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元素帝国功臣:这些女性你知道几个

科普小知识2022-03-17 18:04:19
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庆祝化学元素周期表150周年(图片来源:https://make zine . com/projects/accept-150周年-周期表-并列-200000-微小节/)

居里夫人——第一位获得诺贝尔奖的女性

玛丽·居里(1861934),俗称居里夫人,是出生于波兰的法国物理学家和放射化学家。1898年,她和丈夫皮埃尔发现了镭元素88和钋元素84。

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居里夫人

居里夫人与她的丈夫皮埃尔和贝可勒耳因发现放射性而分享了1903年诺贝尔物理学奖。1906年,她的丈夫皮埃尔在一次交通事故中丧生。1911年,玛丽·居里因分离镭和钋获得第二个诺贝尔奖。她是第一个获得两项诺贝尔奖的人,也是第一个获得诺贝尔奖的女性。

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玛丽和皮埃尔在实验室里(图片来源:http://www . buffalolib . org/content/militaries-science/Marie-Curie)

玛丽·居里是研究放射性现象的先驱。她发现的两种新元素(钋和镭)对元素周期表的发展做出了重要贡献。玛丽·居里还对放射性进行了广泛的研究,并且是第一个将放射性同位素应用于癌症治疗的人。

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镭可用于医疗领域(照片来源:https://www.wisegeek.com/what-is-radium.htm)

当时,她还决定不申请镭治疗方法和医学应用的专利。她给出的理由是“我们都认为获得经济利益违反了我们的纯研究概念。”然而,由于过度接触放射性物质,她最终死于再生障碍性贫血。

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钋已被用作空间探测器的紧凑热源(照片来源:http://www . chemistrydex plained . com/elements/l-p/钋. html)

为了纪念他们对放射性领域的贡献,元素96居里以科学家皮埃尔和玛丽居里的名字命名。

被诺贝尔奖遗忘的女人

丽莎·迈特纳斯(1871968)是德国物理学家。当时,妇女参与科学研究遭到抵制。作为一名犹太妇女,迈特纳斯需要更多的勇气来加入科学研究领域。

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丽莎·梅特纳斯(照片来源:onsizzle.com)

她与*科学家马克斯·普朗克、奥托·哈恩、尼尔斯·玻尔和其他人有着非常好的合作。然而,在她研究生涯的前10年,她一直是一名无报酬的“研究员”

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Maitenaz和Hahn在实验室里(图片来源:https://study . com/academy/教训/Lise-meitner-biography-discovery-accounpmissions . html)

化学大师门捷列夫在1871年的周期表中预言了元素91镥的存在。1913年,美国科学家法詹斯和其他人发现了第一种同位素234帕。234帕是自然发生的238铀衰变系列中的短命成员,半衰期约为1.17分钟。

1918年,迈特纳斯和哈恩的团队以及一个英国团队独立地发现了另一种同位素231帕。231Pa是最稳定的同位素,半衰期约为32760年。迈特纳斯的研究小组还发现了其他几种放射性同位素。

镥在放射性衰变过程中产生锕,所以它是锕的“祖先”。这种元素主要存在于沥青铀矿中,它在地壳中的浓度是万亿分之几。1927年,科学家仅分离出2毫克可见量的镥,主要用于研究。

迈特纳斯和哈恩一起工作了30多年。他们非常擅长研究放射性。因为迈特纳斯有坚实的物理基础,哈恩有良好的化学基础,他们的合作是互补的。

迈特纳斯最大的成就是发现了铀原子核的裂变。1939年1月,迈特纳斯和弗里希在《自然》杂志上发表了一篇论文,提出了核裂变的概念。她的发现为后来的原子弹及核能的和平利用提供了理论基础。在美国,人们称他为“原子弹之母”。

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核裂变(图片来源:https://study . com/academy/教训/Lise-meitner-传记-发现-账目. html)

事实上,她与原子弹没有直接关系,甚至她拒绝参与曼哈顿计划!曼哈顿计划是第二次世界大战期间由美国陆军部实施的一项原子弹开发计划,也是一项为第二次世界大战的胜利服务的军事计划。然而,她对自己的研究成果在军事上的应用有着复杂的感情,并且总是后悔自己为原子弹的诞生提供了科学研究成果。1944年,她的搭档哈恩因发现核裂变获得了诺贝尔化学奖。不幸的是,梅特纳斯在这个奖项中被完全忽略了。有人认为这是诺贝尔委员会历史上最大的疏漏之一,也是诺贝尔委员会忽视女性科学成就的最突出的例子。

1966年后,在原子物理学领域工作了60年的迈特纳斯真正受到了世界的关注。她曾在联合国原子能委员会任职,并获得了许多荣誉勋章。在瑞典,她还帮助建造了第一批和平核反应堆。

一直关注迈特纳斯的爱因斯坦被称为“德国的玛丽·居里”。为了纪念她对元素化学的贡献,化学元素109 (Mt)以她的名字命名。

塔克——一个以铼为“介质”的女人

伊达克(1896 -1978)是德国物理学家和化学家,专攻分析化学。在他的科学生涯中,他对元素周期表进行了深入的研究。

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艾德塔克(照片来源:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4213432/)

