2015 12.30化學元素周期表中增加了壹個新成員。國際純粹與應用化學聯合會正式確認發現了四種新的化學元素，而且都已經在實驗室裏了。
元素周期表可以繼續延長嗎？
這種發現趨勢能持續下去嗎？還有多少新的化學元素等待我們去發現？壹些科學家認為，即使元素周期表沒有邊界，隨著它的不斷膨脹，奇怪的現象也壹定會出現。
2015 12.30，國際純粹與應用化學聯合會正式確認發現四種新的化學元素。壹些報告認為，這些元素“完善”了化學元素周期表。
這種觀點可能不正確。相信在批量發現新元素後，還會不斷發現更多新元素。但是這個發現過程可能會持續很長時間，因為新元素會越來越難發現和生成。
這四種新元素只有填到化學元素周期表的第七行才能“完善”。如果再找到119或120元素，就會開始新的壹行，繼續展開化學元素周期表。
新元素越來越多，誰也不知道化學元素周期表會膨脹到什麽時候。有人懷疑可能沒有限制。還有壹些人認為可能存在壹個臨界點，即原子不能再變重，因為這樣巨大的原子是完全不穩定的，它們會立即以輻射的形式迅速消散。
但有壹點是明確的，如果我們試圖制造更重的元素，我們可能會發現它們的行為極其奇怪。
元素是化學物質最基本的構成元素，壹個元素其實就是只含有壹種原子的物質。因此，制造新元素意味著制造新原子。每個元素都有壹個序列號，例如，碳的序列號是6。這些序列號不僅僅是隨機的數字標簽，而是有壹個基本的含義，就是指原子中所含的質子數。
質子也是壹種基本粒子，位於原子的核心。帶正電荷和負電荷的電子圍繞原子核運動。除了氫原子，原子核中還含有第二種粒子——中子，這是壹種質量與質子幾乎相同但不帶電荷的粒子。壹種元素的原子可以有不同數量的中子，這種變體被稱為“同位素”。
中子作為粘合劑將質子結合在壹起。如果沒有中子，質子會因為帶正電荷而互相排斥。
同樣，壹些較重原子(如鈾)的原子核中也含有許多互斥的質子，甚至中子也無法將它們聚合在壹起。這種原子具有“放射性衰變”，即它們釋放粒子和能量。當壹個原子衰變時，其原子核中的質子數是不斷變化的。
所以這個放射性衰變過程也會把壹種元素變成另壹種元素。這種說法聽起來很奇怪，其實這個過程在我們身邊無時無刻不在發生，甚至在我們體內的壹些原子中。
每壹種原子核都有最理想的質子中子比，所以如果原子的中子太多或太少，就會衰變。
自然元素是如何形成的？
對於較輕的元素，比如碳或氧，這個穩定的比值正好是1: 1，較重的元素需要中子稍微超過。宇宙的自然過程只能產生壹定質量的元素。最輕的五種元素，從氫到硼，大多產生於大爆炸過程。較重的元素只在恒星中產生。
在恒星內部，極端的高溫高壓環境迫使較輕元素的原子核聚集在壹起，這就是所謂的“核聚變”。
較大的恒星可以產生較重的元素，例如水星的原子核中有80個質子。然而，元素周期表中的許多元素都是在恒星爆炸或超新星爆炸的劇烈環境中產生的。巨大的能量釋放也可以完成新型的聚變，例如壹個原子撞擊另壹個原子，從而產生像鈾這樣的元素，其質子數為92。
核聚變需要大量的能量，因為帶正電的原子核會排斥另壹個原子核。原子核必須以最高速度運動才能突破這個障礙並融合在壹起。所以鈾是自然界中最重的元素，還沒有發現自然過程可以產生比鈾更重的元素。
2017年，人類探測到兩顆中子星碰撞產生的引力波，觀測到有大量的黃金合成，黃金的重量相當於幾千個地球。
如何人工制造元素？
如果科學家想要制造新元素，他們必須使用粒子加速器將需要碰撞的原子加速到非常高的速度，甚至達到光速的十分之壹。
1939實現了這個目標。加州大學伯克利分校的科學家制造出第93種元素鎿。兩年後，這個研究小組制造出了第94種元素——鈈。
科學家很快發現，鈈和鈾壹樣，會以極快的速度自發衰變，也就是核裂變，其巨大的原子核幾乎會壹分為二，釋放出巨大的能量。這壹重要發現很快被投入使用，粒子加速器中產生的鈈被用來制造核武器，也就是1945年在日本長崎爆炸的原子彈“胖子”。直到第二次世界大戰結束，鈈的發現壹直被視為軍事機密。
圖註:脂肪原子彈，其中充滿了元素鈈。
二戰後，物理學家開始尋找新元素。幾十年來，美國這項研究的主要基地是伯克利，現在大部分實驗都轉移到了勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室。
美國、俄羅斯和日本之間的競爭
俄羅斯的主要研究基地是杜布納聯合核研究所，建於1956。起初，美國人在這場核競賽中處於領先地位，因此95、97和98號元素分別被稱為鎇、錇和鐦。
然而，其他新元素是以完全不同的方式被發現的。它們是在1950年代美國氫彈爆炸試驗的廢墟中發現的，這些元素是在壹次劇烈爆炸中由核彈中的鈾聚合而成的。
因此，99號元素和100號元素是以核科學領域的兩位先驅命名的，即釙以著名科學家愛因斯坦命名，鎇以著名物理學家恩利克·費密命名。
隨著冷戰的加劇，美蘇在核科學研究上的競爭更加激烈。
