世紀(jì)交替三大發(fā)現(xiàn)振奮人心開新紀(jì)元核化學(xué)勇攀新高峰
　　湯姆遜與電子；倫琴與 X 一射線,；居里夫人是“鐳的母親”,。人造元素的夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。1945 年,，美國成功地進(jìn)行了核爆炸,。有關(guān)核化學(xué)的知識(shí)，既讓我們興奮又讓我們觸目驚心,。

　　卻說自從伏特發(fā)明了能夠提供電流的電堆以后,，各國的科學(xué)家便對(duì)電進(jìn)行了廣泛的研究，由此導(dǎo)致了一門新的化學(xué)學(xué)科——核化學(xué)的誕生,。
　　19 世紀(jì)末,，可作為動(dòng)力的銅鋅電池、鉛蓄電池相繼發(fā)明,，電報(bào)和電話也制造成功,。以后又出現(xiàn)了大型發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的制造業(yè)、電車和電燈也開始使用,。
　　爾后由于有了廉價(jià)的水力發(fā)電,，各國又紛紛建立起以電力和電化學(xué)為基 礎(chǔ)的冶金和化工企業(yè)，如電爐煉鋼,、汞電極電解食鹽水,、電解精煉銅等等。但是,，盡管電已在生產(chǎn)中得到日益廣泛的應(yīng)用,，但人們對(duì)于電的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，卻不甚清楚,。為了研究電的本質(zhì),，就需要研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),，這樣一來，就把人們認(rèn)識(shí)物質(zhì)的歷史進(jìn)程,，又推向一個(gè)新的階段,。
　　且說 1879 年，英國著名物理學(xué)家和化學(xué)家克魯克斯對(duì)放電現(xiàn)象的研究： 在低壓氣體放電管中,，當(dāng)壓力降到 0.5 毫米汞柱時(shí),，在陰極附近會(huì)出現(xiàn)一段 不發(fā)光的暗區(qū)；如壓力再降低,，則暗區(qū)擴(kuò)大,；到 0.01 毫米汞柱壓力以下時(shí)，則全管被暗區(qū)充滿,，不再發(fā)光,，而正對(duì)陰極的玻璃壁卻發(fā)出熒光。后經(jīng)許多人研究證明,，熒光是因陰極發(fā)出的一股射線激發(fā)引起的,，這股射線是一種帶電的粒子流，人們把它命名為“陰極射線”,。
　　到了 1897 年,，克魯克斯的學(xué)生，英國劍橋大學(xué)物理學(xué)教授湯姆生設(shè)計(jì)了一項(xiàng)試驗(yàn)：他使陰極射線同時(shí)通過磁場(chǎng)和電場(chǎng),，從而測(cè)定了陰極射線中粒子的電荷量與質(zhì)量之比,。通過此試驗(yàn)證明，這個(gè)荷質(zhì)之比是個(gè)常數(shù),，它同陰極材料無關(guān),。湯姆生后來采納了另一位科學(xué)家斯托內(nèi)的建議，把這種帶負(fù)電的微粒子定名為“電子”,?？唆斂怂购蜏飞难芯浚刮锢砗突瘜W(xué)界的科學(xué)家對(duì)陰極射線的研究一下子熱情高漲起來,。
　　1886 年,，德國物理學(xué)家戈德施坦通過對(duì)陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)還能產(chǎn)生另一種射線,，他把這種射線命名為“陽極射線”或“極隧射線”,。他還證明了原子的可分性。
　　以后,，熱電子發(fā)射,，光電效應(yīng)等相繼發(fā)現(xiàn)，都進(jìn)一步證明了電子存在于一切原子中,。于是原子不可再分的概念被這一系列實(shí)驗(yàn)事實(shí)所打破,。從此,，人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)進(jìn)入到原子微觀結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域。
　　1895 年,，一位當(dāng)時(shí)還不大知名的德國物理學(xué)家,、維茨堡大學(xué)教授倫琴，在研究陰極射線時(shí),，意外地發(fā)現(xiàn)了一種轟動(dòng)全球的射線,。
　　11 月 8 日晚間，在他的實(shí)驗(yàn)室中發(fā)生了一件偶然的事：放在克魯克斯管附近的一盒封存完好的照相干板,，全部莫明其妙地曝光了,。他用黑色紙板把放電管嚴(yán)密套封起來，只留一條狹窄的縫,。
