瑞典年轻化学家推出新发明,为什么瑞典在化学元素发明上能排世界第二

2019-02-23 21:21:45 来源:北欧投资


最近,瑞典年轻的化学家推出了全新的化学元素电负性标准。根据最新绘制的96个元素的电负性表,其中一些是第一次。瑞典化学家Martin Rahm与诺贝尔化学奖得主Roald Hoffmann一起,提出的新的电负性量表对于世界化学研究及新物质研发有着巨大意义。


电负性理论描述了不同原子吸引电子的强烈程度。使用电负性标度,可以快速地,无需量子力学计算或光谱研究,预测不同分子和材料中的近似电荷分布。这对于理解各种材料和设计新材料非常重要。电负性是全球化学家和材料研究人员每天使用的核心概念。这个概念起源于19世纪瑞典化学家Jöns Jacob Berzelius的研究,并且经常教给已经在中学的学生。



由瑞典Chalmers大学的物理化学研究助理 Martin Rahm 开发的全新的电负性量表,这种新的定义是将最外层和最弱键合电子的平均结合能,即所谓的价电子。我们通过将实验数据与量子力学计算相结合来开发这些值。从广义上讲,这些主题的关联方式与以前相同,但新定义也导致某些元素在电负性方案中发生了变化。Martin Rahm说,有些元素也首次被赋予了它们的电负性。


现代的化学元素周期表由德米特里·门捷列夫于1869年创造,用以展现当时已知元素特性的周期性。自此,随着新元素的发现和理论模型的发展,周期表的外观不断被改变及扩张。


门捷列夫创造元素周期表后,化学家不断在自然界中发现新的元素,填补当初的空格。 原子序从1(氢)至118(Og)的所有元素都已被发现或成功合成,其中第113、115、117、118号元素在2015年12月30日获得IUPAC的确认。


在以上这118个元素中,瑞典,作为一个只有一千万人口的小国, 却是化学元素的发现大国。



元素发现国家排行榜如下:

第一名:英国23个

第二名:瑞典19个

第三名:德国19个

第四名:美国17个

第五名:法国17个

第六名:俄国6个

第七名:奥地利2个

第八名:丹麦2个

第九名:西班牙2个

第十名:瑞士2个

第十一名:芬兰1个

第十二名:意大利1个

第十三名:罗马尼亚1个


上述图表中的纯红色部分是古代就发现了的元素。倒数第三排纯白色的是四个最新发现的人造元素



在苛刻的实验室条件下,当二个原子在高速粒子加速器内运行至极大的速度时并相向迎头碰撞,有可能会将两个原子核融合成一个较大的原子核,从而创造出一个新的高序数重原子量的新化学元素,这就是当今创造发明发现一个新元素的常用方法。


由此可见,要创造和发现新的高序数化学元素,是一件非常不容易的任务,这需要一个国家极高的科技综合实力,巨大的财政投入和各方的通力合作。虽然困难,但成功后的收获也是极其受人尊重的:发现一个新的化学元素无异于获得一次诺贝尔/奥林匹克国家团体科技金奖!



为什么几乎都是欧洲国家发现的?

工业化起源于欧洲,工业化的标志是蒸汽机和钢铁,蒸汽机需要烧煤,钢铁等金属需要矿石烧煤,贵了提供冶炼效率,同时需要不同金属材料用在不同的机器及机械不同的部位,就需要研究矿石的组成部分,自然造就了一批化学家诞生,因此发现这些化学元素几乎就是必然。是冶铁工业刺激了化学。


瑞典为什么是第二名?

作为最早的工业化强国英国、德国、美国、法国排在前几名这个大家容易理解,那么瑞典排在第二名很多网友表示疑惑。

铁矿、森林和水力是瑞典三大资源。瑞典已探明铁矿储量为36.5亿吨系欧洲最大的铁矿砂出口国。铀矿储量为25至30万吨。森林覆盖率为54%,蓄材26.4亿立方米。

瑞典非常幸运的具备大量矿石和可用于燃料的森林,这些天然的地理优势让瑞典的冶金业风生水起,因此强烈的冶金工业需求与刺激化学研究的发展及其化学元素的发现只是一个必然的结果。

我们所熟知的氯气、锰、钨的发现者、氧气的发现人之一舍勒,著名的炸药专家 、诺贝尔奖创立者诺贝尔等一大批世界顶尖的科学家都是瑞典人。



转炉炼钢最早是瑞典人实践的的,氧气顶吹转炉炼钢技术是瑞典发明的。

瑞典虽然只有500万吨的年产量,不及中国11亿吨的零头,但是70%是特种钢:不锈钢、工具钢、轴承钢、高速钢。著名的专门生产道具的山特维克公司就是瑞典的,而且瑞典还专门生产超强钢板,一个1000万人口的国家能生产鹰狮战斗机就不难理解了。



总结一下:

只有1000万人口的瑞典工业发达而且种类繁多,瑞典拥有自己的航空业、核工业、汽车制造业、先进的军事工业,以及全球领先的电讯业和医药研究能力。


在软件开发、微电子、远程通讯和光子领域,瑞典也居世界领先地位。


瑞典是欧洲最大的铁矿砂出口国。


按人口比例计算,瑞典是世界上拥有跨国公司最多的国家。


瑞典是一个高度发达的资本主义国家,设立许多社会福利制度,且在联合国开发计划署的人类发展指数中通常名列前茅。


以化学作为理论支撑的冶金业是瑞典工业的基因。


在一个趋向不依赖密集劳动力的信息社会、制造精细化社会,瑞典未来前景不可估量。


(本文部分内容转载自中国商业地理)