0號元素

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0號元素
0n


0號元素

0號元素
外觀
自由中子可能呈无色气体
概況
名稱·符號·序數 0號元素(Neutronium)·n·0
元素類別 可能是非金屬
·週期· 0·0·0
標準原子質量 1.00866(1)
電子排布

無電子
0

0號元素的电子層(0)
物理性質
物態 可能是气态
密度 (0 °C, 101.325 kPa
無數據 g/L
熔點 無數據 °C
沸點 無數據 °C
蒸汽壓
原子性質
氧化態 0
電負性 无数据(鲍林标度)
雜項
CAS號 12586-31-1
最穩定同位素

主条目:0號元素的同位素

同位素 豐度 半衰期 方式 能量MeV 產物
1n 100%* 881.5 ± 1.5秒[1] β衰變 0.782 1H
2n 人造 10-22[2] 中子發射 - 1n
  • 所有放射到自然界中的中子必為1n。

0號元素英语Neutronium),有時又被稱為中子元素英语Neutrium[3],是指原子中僅含中子,不含質子的一種元素,或純粹只由中子組成的物質。1926年物理學家安德利亞·馮·安德羅波夫發明了這個詞,那時甚至還沒有中子的概念。安得羅波夫將0號元素放在了元素周期表最開始,以代表其質子數比還要少。[4][5]

然而,該術語的含義隨著時間發生了改變,從20世紀後半葉起,這個詞被用來指一種密度極大的物質,最早被用於科幻小説中,代表一種密度極大的奇特元素,直到在中子被發現後,0號元素已主要指代中子星内部存在的一種高密度、無質子的元素,目前多以多中子核物質來表示許多中子聚集在一起所形成的核素,這種物質目前僅存在於中子星内部。直到現在,這個詞的使用尚有爭議。

表示法[编辑]

在某些文獻中,零號元素被簡記為0Nu,這一詞來自neutrium[3],但大部份的文獻還是以"中子"記載,記為小寫1n,大寫N會與元素衝突,另外也有將n重複兩次避免與元素衝突衝突的寫法:0nn[6]

在週期表中的位置[编辑]

零號元素是1926年科學家安德利亞·馮·安德羅波夫提出的猜想,他認為可能存在不包含質子電子只由中子組成,即原子序化學元素,它就將該元素放置於元素週期表的最開頭,即的前面。它隨後也被一些科學家擺在元素週期表中的幾種螺旋陳述之元素分類中,像查爾斯·珍妮特(1928)、E. I. Emerson(1944)、John D. Clark (1950)、和in Philip Stewart's Chemical Galaxy(2005)。雖然這一詞在科學文獻中不代表元素或高密度的簡併態物質,但曾有報導指出除了自由中子以外,可能存在兩個中子有強核力束縛的核素。若要將零號元素擺入周期表,應該要放在的上面而不是氫的上面或前面,

同位素[编辑]

性質[编辑]

零號元素與原子序大於零的元素有很大的差別,因為它沒有電子層,或電子無法穩定的存在它周圍形成軌域,因此該原子是不完整的(所謂完整的原子要有原子核和電子殼層)。

目前將中子當作元素單質探討其性質的研究相當的少,因此無法確定其相態變化等物理性質,多半是以研究單一中子動能之中子溫度為多,目前只知道中子在高壓下能以簡併態存在,即中子星,亦有理論指出該相態的結構可能是一種立方密堆積的結構,以獲得更高的堆積密度。[7]

在化學性質中,曾有研究指出,中子和電子能以類似離子的形態呈現,即中子電子對(英语neutron-electron pair ,n-e)。雖然中子不帶任何電荷,但它有微小的電荷分佈[8]因此電子能在中子周圍以軌域效應束縛,但是不與自旋和角動量相關,減少了基本上與中子的磁矩和電子的電場之間的相互作用。不同的是貢獻給中子電子對的相互作用顯然是更小的,作用力的產生可能是由於中子內的電荷和電流的分配。雖然中子電子對相互作用非常弱,已經在幾實個驗中觀察到[9]。但由於該型態的中子離子結合能非常弱,因此很容易分開,因此更不可能形成化合物。因此,零號元素在化學上可以視為完全惰性,因為很難有電子能使它參與化學鍵的結合[10],它不能形成穩定的離子,因為沒有質子可以協助它拉住電子,因此,它無法形成晶格,不能以剛體的形式存在,因此它可能只有液相和氣相兩種相態,然而在極端的壓力與巨大的重力影響下可以形成簡併態的超固體,即中子星的結構。

穩定度[编辑]

中子的衰变反应如下:  \rm n \rightarrow \rm p + e + v_e

與中子星的關係[编辑]

在小說中[编辑]

參見[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ K. Nakamura et al. (Particle Data Group), J. Phys. G 37, 075021 (2010) and 2011 partial update for the 2012 edition.
  2. ^ Spyrou, A; et al. First Observation of Ground State Dineutron Decay: 16Be. Phys. Rev. Lett. 108, 102501 (2012). March 9, 2012. Bibcode:2012PhyOJ...5...30S. doi:10.1103/Physics.5.30. 
  3. ^ 3.0 3.1 Neutrium: The Most Neutral Hypothetical State of Matter Ever. io9.com. 2012 [2013-02-11]. 
  4. ^ von Antropoff, A. Eine neue Form des periodischen Systems der Elementen. (PDF). Z. Angew. Chem. 1926, 39 (23): 722–725 [2007-12-12]. doi:10.1002/ange.19260392303. 
  5. ^ Stewart, Philip J. A century on from Dmitrii Mendeleev: tables and spirals, noble gases and Nobel prizes. Foundations of Chemistry. October 2007, 9 (3): 235–245 [2007-12-12]. doi:10.1007/s10698-007-9038-x. 
  6. ^ Table of neutrons Isotopes nucleardata.nuclear.lu.se 中子的同位素 [2014-10-21]
  7. ^ Felipe J. Llanes-Estrada, Gaspar Moreno Navarro., Felipe J.; Gaspar Moreno Navarro. Cubic neutrons. arXiv:1108.1859v1 [nucl-th]. 2011. 
  8. ^ Miller, G.A. Charge Densities of the Neutron and Proton. Physical Review Letters. 2007, 99 (11): 112001. Bibcode:2007PhRvL..99k2001M. doi:10.1103/PhysRevLett.99.112001. 
  9. ^ Vlasov, N. A. Neitrony, 2nd ed. Moscow, 1971. Gurevich, I. I., and L. V. Tarasov. Fizika neitronov nizkikh energii. Moscow, 1965.
  10. ^ Zarkonnen. Neutronium. Everything2.com. 2002 [2013-02-11].