　　當(dāng)他檢查是否漏光時(shí),，意外地發(fā)現(xiàn)一米外的熒光屏上有閃光。這種現(xiàn)象 顯然無法用陰極射線的性質(zhì)來解釋,，因?yàn)殛帢O射線只能穿透幾厘米的空氣。經(jīng)過一段時(shí)間的反復(fù)實(shí)驗(yàn),，他確信這是一種具有強(qiáng)穿透力的新的神秘射線,，它是由陰極射線打到玻璃管壁上所產(chǎn)生的。這種奇怪的射線,，不僅能穿透厚紙板,，而且能穿透一千頁厚的書。木材,、錫箔,、以至手的筋肉都能穿透。 他命名此種射線叫 X 射線,，直到他成功地?cái)z取了 X—光照片,，才對(duì)這種 現(xiàn)象確信無疑。有趣的是,，在他攝制的照片里,，竟有他夫人戴有結(jié)婚戒指的手骨照片。
　　后來科學(xué)界為了紀(jì)念他的這項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)就把 X 射線稱作“倫琴射線”,， 倫琴也因此獲得了首屆的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金,。
　　發(fā)現(xiàn) X—射線的第一篇論文一宣布，立即轟動(dòng)了全世界,。倫琴被招進(jìn)宮 廷對(duì)皇帝做 X—射線的說明,。
　　倫琴的論文三個(gè)月內(nèi)被印出五次。關(guān)于 X—射線的各種論文,，一時(shí)如雨后春筍,，一年之內(nèi)竟有千篇之多,。其傳播之迅速、反應(yīng)之強(qiáng)烈,，在科學(xué)史上 是空前的,。
　　同時(shí)也出現(xiàn)了各種各樣的爭(zhēng)論，什么“I 射線”,、“黑光”的新聞也不 斷出現(xiàn),。光的狂熱籠罩了歐洲各國的實(shí)驗(yàn)室。
　　有些物理學(xué)家認(rèn)為它是一種物質(zhì)粒子流,，而另一些科學(xué)家則認(rèn)為它與普 通光線相似,。直到 1913 年，科學(xué)家勞厄,、弗里德里希,、克尼平發(fā)現(xiàn)這些射線 通過晶體時(shí)，產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,。他們假設(shè),，只有 X—射線波長(zhǎng)很短，天然晶體才是理想的光柵,。這樣,，他們就證明了倫琴射線是一種短波光線，這一發(fā)現(xiàn)奠定了 X—射線照相術(shù)的基礎(chǔ),。
　　且說 1896 年初,，法國數(shù)學(xué)家潘加列收到倫琴寄來的關(guān)于 X—射線的第一篇論文和有關(guān)照片。同年,，在法國巴黎召開的科學(xué)院會(huì)議上,，他宣讀了倫琴的論文，并認(rèn)為倫琴射線根本不需要克魯克斯管,，只要有足夠強(qiáng)的熒光物質(zhì)就可以了,。潘加列的觀點(diǎn)，引起了出席此次會(huì)議的法國著名物理學(xué)家亨利·貝克勒的注意,。亨利·貝克勒家四代都是物理學(xué)家,，其祖父就是前文提到的 A·C·貝 克勒。貝克勒決定要驗(yàn)證潘加列的實(shí)驗(yàn)是否正確,。他最初的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否定的,，磷光或熒光物質(zhì)并不發(fā)射—X 射線。他決定用強(qiáng)熒光物質(zhì)硫酸鉀鈾酰來 做實(shí)驗(yàn),。
他發(fā)現(xiàn),，這種物質(zhì)在陽光照射后，能夠使包在不透光黑紙里面的照相底片感光。但是過了幾天,，事情起了變化,，當(dāng)他再實(shí)驗(yàn)時(shí)，趕上了陰天,，烏云遮住了太陽,，他只得把鈾鹽和底片一起放進(jìn)抽屜。又過了幾日,，他為了檢查底片,，沖洗了其中一張，意外地發(fā)現(xiàn)底片已經(jīng)曝光,，上面有鈾鹽包的像,。
　　很明顯，日曬和熒光都與底片感光無關(guān),。于是他推斷,，必是由于鈾鹽發(fā)出的一種神秘的，能穿透黑紙的射線,。
　　此后幾個(gè)月,，貝克勒經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)，肯定了鈾和它的化合物總在放射一種奇異的射線,。他把這種射線命名為“鈾射線”,，并且確信它與鈾鹽的磷光完全是兩回事。
　　將鈾射線與 X 射線比較,，兩者有很多方面極為相似：都能穿透過黑紙使照相底片感光，都能使空氣電離成為電導(dǎo)體,，并且使驗(yàn)電器放電,。
　　鈾射線是自然產(chǎn)生的，好像不受外界環(huán)境的影響,，也不需要光照,，不需要加熱，更無需陰極射線的激發(fā),。而且鈾和鈾鹽在白天,、黑夜，終年累月地持續(xù)發(fā)出這種射線,，但卻看不出鈾和鈾的化合物的性質(zhì)有什么變化,。
　　
　　而 X 射線則當(dāng)陰極射線一停止，便隨之立即消失,，它的穿透力比鈾射線性強(qiáng),，能穿透肌肉或木板等。
