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元素周期墻

Periodic Wall of the elements

Q.如果你把元素周期表里的元素制作成立方磚頭,并按照周期表的排列方式把這些方塊一個個排起來,會發生什么?

A.確實有人收集各種元素。他們會試圖收集盡可能多的元素的物理樣本,并把它們放在類似于元素周期表的展示盒里。你可以把這些元素想象成危險的、具有放射性的、短命的口袋妖怪。

——安迪·康諾利

在所有的118種元素中,有30種(如氦、碳、鋁和鐵)能在本地的零售超市里買到純凈的樣品。另有幾十種元素可以通過拆解某些東西得到,比如你可以在煙霧探測器中找到微量的镅。另一些元素你可以在網上買到。

總的來說,搞到其中近80種元素的樣品還是可行的。如果你愿意犧牲一下你的健康、安全和逮捕記錄的話,你可以弄到90種。而剩下的那些元素,不是太具有放射性,就是半衰期太短,一次最多只能獲得幾個分子。

但如果你真的搜集到了所有元素的樣品呢?

元素周期表有7行。在你讀到這篇文章時,可能已經開始加入第8行了。如果你在2038年讀這篇文章,周期表就會有10行。但我們的機器人領主會禁止一切關于此的討論。

· 前兩行元素堆起來沒什么大問題。

· 第三行元素會讓你燒起來。

· 第四行元素產生的有毒煙霧會讓你喪命。

· 第五行元素會造成以上所說的所有后果,還會使你受到一點輻射。

· 第六行元素會劇烈爆炸,會毀掉整幢房子,伴隨著具有放射性并且有毒的大火以及滿地的塵土。

· 不要拼出第七行。

· 我們一行一行來討論。首先是第一行,簡單得有些無聊。

氫立方體會慢慢上升并擴散,就像沒有氣的氣球一樣。氦立方體也是一樣。

第二行就有些復雜了。

鋰會立即失去光澤。鈹有很強的毒性,所以你處理起來要小心一些,不要讓任何碎屑飛到空氣中。

氧氣和氮氣會飄來飄去,慢慢擴散開來。氖則會向上飄走。

:這是說,假設它們都處于雙原子結構(比如氧氣O2和氮氣N2)。如果元素立方體是單原子結構,它們會在一瞬間組合起來,同時產生數千攝氏度的高溫。

淡黃色的氟氣會在地上鋪展開來。氟是元素周期表中反應活性最高、腐蝕性最強的元素。幾乎任何其他元素接觸到純氟時都會自發地燃燒起來。

我咨詢了化學家德雷克·勞維勞維是很棒的藥物研究博客In the Pipeline的作者。,他表示氟不會與氖反應,而且“會和氯達成某種意義上的武裝停火協議,但別的東西嘛,嘖嘖”。氟遇到后幾排的元素也會引起麻煩,如果空氣中有一些水汽的話,氟還會結合水汽形成具有腐蝕性的氫氟酸。

即使你不慎呼吸到了痕量指非常少,只有一點痕跡的計量。的氫氟酸,你的鼻子、肺、嘴巴、眼睛都會受到嚴重傷害,時間長了整個人體都會被腐蝕掉。為此你絕對需要一個防毒面具,不過你要知道氟能夠腐蝕絕大多數的面具材料,所以記得在選擇一款面具前先進行一下測試。玩得愉快!

下面是第三行。

這里的數據一半來源于《物理和化學手冊》,一半來自英國電視喜劇“看看你周圍”。

這一行里最惹事的是磷。純磷有好幾種存在形式,紅磷可以相對安全儲存,而白磷一遇到空氣就會自發燃燒,并產生難以熄滅的紅色火焰,而且有很強的毒性。白磷的這個性質被用到了爭議很大的白磷燃燒彈中。

硫在普通情況下不會引發什么問題,再不濟也就是聞起來味道不太好。不過別忘了硫的左邊是熊熊燃燒的磷……右邊是氟和氯。和許多其他物質一樣,硫遇到純氟氣體也會著火。

惰性的氬氣密度比空氣大,所以它只會沉在地面上鋪展開來。先別管氬氣,你的大麻煩還在后頭呢。

之前說到的大火會產生各種名字聳人聽聞的化合物,比如六氟化硫。如果你在室內進行這個實驗,那么你會被有毒煙霧嗆到死,整幢房子也有可能被大火吞噬。

不過現在還只是第三行。讓我們來看第四行!

注:此處為雙關,“諷刺”的英文是ironic,而“鐵”是iron。

砷聽上去就很嚇人,而它的嚇人理由也相當充分——它對幾乎一切形式的復雜生命都是有毒的。

有些時候,這些嚇人的化學品引發的恐慌是有點夸大其詞。比如在我們所有的食物和水中都有痕量的砷存在,但我們的身體能夠很好地處理掉這些微量砷。但現在可不是這樣。

燃燒的磷(現在又加上燃燒的鉀,鉀和磷都很容易自燃)能夠引燃砷,同時釋放出大量有毒的三氧化二砷,這東西相當毒,不要吸入。

這一行的元素還會散發出可怕的氣味。硒和溴會劇烈反應,勞維表示相比于燃燒的硒,“硫聞起來就像香奈兒香水”。

如果鋁塊能夠經受住大火,那么你就會看到一個詭異的現象。在鋁塊下面熔化的鎵會被鋁吸收進去,破壞鋁的內部結構,使其變得像浸水的紙一樣又軟又爛。在YouTube上搜索“鎵滲透”你就會明白這種現象是有多詭異。

