19.通过《周期表》看元素形成的规律性

2018.3.5

我国的学生字典后面通常都会有《元素周期表》，帮助我们了解化学元素的组成，王爷爷就是通过这张表开始探索物质世界秘密的。

首先，王爷爷搞清楚了序号的意义，知道了每个序号不仅是元素的编号，还代表该元素质子的数量。原子量是质子和中子数量之和，原子量减去序号，等于元素的中子数量。核外电子构型反映核内质子分布，间接反映核内中子分布，因为中子总是与质子结合在一起，不外乎“氢”、“氦”同位素的五种类型。它们是“氕”，单质子形态；“氘”，一个质子、一个中子形态；“氚”，一个质子、两个中子形态；“氦3”，两个质子、一个中子形态；“氦4”，两个质子、两个中子形态。

开始，王爷爷对《周期表》的分区和周期不是很明白，试着分析元素结构，发现五种构成的分析很难进行，排列组合太多！而中子数量有等于、大于质子数量的一般规律，于是尝试用“氘”、“氚”、“氦4”结构分析元素构成，取得突破性进展，找到一些简易的分析方法，如原子量减去元素序号的倍数等于元素“氚”结构的数量等简易计算方式，初步掌握了元素的上述构成。

王爷爷分析元素结构的目的是了解元素形成和转化的规律，看看元素结构与物理化学属性之间有无规律性联系。前者有所成就，后者一无所获。

但是王爷爷没有放弃，两年后再次分析元素结构，不仅计算三种构成的数量关系，还深入分析每层结构和高阶构成，看看有无高阶元素聚变的可能。结果，发现了元素的共同内核、周期性内核和“跳跃式”突变现象。

元素的共同内核和周期性内核可以通过核外电子构型掌握：k层的2和阿尔法射线的存在表明“氦4”是第一周期以外所有化学元素的共同内核；2、8，形成“氖”元素以后所有化学元素的第二层内核“氖核”；2、8、18，形成“镍”元素以后所有化学元素的第三层内核“镍核”；2、8、18、18，形成第五周期元素的第四层周期性内核“钯核”；2、8、18、32，形成“钕”元素以后所有化学元素的第四层内核“钕核”；2、8、18、32、18，形成第六周期元素的第五层周期性内核“铂核”；2、8、18、32、32，形成“铀”以后所有元素的第五层内核“铀核”；2、8、18、32、32、18，形成第七周期元素的第六层周期性内核“110核”。以后化学元素的核外电子构型可能只增加中间的32构型，其他不变，这里不再推演共同内核和周期性内核。

分析核外电子构型我们可以发现：第一到第五周期元素可以通过“渐变”的方式连续核聚变，第六周期元素却不能从第五周期元素“渐变”过来，以后周期的化学元素核外电子构型都存在“跳跃式”突变现象，因为中间核外电子构型与前一周期的最高阶核外电子构型没有接续性。这种现象可能形成星球内部的层次突变，产生相对独立的化学元素系列层次，成为星系的形成原因。

王爷爷根据分析结果编制了人类第一份《元素结构表》，只显示化学元素的内核和表层结构，同时标明核外电子的层次和相对“缺位”，因为王爷爷发现核外电子的相对“缺位”可能与化合物的形成有关！你看：各周期核外电子构型完整的化学元素都是相对“孤独”的惰性气体元素。除了核外电子共轭形成分子结构之外，核外电子的相对“缺位”和“互补”可能也是分子结构形成的重要原因。

为了分析元素结构与熔点之间的关系，王爷爷把所有已知元素的熔点标注在元素旁边，发现各周期元素的熔点有类似的从低到高，再到更低的变化曲线，高熔点金属元素全部集中在d区，s区域和ds区域属于过渡区域，p区除了第二、第三周期以外全部是低熔点元素，最后都是熔点在摄氏零度以下的气体元素。考虑到元素由光子聚变形成，本质是吸热反应，各周期元素的熔点变化曲线极有可能反映了元素形成的环境光子密度变化，连续核聚变可能产生环境的连续降温现象，成为星球层次现象形成的重要原因。而不同周期化学元素的形成可能与重力环境有关：第一周期元素是宇宙射线的主要成分，可以在太空和其他重力条件下形成；第二周期元素可能是大气层元素，是地球大气层的主要成分；第三周期元素可能在地壳和软流层形成，是火山岩浆和地壳的主要物质成分；第四、第五周期元素可能在上下地幔形成；第六、第七周期元素可能在内外地核形成，通过层次间的火山现象与第四、第五周期元素来到地壳，成为稀有元素。

分析元素形成的顺序，首先形成的是初始化学元素“氢”、“氦”同位素，不同重力条件下的丰度可能不同，在高阶元素中的构成也有所不同。其次是金属元素，然后才是非金属元素和惰性气体元素。第六周期以后，非金属元素可能消失，气体元素仍然存在，各周期质量最高的化学元素居然是气体元素！

分析《元素周期表》，第一到第三周期没有d区和ds区元素，第六、第七周期增加了f区元素，也是一种规律性，以后增加的层次和周期可能具有第六、第七周期相同的规律性，需要验证才能确定。

一张《元素周期表》让我分析了十几年，终于悟出点“门道”，与众交流，希望有所启迪。