　　電子,、X 射線,、鈾射線的發(fā)現(xiàn),，揭開了物理學(xué)與化學(xué)發(fā)展史的新紀(jì)元。從此,，原子不可分割的概念被摒棄,，原子的大門被啟開，探索原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究開始了,?；瘜W(xué)史家把這三大發(fā)現(xiàn)做為現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的標(biāo)志。
　　卻說貝克勒發(fā)現(xiàn)了鈾的放射性及其特異的性質(zhì),，引起了許多科學(xué)家的注意,，尤其一些青年科學(xué)家。首先應(yīng)該提到的是瑪麗·居里和皮埃爾·居里,。居里夫人原籍波蘭,，后入法國籍，是世界上著名的物理學(xué)家和化學(xué)家,。她先后兩次榮獲諾貝爾獎(jiǎng),，在女科學(xué)家中，她是獨(dú)一無二的兩次諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,。
　　1897 年末,，剛剛生過孩子不久的居里夫人選擇了以放射性為主題的博士論文，進(jìn)行貝克勒的鈾化合物以外的釷化合物也有放射性的研究,。
　　最大的不同點(diǎn)是：居里夫人不滿足于用底片感光測(cè)量放射性,，而是用儀器定量地測(cè)定放射程度。她使用她丈夫皮埃爾·居里發(fā)明的驗(yàn)電計(jì),。
　　當(dāng)用驗(yàn)電計(jì)測(cè)定等量的各種鈾化合物的放射強(qiáng)度時(shí),，她首先證實(shí)了貝克勒所發(fā)現(xiàn)的鈾的輻射強(qiáng)度同鈾的數(shù)量成正比，而同其他的化學(xué)性質(zhì)無關(guān),。
　　她又發(fā)現(xiàn)瀝青鈾礦的放射性比鈾強(qiáng)近四倍,。如果放射性是原子的作用，則這個(gè)礦物應(yīng)該含有比鈾放射性更強(qiáng)的元素,。居里夫人把這個(gè)新放射性元素的預(yù)見,，寫給了巴黎科學(xué)院。三天之后,，居里夫人在日記里記下了孩子長(zhǎng)出第七顆牙齒,，同時(shí)也記下了前一天，為尋找新元素而對(duì) 100g 瀝青鈾的化學(xué)分析,。她既哺育孩子又搞科學(xué)研究,，她的信心和毅力，使她的丈夫皮埃爾很受感動(dòng)，放下自己的研究,，一同投身于尋找新元素的研究中來,。實(shí)驗(yàn)是在簡(jiǎn)陋的車棚里進(jìn)行的。他們發(fā)現(xiàn)在瀝青鈾礦中,，有兩種新的放射性成分,，經(jīng)分離后，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)的放射性遠(yuǎn)比金屬鈾大得多,。居里夫人把這種新元素命名為“釙”,，這是她的祖國——波蘭的拉丁文名稱第一個(gè)字母。不久,，居里夫婦又根據(jù)放射性,，發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)新的放射性元素，它已被富集在氯化鋇結(jié)晶里,。它的性質(zhì)很像鋇,，即不被 H2S 或（NH4）2S 所沉淀，其硫酸鹽也不溶于水和酸,。這種混有新元素的 BaCl2·2H2O 晶體,，比金屬鈾的放射性竟大九百倍，他們將這種晶體做光譜檢驗(yàn),，該新元素在可見紫區(qū)中有一條波長(zhǎng)為 3814.7 埃的明線,。居里夫婦給該元素命名為“Radium”（鐳），意思是“賦予放射性的物質(zhì)”,。居里夫婦經(jīng)過了一段時(shí)間的艱苦鏖戰(zhàn),，處理了 8 噸鈾礦渣，終于得到了100mg 的氯化鐳,，它的放射性竟是鈾鹽的二百萬倍,。它能使金剛石、紅寶石及貯放它的玻璃瓶發(fā)出磷光,。它的放射性居然還有“傳染性”，實(shí)驗(yàn)室里的各種儀器,、衣服,、灰塵、空氣不久后都有了“活性”,。
　　他們還對(duì)鐳的原子量進(jìn)行了初步測(cè)定,，大約是 225，從而確定了它在周期表中,，處于鋇的下面,。
　　1903 年，居里夫人順利地通過了博士論文答辯，論文題目叫《放射性物質(zhì)的研究》,。她詳細(xì)地?cái)⑹隽朔派渚€的各種性質(zhì),，其中包括對(duì)磁場(chǎng)的關(guān)系。1906 年 4 月,，皮埃爾·居里不幸因車禍?zhǔn)攀?，居里夫人接替他?dān)任巴黎大學(xué)的物理學(xué)教授職務(wù)，她是這所大學(xué)的第一位女教授,。她領(lǐng)導(dǎo)了好幾個(gè)研究室,，各國許多年青科學(xué)家在她的指導(dǎo)下，在那里進(jìn)修學(xué)習(xí),。