燃燒的硫會濺到溴塊中去。溴在室溫下是液體,除它以外,室溫下是液體的單質就只剩下汞了。而且溴也是個很棘手的東西。到現在這份兒上,各種火焰形成的有毒化合物已經數不清了。不過如果你是在安全距離以外做這個實驗的話,你還是有可能活下來的。

第五行有一個元素很有意思:锝-99,它是目前為止我們遇到的第一個帶放射性的磚塊。

锝是不具有穩定同位素的所有元素中原子序數最低的一個。雖然1立方分米的锝塊釋放出的輻射劑量不會使你喪命,但劑量還是非常大的。要是你整天戴著一頂锝做的帽子,或者呼吸它的微粒,那么你是肯定會死的。

注:43號元素。

除了锝,第五行基本和第四行差不多。

現在到第六行了!現在無論你多么小心,這一行元素還是肯定會置你于死地。

這個版本的元素周期表比你平常看到的要寬一些,因為我們把鑭系元素和錒系元素插進了第六和第七行。(這些元素一般不放在主表中而是單獨列出來,避免主表太寬。)

元素周期表的第六行有許多放射性元素,包括钷、釙2006年,前克格勃(KGB)特工亞歷山大·利特維年科被人用一把頂部涂有釙-210的雨傘謀殺。、砹和氡氡是里面最無害的一個了。。砹是里面的大壞蛋。

我們不知道砹看上去是什么樣子的,正如勞維所說:“這玩意兒根本就是不想存在。”砹具有極強的放射性(半衰期以小時計算),任何一塊稍微大一點兒的砹塊都會被自身衰變釋放出來的熱量氣化掉。化學家猜測它的表面是黑色的,但沒有人能夠確切知道。

材料安全數據中沒有砹這一項。假如有的話,里面大概會是一連串血跡斑斑的“不”字。

而我們這個立方體中的砹含量將在短時間內超過有史以來所有提純出來的砹的總量,這里我強調“短時間內”,是因為這個砹塊將會迅速變成一大團熾熱的氣體。這股熱氣本身就會讓任何靠近的人三度燒傷,整幢建筑也會被夷為平地。之后這團熱氣會迅速升入空中,同時放出更多的熱和輻射。

你剛剛引發的爆炸大小剛好能讓你的實驗室面臨最大量的文書工作。如果爆炸規模再小一些,你沒準還能夠私下擺平;如果規模再大一些,城市里就剩不下什么人來看你的事故調查報告了。

夾雜著砹、釙和其他放射性產物的灰塵和碎片會隨著降雨落回地面,使得下風處的整塊區域完全不適合人類居住。

而輻射水平也會出奇地高。鑒于每眨一次眼睛需要幾百毫秒,你真的會在“一眨眼的工夫”里因輻射過量而喪命。

你的死因將會是“急性嚴重輻射中毒”,也就是說你其實是被煮熟了。

第七行就更糟了。

元素周期表的最后一行有各種奇奇怪怪的元素,它們被稱為超鈾元素。在很長一段時間內,這些超鈾元素的名字都是些類似于“Unununium”的臨時名字,但后來它們都漸漸地有了正式的永久名字。

不過起名字這事兒倒不必著急,因為絕大多數超鈾元素非常不穩定,它們只能在粒子加速器中制得,存在時間不超過幾分鐘。如果你有10萬個(Lv)原子,一秒鐘后就只剩一個了,再過幾百毫秒就一個都不剩了。

但是對于我們的項目而言,很不幸,超鈾元素可不會“輕輕地我走了”,它們會衰變。它們中大多數衰變出來的東西還會接著衰變。原子序數最高的那些元素的立方體會在幾秒內發生衰變,同時釋放出驚人的能量。

其結果不會“像核爆一樣”,其結果就是核爆。不過,和裂變彈不同,它們不會發生鏈式反應,而就只是一個反應而已,所有衰變都發生在一瞬間。

反應產生的能量會瞬間把你(和剩下的周期墻)燒成等離子體。爆炸規模和一次中型核爆炸相當,但釋放的放射性塵埃則會比后者糟糕得多——元素周期表上那些大雜燴全都在飛速地盡力變成其他什么玩意兒。

你所在的城市將會升起巨大的蘑菇云,煙柱會借著自身產生的熱量一直沖上同溫層。如果你所在的區域人口密集,那么瞬間造成的人員傷亡將會難以計量,而且長期的放射性塵埃帶來的后果還會更糟。

這次的放射性塵埃和普通日常的核爆放射塵你懂的啦,我們平常拍拍肩抖掉的那玩意兒。可不一樣,這是一個還在不停爆炸的核彈。爆炸產生的碎屑會遍布全球,放射性水平將會是切爾諾貝利災難的數千倍以上。你周圍的整個區域都會被徹底摧毀,在接下去的幾個世紀內都寸草不生。

收集東西誠然很有意思,但當你收集的是化學元素時,你可能不會想要全部收集全。

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