门捷列夫在设计元素周期表时预测了铼的性质。1925年,塔克、诺德和伯格发现了元素75铼(铼)。1926年,塔克与沃尔特·诺达克结婚,并改名为伊达·诺达克。

据报道,他们从铂矿石和铌矿石中发现了铼,还在钆和辉钼矿中发现了这种元素。1928年,他们处理了660公斤辉钼矿,只提取了1克铼。

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元素铼(照片来源:https://www.sciencephoto.com/media/553937/view)

铼是银白色金属,拉丁语意为莱茵。它非常坚硬,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,并且具有高熔点。因此,它也被广泛用作质谱仪和离子测量仪的灯丝,也可用作电接触材料和热电偶材料。含铼催化剂可用于精细化学品的氢化。

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铼的应用(照片来源:keywordhungry.com)

1929年,塔克和他的丈夫获得了德国灯丝上铼涂层的专利和英国使用铼作为氧化过程催化剂的专利。此后,他们还分别在美国获得了白炽灯丝和真空管丝的三项专利。

1931年,由于铼的发现,他们获得了享有盛誉的德国化学学会利比格尔奖章。1934年,他们还获得了瑞典化学学会的舍勒奖章。

法国科学院第一位女院士佩雷

玛格丽特·佩雷斯(1909 -1975)是法国物理学家。19岁时,她担任居里夫人的助手,所以她受到居里夫人的悉心指导。不久,佩雷斯学会了分离和提纯放射性元素。

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玛格丽特·佩里(照片来源:*)

佩雷的工作是从铀矿石的其他成分中提取锕系元素,供居里夫人研究元素的衰变。十年来,她一直在做这样无聊的工作。居里夫人去世后,佩雷继续研究锕系元素的放射性衰变。1939年,佩雷斯在研究锕的放射性衰变时发现了一个有趣的现象。也就是说,在这些衰变反应中形成的元素混合物含有一种她不知道的物质,所以她决定找出这种物质来找出答案。

最后她发现了这种奇怪的物质,并证明它是一种新的化学元素。这种元素的原子序数是87。为了纪念她的祖国法国,佩雷斯将元素命名为Fr(弗朗西姆)。

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钫元素(图片来源:https://class room clip art.com/clip艺术-视图/剪贴画/化学元素/钫化学元素_ jpg.htm)

钫天然存在于铀矿物中,是地壳中的第二种稀有元素。在获得的钫中,233Fr是最稳定的同位素,但它的半衰期只有22分钟,因此在自然界中很难找到。

1950年,佩雷斯获得法国科学院奥斯卡·王尔德奖。十年后,她获得了许多奖项,如法国皇家科学院奖和巴黎科学奖。1962年,佩雷斯当选为法国科学院院士,这是法国科学院选出的第一位女院士。

贝利发现了钫,并希望用它来诊断癌症。然而,她深受影响,不幸患了骨癌,于1975年去世。看来从事辐射工作的科学家采取有效的安全防护措施是非常必要的。

沙乌格内西——当代女性“炼金术士”

道恩·肖内西是利弗莫尔重元素小组的首席研究员和实验核与放射化学小组的组长。她领导的团队致力于寻找超重元素,被誉为当代女性“炼金术士”

所谓超重元素是指原子核超重的元素,通常在数字104之后。它们只能在实验室合成,而且合成极其困难。一些人工合成的超重元素的寿命在几秒到几微秒的数量级,其科学意义远远大于其实际意义。例如,它们可以帮助我们揭示元素的起源,并回答诸如元素的极限等问题。

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道恩·肖内西在实验室里(照片来源:https://str.llnl.gov/str/April07/Shaughnessy.html)

沙乌格内西原本想成为一名医生,但化学的魅力深深吸引了她。1993年,肖内西获得了加州大学伯克利分校的化学学士学位。2000年,肖内西获得了博士学位。他后来加入了劳伦斯·利弗莫尔国家实验室。她很惊讶核化学真的很神奇,就像“炼金术”,它能产生新的原子。元素116是由她的团队在实验室中发现的,并被命名为利弗莫尔(吕),以纪念劳伦斯利弗莫尔国家实验室,发现地点之一。2012年,国际纯化学和应用化学联合会正式宣布将这种新元素加入元素周期表。2013年7月,它被命名为“吉”。

2015年,国际纯化学和应用化学联合会批准在元素周期表中增加四种新元素,其中三种由肖内西领导的研究小组与俄罗斯核反应实验室合作完成。三个新元素是115 (Mc)、117 (Ts)和118 (Og)。

2017年5月9日,中国科学院、国家语言文字委员会和国家科学技术命名委员会联合发布了四个新的中文命名元素。

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四个元素的中文名称113、115、117和118(图片来源:国家科学技术命名委员会官方网站)

曾几何时,男性主导的化学世界排斥女性科学家。本文所列的女性在化学元素领域都取得了辉煌的成就。然而,他们中的一些人受到了不公正的对待,一些人甚至付出了生命的代价……但是他们对自己的选择并不后悔。今天,让我们向这些伟大的女科学家致敬!

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参考:

[1]许德海、李少山等。化学元素知识简明手册,化学工业出版社,2011。

[2]凌永乐。《化学元素时代是一个历史故事》,化学工业出版社,2011年。

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