　　1937 年 7 月 4 日,，居里夫人在長(zhǎng)期患惡性貧血白血病后與世長(zhǎng)辭。醫(yī)生的證明是：“奪去居里夫人生命的真正罪人是鐳,?！彼裏o愧于把自己的一生貢獻(xiàn)給了科學(xué)事業(yè)。
　　鐳被發(fā)現(xiàn)后,，科學(xué)家們有了更深入研究放射現(xiàn)象本質(zhì)的條件,。他們已經(jīng)證明，放射性是原子本身引起的,，與已知的化學(xué)反應(yīng)都截然不同,，它不受外界溫度、壓力??等的影響,。
　　出生于新西蘭的加拿大青年科學(xué)家盧瑟福經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)觀察,，開始研究放射線的實(shí)質(zhì)了。
　　盧瑟福于 1895 年到英國作為湯姆遜的研究生,，以后接替湯姆遜主持卡文迪什研究所的工作,。
　　他把鐳鹽放在一個(gè)鉛槽里，用強(qiáng)大的磁場(chǎng)作用于鐳發(fā)出的射線,。他發(fā)現(xiàn)鐳和鐳的化合物所發(fā)出的射線,，有兩種不同的類型，一種極易被吸收,，他稱之為α射線,；另一種具有較強(qiáng)的穿透力，能穿過玻璃,，他稱之為β射線,。
　　還有一種射線，不受磁場(chǎng)影響,，有些像普通的光線,，但波長(zhǎng)比 X—射線還要短,，穿透力大得驚人，能穿透過肌肉,，甚至幾寸厚的鉛板和幾尺厚的鐵板,，后來被稱之為γ射線。為了解開α,、β γ射線之謎,，盧瑟福花費(fèi)了數(shù)年 時(shí)間,，終于辨明：γ射線是一種粒子流帶有兩個(gè)正電荷,，粒子的質(zhì)量等于氫原子的四倍，即等于氦的原子量,，運(yùn)動(dòng)速度大約每秒兩萬公里,。β射線也是電子流，運(yùn)動(dòng)速度大約每秒十萬公里,。而γ射線的行進(jìn)速度就接近于光速了,。
　　再說 1903 年，科學(xué)家拉姆塞和索迪用光譜法研究鐳射線,。他們觀察了光譜隨時(shí)間的增加而發(fā)生的變化,，過了幾天，他們發(fā)現(xiàn)了氦譜線,。他們假定,，氦是鐳射線產(chǎn)生的。過了一段時(shí)間,，盧瑟福用α粒子射進(jìn)一個(gè)由薄金屬片做成的小室中,，經(jīng)過認(rèn)真、仔細(xì)的實(shí)驗(yàn),，終于證實(shí)了他們的假定,。這段時(shí)間里，在有關(guān)放射性的研究中,，新奇事物不斷出現(xiàn),。如索迫在一次實(shí)驗(yàn)中，溶解了釷礦石后,，往溶液中加氨水,，沉淀出氫氧化釷，將濾液蒸干,，并將其中氨鹽灼燒掉，卻發(fā)現(xiàn)殘?jiān)陌l(fā)射性很強(qiáng),，能產(chǎn)生α輻射,。他暫時(shí)給它取名“ThX”（實(shí)際上是 224Ra）,。關(guān)于放射性衰變所生成的產(chǎn)物越來越多，根據(jù)這些現(xiàn)象,，盧瑟福提出了元素蛻變假說： “放射性原子是不穩(wěn)定的,，它們自發(fā)地放出射線和能量。放射性的產(chǎn)生是由原子本身分裂或者叫蛻變成為另一種元素而引起的,。這種變化與一般化學(xué)反應(yīng)截然不同,，它不是原子間或分子間的重新組合，而是原子自身的自發(fā)變化,，放射出α,、β或γ射線后，變成新的原子,?！?br> 　　元素蛻變假說，打破了自古希臘以來原子永恒不變的傳統(tǒng)觀念,。在最初,，盧瑟福是猶豫的，因?yàn)檫@太像早已被化學(xué)家否定的煉金術(shù),，但事實(shí)俱在不容懷疑了,。
　　在這段時(shí)間，經(jīng)過科學(xué)家們的辛勤努力,，又從鈾,、釷、錒中分離出許多“新”的放射性元素來,，并且發(fā)現(xiàn)一些重要規(guī)律,。這些新元素一族從鈾來，一族從釷來,，一族從錒來,。每一種放射性元素均發(fā)出α射線或β射線和γ射線，并變?yōu)榱硪环N,，最終變?yōu)榉€(wěn)定的元素鉛,。總之,，放射性的發(fā)現(xiàn),，在化學(xué)領(lǐng)域中開辟了新的研究方向。

　　卻說由于對(duì)放射性的研究,，新元素不斷被發(fā)現(xiàn),，這么多的新元素遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了周期表的容納范圍。于是化學(xué)家們對(duì)已發(fā)現(xiàn)的“新元素”進(jìn)行對(duì)比研究,， 發(fā)現(xiàn)有些放射性不同的“元素”,，其化學(xué)性質(zhì)卻完全一樣,。
　　例如，科學(xué)家玻特伍德就發(fā)現(xiàn)釷（232Th）與其蛻變的射釷（RdTh,，228Th） 在α衰變半衰期上顯然不同,，釷為 1.65×1010 年，射釷為 1.9 年,，但把兩者混在一起,，用化學(xué)方法怎么辨別也分離不開。
