格伦·西博格与锕系元素

格伦·西博格是谁？

格伦·西奥多·西博格（1912—1999）出生于密歇根州的伊什珀明，在南加州长大。他 1937 年在加州大学伯克利分校获得化学博士学位，并在那里度过了职业生涯的大部分时间，与利用欧内斯特·劳伦斯的回旋加速器制造新放射性同位素的物理学家们一起工作。

制造钚

1940 年，伯克利的埃德温·麦克米伦和菲利普·艾贝尔森制造出了镎，即 93 号元素，这是第一种比铀更重的元素。同年晚些时候，西博格、麦克米伦、约瑟夫·肯尼迪和阿瑟·瓦尔用氘核轰击铀，产生了 94 号元素，他们在 1941 年初从化学上鉴定了它，并以冥王星命名为钚。1941 年，西博格和他的同事们还证明钚-239 被慢中子撞击时会裂变，这使它成为核反应堆和核武器的候选燃料。第二次世界大战期间，西博格转到芝加哥大学的冶金实验室，在那里领导了为曼哈顿计划分离钚的工作。

95 号和 96 号元素的谜题

当时，周期表把钍、镤和铀放在表的主体中，位于铪、钽和钨的下方，仿佛它们是过渡金属。按照这个逻辑，95 号和 96 号元素的行为应该像铱和铂。基于这一假设的实验没能找到它们。

锕系概念

1944 年，西博格提出了一个不同的想法。他认为，从锕开始的重元素构成了自己的一类，填充的是内层的一组电子轨道（5f 轨道），就像镧系元素填充 4f 轨道一样。如果这是真的，95 号元素应该与铕相似，96 号元素应该与钆相似。带着这种化学思路去搜寻，他的小组在 1944 年鉴定出了这两种元素，后来它们被命名为镅和锔。由于战时保密，这一发现直到 1945 年 11 月才公开，当时西博格在官方宣布前几天，于一个广播问答节目中回答了一个孩子的问题。

西博格在 1945 年发表了锕系概念，并附上一张把锕系元素放在镧系元素下方单独一行的周期表。他后来回忆说，同事们曾警告他，这个想法可能会毁掉他的科学声誉。

改变周期表的形状

锕系概念把钍、镤和铀从过渡金属中移出，让周期表有了我们熟悉的现代外观，即在主体下方印着两行 f 区元素。事实证明它也是可靠的向导。西博格的团队用它来规划搜寻工作，由此在 1949 年得到了锫，1950 年得到了锎，而且它正确地把这个系列的终点定在 103 号元素铹，104 号元素则回到主表中铪的下方。

诺贝尔奖与𬭳

西博格与埃德温·麦克米伦因在超铀元素化学方面的发现，共同获得了 1951 年诺贝尔化学奖。他参与了钚、镅、锔、锫、锎和钔等元素的发现，后来在 1961 年至 1971 年间担任美国原子能委员会主席。

1974 年，来自伯克利和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的团队制造出了 106 号元素，发现者提议称之为𬭳。在围绕最重元素命名的长期国际争论之后，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）于 1997 年批准了𬭳这个名称，这是第一次有元素以在世的人命名。两年后的 1999 年，西博格去世。