，他认为是137号，作为科学家，人们不会胡乱猜测，也会拿出自己的依据，还是那种让人无语的依据。这个东西叫:精细结构常数。费曼通过精细结构常数和玻尔的原子模型推导出，只要大于137号元素，1s轨道上的电子就会不受控制地飞起来。精细结构常数是“物理学中最大的迷雾”，下一期我们会详细讲，但137的猜测理论上是站不住脚的。)

被科学家广泛接受的是从相对论基本假设推导出来的结果，172号！相当大的木头！

那172这个数字是怎么来的？光速！

相对论规定信息、物质和能量不能超过光速，也就是说电子在原子核外的运动速度不能超过光速。如果质子数超过172，原子核和电子之间的电磁力很可能使电子的速度超过光速。这与相对论相矛盾，所以不可能。

所以，我们总结一下:

1.根据稳定岛理论，126号元素是特别稳定的元素，所以可能是最后一个元素。

2.根据费曼的推测，由于精细结构常数的存在，137号元素是最后一个元素。

3.根据相对论，172号是最后一种元素，可以保证原子核外的电子不超过光速。

那个数字是126，137还是172？其实现在还没有统一的结论，只能等待时间来验证了。