　　類似的事實(shí),，積累得越來越多,。到了 1910 年，著名的放射化學(xué)家索迪終于提出了同位素假說：
　　存在有原子量和放射性不同,，但化學(xué)性質(zhì)完全一樣的化學(xué)元素變種,，這些變種在周期表中應(yīng)該處于同一個(gè)位置上，因而可命名為“同位素”,。索迪因在同位素研究上貢獻(xiàn)巨大,，而榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。同位素的發(fā)現(xiàn),，豐富了“化學(xué)元素”這一概念,，同時(shí)也使它復(fù)雜化了。同位素的含義究竟是什么,？為什么同位素的原子量不同,，放射性不同，而化學(xué)性質(zhì)卻完全相同,？科學(xué)家們確信,，這類原子的深處發(fā)生著變化，放射性就是這種變化的表現(xiàn),。
　　湯姆遜在發(fā)現(xiàn)電子后,，曾提出過一種原子模型：原子是帶正電荷的粒子，電子均勻地分布其中,，中和了正電荷,，所以整個(gè)原子是電中性的。為此,，他 精心設(shè)計(jì)出所謂的“西瓜模型”,。1904 年左右，英國科學(xué)家布拉格發(fā)現(xiàn)α粒子有確定的射程,，他得到一張α粒子飛行圖片,。他還觀察到： “不管每個(gè)α粒子遇到什么，它總是沿著直線路徑前進(jìn),，可以穿透所遇到的任何原子,，不管這些原子構(gòu)成氣體還是固體,。
　　即使把一塊薄金屬板放在α粒子流的路途上，也只能奪α粒子的一些能量,，但α粒子流中的粒子數(shù)仍然不變?！辈祭癯醪浇沂玖嗽拥囊恍┟孛?，但這個(gè)結(jié)論并不確切。
　　其后,，盧瑟福也進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn),，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：當(dāng)一束α粒子去轟擊一 片金屬箔時(shí)，大部分粒子可以穿透過,，其飛行方向也不發(fā)生變化,。由此他得出：原子并不是一種實(shí)球體，彼此間有一定間隔,，且有很大的空隙,。
根據(jù)各種研究結(jié)果，盧瑟福正式提出原子的核模型：原子由帶正電的核,，和周圍圍繞核運(yùn)動(dòng)的電子組成,。原子核與電子層比較起來，是非常微小的,。電子圍繞核作圓周運(yùn)行,，就象行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一樣，因此在原子里是極為空曠的,。
　　盧瑟福繼續(xù)發(fā)展他的原子結(jié)構(gòu)觀點(diǎn),，并且得出結(jié)論：原子外面電子數(shù)目 大約等于元素原子量值的一半。
卻說對(duì)原子結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究與原子序數(shù)的發(fā)現(xiàn)密切相關(guān),。
　　1913 年,，盧瑟福的學(xué)生、曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)講師莫斯萊,，在研究 X— 射線時(shí),，他把自 Al 至 Au 各元素的 K 系 X 射線的波長(zhǎng)λ（λ是光譜中特征譜 線波長(zhǎng)），按由大至小的順序排列起來,，發(fā)現(xiàn)排列出的次序與它們?cè)谥芷诒?中的座位編號(hào)是一致的,。他把這個(gè)次序稱之為原子序數(shù)，以英文字母 Z 表示,。原子序數(shù)的發(fā)現(xiàn)使周期律內(nèi)容更為豐富,，解決了周期表中按原子量排列氬與鉀、碲與碘,、鎳與鈷等位置顛倒的問題,。同時(shí),，原子序數(shù)的發(fā)現(xiàn)使人們能夠更精確地預(yù)測(cè)一些尚未發(fā)現(xiàn)的元素。如稀土元素有多少個(gè),？空缺了哪幾個(gè),？鈾以前共有多少個(gè)元素？等等,。莫斯萊的重大發(fā)現(xiàn)和卓越見解,，鼓勵(lì)人們進(jìn)一步去探索新元素，就像 50年前,，門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期表一樣,。且說原子序數(shù)的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致了確定原子核的電荷數(shù)的研究,。 說明原子的電子層結(jié)構(gòu)的主要貢獻(xiàn)是由丹麥物理學(xué)家玻爾提出的,，起因是這樣的：盧瑟福的核原子模型提出后，雖然得到科學(xué)界的承認(rèn),，但卻引起了一個(gè)嚴(yán)重的問題,。以氫原子為例：氫原子是由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子所組成的，由于正負(fù)相吸,，如果電子不