從1950年代末到1970年代初，伯克利和杜布納聯合核研究所的科學家們壹直在爭論誰成為了元素102、104、105和106。國際純粹與應用化學聯合會做出了最終判決。直到1997才確定104元素的發現者是伯克利，105元素的發現者是杜布納聯合核研究所。與此同時，107元素的競爭是在杜布納聯合核研究所和壹個新的對手，即德國重離子研究實驗室之間進行的，德國重離子研究實驗室在德語中簡稱為GSI，位於達姆施塔特。最終，這兩個單位都被認為是這個元素的發現者。
早期的人造元素是用較輕的原子轟擊較重的原子而形成的。然而，德國重離子研究實驗室找到了另壹種方法，即聚合兩個中等大小的原子核，如用鋅、鎳、鉻離子轟擊鉛和鉍。德國重離子研究實驗室就這樣發現了108元素，並將其命名為(成黑)。近年來，新元素的生成很少依靠單打獨鬥，更多的是共同研究的結果。
比如2015發現了四種新元素，不僅是美國人貢獻的，還有俄羅斯人和德國人的貢獻。根據國際純粹與應用化學聯合會的說法，第壹批有把握找到元素117和115的人包括俄羅斯杜布納聯合核研究所、美國橡樹嶺國家實驗室和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，他們的成果來自2010年至2012年。杜布納聯合核研究所和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室於2006年開始合作，成功發現了118號元素。
當然，這些結果並非沒有爭議。俄羅斯人壹直對認定元素113是日本人發明的耿耿於懷。113號元素被國際純粹與應用化學聯合會確認為日本理化學研究所仁科加速器研究中心超重元素研究小組森田研究組發現。俄羅斯人認為，杜布納聯合核研究所早在2003年就首次用鈣轟擊鎇，而日本人的實驗是壹年後，日本人用鋅離子轟擊鉍。
所有這些爭論的核心是什麽才是真正令人信服的結果。國際純粹與應用化學聯合會的專家決定了這個結果，但這個決定畢竟是主觀的。這些元素是通過它們的放射性衰變特性來探測的。每種同位素都有不同的衰變過程，每種同位素都以自己的速度衰變，並以半衰期來衡量。因為這種微弱的信號必須在與其他原子核聚合的過程中才能檢測到，所以不容易確定哪種說法更有說服力。
考慮到這些困難，我們似乎已經看到了原子大小的上限。但是，我們還是有很好的理由進入元素周期表的第八行。打開元素周期表第八行真的很激動，因為這將意味著我們不會像以前壹樣產生原子。
原子中的電子以電子層的形式排列，每壹層電子層都有特定的電子數，決定了原子的行為和周期表的形狀。第壹層通常包含2個電子，包括1個氫原子和2個氦原子。第二層可以容納8個電子。這就是為什麽周期表的第二行有八個元素。更高級別的電子層容納更多的電子。
這四種新發現的元素是周期表第七行的最後成員。如果能找到119元素，那就是第八排第壹個成員，所以這個元素第八層的電子數是1。然而，這種極端元素可能會打破現有元素周期表的組織規則。每壹列中的元素具有相似的特征，因為它們最外層的電子層以相同的方式排列。
比如最左邊壹欄的元素都是活性金屬，它們的外殼只有壹個電子。這是壹種不穩定的狀態，原子可能會失去唯壹的電子。相反，最右邊的壹列外層電子是滿的，這意味著它們很難發生化學反應，因此被稱為惰性氣體。
還有多少元素等待我們去發現？
然而，這些規則可能不適用於所有超重元素。在它們的原子中，靠近原子核的電子被帶正電的原子核緊緊吸引，它們以極快的速度運行。他們的速度適用於愛因斯坦的相對論，即物質越接近光速，其質量增加的越多。
所以內層電子變重，這個鏈式反應會帶動外層電子，可以決定元素的化學特性。結論是，這種連鎖反應意味著超重元素可能不會以我們認為的方式表現。
此外，似乎超重元素越重，衰變越快。這意味著不僅研究它們的化學性質很難，而且生成它們更難，即使生成了，也很難檢測到它們的化學性質。同樣，較大原子核的穩定性也可以估計。所以，沒有證據表明我們不能進入元素周期表的第八行。
事實上，超重元素並不總是隨著它們變重而變得更加不穩定。還有壹些原子核壽命相對較長，存在於“穩定島”中。這取決於中子和質子的數量。粒子物理學家發現，原子核中的質子和中子也像電子壹樣以殼層形式存在，電子殼層越滿越穩定。氦、氧、鈣、鉛都是全電子殼層，所以極其穩定。同樣，滿中子殼意味著穩定。
不過在元素122之前，這種穩定性似乎不是決定性的。鏑也可以從核殼效應中獲得穩定性。鏻-298的估計半衰期約為17天，這對於超重元素來說已經是非常高的標準了。已知壽命最長的同位素鏑-289的半衰期為2.6秒。
尚不清楚是否所有超重元素都能持續足夠長的時間。有沒有壹個臨界點，就是原子不能再重，否則就不存在了？
美國物理學家理查德·費曼認為是的。他通過公式計算得出結論，原子核內的質子不能超過137，因為最裏面的電子，也就是第壹電子層，沒有穩定的軌道。
換句話說，137元素的原子核將無法控制它們。但是費曼公式用了壹個近似值，就是原子核的大小近似為零，當然不是。
再做更精確的計算，在173元素之前，最裏面的電子的能量似乎並沒有異常。173元素最裏面的電子可能處於異常不穩定的狀態，也就是說，它可能產生“虛”粒子。換句話說，這些重元素的電子雲有時可能會釋放出反物質粒子。
所以，即使元素周期表沒有邊界，隨著它的不斷膨脹，也壹定會出現奇怪的現象。當然，以後能不能找到這些極端的元素，就是另壹回事了。