動(dòng)這個(gè)體系就不能存在,；倘若電子繞著質(zhì)子飛行，根據(jù)經(jīng)典電動(dòng)學(xué),，勢(shì)必輻射能量,。體系能量愈來愈小，就意味著電子愈飛離核愈近,，最后墮入核上,，氫原子也就沒有了。這個(gè)結(jié)論和原子的長(zhǎng)期穩(wěn)定性相矛盾,，因此多少讓人感到懷疑,。當(dāng)時(shí)玻爾年僅 28 歲，正游學(xué)于英國,，卻敢于對(duì)老師盧瑟福的核模型大膽提出了修正,。玻爾假定氫原子的中心是一個(gè)質(zhì)子，在質(zhì)子周圍有一個(gè)電子沿圓形軌道運(yùn)動(dòng),，與地球繞太陽運(yùn)動(dòng)極其相似,。
　　他又將質(zhì)子對(duì)電子的吸引力，同電子沿圓周運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力聯(lián)系起來,，從而能用電子的軌道半徑,，來表示原子的能量。接著玻爾又推導(dǎo)出各原子中電子排布情況：電子圍繞原子核不是沿著任意的軌道，而是按照一定的軌道旋轉(zhuǎn),。這些軌道由主量子數(shù)（l,，2，3??等等）決定,，而主量子數(shù)又決定電子層數(shù),。每一層所容納的電子數(shù)最大數(shù)目，等于主量子數(shù)平方的 2 倍,，即 2×12,，2×22，2×32??等等,。 這樣每一層上的電子數(shù)目，從最里層開始,，分別等于周期表中每一周期中元素?cái)?shù)目,，即 2，8,，8,，18，32,。同時(shí)最外層電子的最大數(shù)目為 8,，其結(jié)果與后來發(fā)現(xiàn)的不相容原理完全一致。玻爾的原子核模型,，給人們提供了一個(gè)形象思考的基礎(chǔ),，他提出的原子結(jié)構(gòu)，為今后化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),。玻爾的偉大功績(jī)不可磨滅,。隨著原子核模型的建立，人們利用分子光譜又進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了 13C,、5N,、17O、18O 等同位素,。其他元素的同位素也都陸續(xù)通過不同方法發(fā)現(xiàn)了,。最引人注目的則是氫有無同位素問題，為了尋找氫的同位素,，科學(xué)家們花了十幾年時(shí)間,，最后通過兩條途徑證明了它的存在。其一,，用重同位素蒸餾濃縮,，如將液氫在 14K（三相點(diǎn)）下緩慢蒸發(fā)，最后對(duì)幾立方毫米的殘余物進(jìn)行光譜分析，發(fā)現(xiàn)了重氫 2H,，后來給它取名叫 氘,，符號(hào)為 D。
　　其二,，電解水使氘濃縮,。電解氫氧化鈉水溶液，使水的體積減小到原來 的十萬分之一,，獲得了極純的重水（氧化氘）,。再說說人造元素的實(shí)現(xiàn)。隨著化學(xué)的不斷發(fā)展,，科學(xué)家們開始認(rèn)識(shí)到原子核及核內(nèi)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜
性,，并逐步掌握了它的某些規(guī)律。 盧瑟福最初提出原子核含有一定量的電子,，但同時(shí)他又指出原子核是由

質(zhì)子組成的,，原子中的電子總數(shù)應(yīng)當(dāng)?shù)扔跇?gòu)成核的質(zhì)子數(shù)目。后來事實(shí)證明,，他這樣的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,。
　　又過了幾年，盧瑟福利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)來研究各種元素的原子核,。當(dāng) 他轟擊氮時(shí),，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生出一種新的、射程很長(zhǎng),、質(zhì)量更小的粒子,。這種粒子的質(zhì)量與氫原子相等，帶一個(gè)正電荷,，于是盧瑟福正式給它取名叫質(zhì)子,。這是歷史第一個(gè)人工核反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。
　　其后他又發(fā)現(xiàn)鋁,、磷,、鈉等也會(huì)發(fā)生類似的核反應(yīng)。這些就證明了各種 原子核中普遍存在著質(zhì)子,。
　　1920 年,，盧瑟福又提出核中存在中子的假說，但由于未能分解出中子,，也未找到中子源,，所以只是一種臆測(cè)。
　　這一問題最終由盧瑟福的學(xué)生,、英國劍橋的核物理學(xué)家查德威克給解決了,。
　　他通過云室試驗(yàn)，證實(shí)鈹射線是由質(zhì)量等于質(zhì)子質(zhì)量，但不帶電荷的粒 子組成的,，這種粒子叫做中子,。之后，法國居里研究所的兩位科學(xué)家,，居里夫人的女婿和長(zhǎng)女,，也同樣證實(shí)了中子的存在。 中子的發(fā)現(xiàn)引起了科學(xué)家們的重視,，人們開始提出了這樣的問題：中子在原子結(jié)構(gòu)中起什么樣的作用,？蘇聯(lián)科學(xué)家提出，中子和質(zhì)子一起存在于原子核中,。其他科學(xué)家也發(fā)表了同樣的見解,，不久科學(xué)界普遍承認(rèn)了它。
　　卻說 1934 年,，約里奧·居里夫婦用釙放射的α粒子轟擊硼,、鋁和鎂，觀察到除產(chǎn)生了中子外,，也發(fā)射正β射線。他們認(rèn)為,，在轟擊鋁原子時(shí)應(yīng)發(fā)生下列核反應(yīng),。以上核反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，其意義巨大：這是第一次利用外部的影響,，引起某種原子核產(chǎn)生放射性,。它首次實(shí)現(xiàn)了人工放射性，而且還是第一次制造出了自然界中不存在的核素,，所以又是人造元素的先聲,。難怪有人感嘆；天然的放射性,，只是天然的煉金術(shù),，而人工放射性則是人工的煉金術(shù)。
　　卻說在古代,，人們夢(mèng)想著把廉價(jià)的金屬轉(zhuǎn)變?yōu)辄S金,，近代化學(xué)家也判定 這是不太可能的事，但到了現(xiàn)代,，這種夢(mèng)想終于變成了現(xiàn)實(shí),。
　　1941 年，美國加州理工學(xué)院的科學(xué)家安德遜等,，在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了汞向 黃金的轉(zhuǎn)變,。
汞有七個(gè)同位素，他們用中子轟擊 196Hg，就使它轉(zhuǎn)變成了放射性的197Hg,，當(dāng) 197Hg 蛻變時(shí),，會(huì)發(fā)生正β放射，于是便生成了一個(gè)穩(wěn)定的金核,。因?yàn)樵谔烊还校?96Hg 只占 l％,。 后來又發(fā)現(xiàn)用中子轟擊 198Hg，也同樣可以得到金核：也很遺憾,，198Au 是不穩(wěn)定的,，半衰期只有 27 天，所以這項(xiàng)轉(zhuǎn)變只有科學(xué)價(jià)值,，并沒有經(jīng)濟(jì)意義,。
　　科學(xué)家們真正感興趣的倒不是人造黃金，而是想把地球上已經(jīng)絕種的那 幾種元素,，在實(shí)驗(yàn)室中再造出來,。這個(gè)理想很快就實(shí)現(xiàn)了。
　　1939 年,，又是美國加州的科學(xué)家塞格瑞和佩里厄,，以中子和氘去轟擊鉬時(shí)，得到了第一個(gè)用人工方法造出來的元素,，被命名為锝,。意思是“技術(shù)”， 即含有人造的意思,。
　　之后,，科學(xué)家們又用α粒子轟擊鉍時(shí)，得到了第 85 號(hào)元素,，命名為砹,，含有不穩(wěn)定的意思。
到了1945 年,，美國科學(xué)家從人工鈾裂變的碎核中,，用中子轟擊釹時(shí)的產(chǎn)物中檢驗(yàn)到所謂的第 61 號(hào)元素，命名為钷,。在所獲的钷同位素中,，145Pm 的 半衰期最長(zhǎng)，為 17.7 年,。
　　科學(xué)家們成功地實(shí)現(xiàn)了某些元素的人工再造,，但他們沒有停止科學(xué)研究，又向核科學(xué)的高峰,，為搜尋和人工制造超鈾元素而奮斗了,。首先研究“超鈾元素”的,，應(yīng)該算是意大利的著名核物理學(xué)家、羅馬大學(xué)教授費(fèi)米,。1934 年,，費(fèi)米的研究小組用一種剛在 1931 年由查德威克發(fā)現(xiàn) 的、被稱為中子的中性粒子來轟擊鈾,，中子毫不費(fèi)力地就鉆進(jìn)了鈾核,，使它的原子量增加了 1，就得到了質(zhì)量數(shù)為 239 的鈾,。他們認(rèn)為所獲得的元素是93 號(hào)元素,，將它稱之為“鈾 X”。
　　后來證實(shí),，費(fèi)米的實(shí)驗(yàn),，并不是制造了一種新元素，而是把鈾核分成了兩半,。這一發(fā)現(xiàn)的重要性所產(chǎn)生的巨大后果,，是人們以后才逐漸明白的。到了 1940 年,，美國學(xué)者麥克米倫在研究費(fèi)米的發(fā)現(xiàn)過程時(shí),，第 93 號(hào)
元素才被偶然發(fā)現(xiàn)：當(dāng)他用中子轟擊鈾時(shí)，在產(chǎn)生的新元素中,，有一種起初無法辨認(rèn)的元素,。麥克米倫就推想，鈾裂變中釋放出中子很可能使鈾原子轉(zhuǎn)變成為原子序數(shù)更高的元素,。他根據(jù)它所具有的放射性特點(diǎn)，辨認(rèn)出它就是 93 號(hào)元素,，命名為镎,，這是第一個(gè)人工合成的“超鈾元素”。從此,，超鈾元素的全面研究開始了,，人們利用中子去轟擊不同元素的核。從 1940 到 1970 年的 30 年間,，就合成了 12 個(gè)“超鈾元素”,。 科學(xué)家西伯格、沃爾和肯尼迪根據(jù)麥克米倫的實(shí)驗(yàn)推測(cè),，和 93 號(hào)元素混在一起的,，很可能還有另一種元素。他們于 1940 年證實(shí)了這一點(diǎn),，這個(gè)元素 就是 94 號(hào)钚,。
　　1944 年,，西伯格和美國加利福尼亞大學(xué)的一個(gè)研究小組合成了 95 和 96 號(hào)元素，前者命名為镅,；為紀(jì)念居里夫婦,，后者命名為鋦。1949 年和 1950 年,，他們又先后獲得了 97 號(hào)元素锫和 98 號(hào)元素锎,。
　　1952 年 11 月，當(dāng)?shù)谝活w氫彈在太平洋上空爆炸時(shí),，在爆炸碎片中檢測(cè) 到了 99 和 100 號(hào)元素的存在,，但是，直到 1955 年加利福尼亞大學(xué)湯姆遜等 人在實(shí)驗(yàn)中獲得了少量的這兩種元素后才真正確認(rèn),。為了紀(jì)念愛因斯坦和費(fèi)米,，分別將它們命名為锿和鐨。不久他們又獲得了 101 號(hào)元素,，為紀(jì)念門捷列夫而命名為鍆,。
　　
　　1955 年到 1961 年進(jìn)展較慢，僅發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)超鈾元素—102 號(hào)锘（為紀(jì)念 諾貝爾）和 103 號(hào)鐒（為紀(jì)念勞倫斯）,。
　　1964 年至 1968 年,，在莫斯科的附近的杜布納核研究所，由著名科學(xué)家弗列洛夫領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,，經(jīng)過艱苦的工作,，得到了質(zhì)量數(shù)為 260 的 104 號(hào)元素，把它命名為,，以紀(jì)念前蘇聯(lián)核物理學(xué)家?guī)烨⊥蟹颉?br> 　　1969 年,，美國加州大學(xué)的貝克萊核實(shí)驗(yàn)室，由科學(xué)家吉奧索領(lǐng)導(dǎo)的研究小組也合成了 104 號(hào)元素,，科學(xué)家們則給 104 號(hào)元素命名為,，以紀(jì)念盧瑟福。
　　1968 年至 1970 年,，美國和蘇聯(lián)科學(xué)家都聲稱合成了 105 號(hào)元素,，美國人將其命名為鉿，以紀(jì)念美籍科學(xué)家哈恩,，前蘇聯(lián)科學(xué)家則反對(duì),。兩家為爭(zhēng) 奪發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先權(quán)而爭(zhēng)吵不休，因國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)未能解決這一爭(zhēng)執(zhí),，最后名稱尚未定下來,。
　　科學(xué)家們還在窮追猛趕，企圖合成更多的超鈾元素,。同時(shí)也未放松在自 然界中的探尋,，因?yàn)橐延雄E象顯示,，鈾并不是自然界中存在的最重元素。人們?cè)阝櫟V中發(fā)現(xiàn)過微量的镎和钚,。
　　卻說科學(xué)家在攀登超鈾元素這個(gè)階梯時(shí),，每登上一級(jí)都比前一級(jí)更加困 難，因?yàn)樵有驍?shù)越大,，元素就越不穩(wěn)定,，收集也越困難。當(dāng)達(dá)到 101 號(hào)鍆這一級(jí)時(shí),，對(duì)它的確認(rèn)只能靠 17 個(gè)原子來進(jìn)行,。因此，
即使發(fā)現(xiàn)了它們,，要檢測(cè)出來也需要十分高超的技術(shù),。 科學(xué)家們還通過計(jì)算機(jī)算出，在超鈾元素的海洋中,，有一個(gè)所謂的“穩(wěn)定島”,，其中象 114 和 116 號(hào)元素應(yīng)是相當(dāng)穩(wěn)定的，衰變一半所需的時(shí)間以億萬年計(jì),。因此,，科學(xué)家們還在探索尋找它們的新途徑。新的元素日益增多,，現(xiàn)在得到公認(rèn)的已有 107 種了,，比門捷列夫發(fā)現(xiàn)周
期律時(shí)增多了將近一倍。周期律的形式更加完美了,。

再說說原子量基準(zhǔn)的改革,。
　　原子量基準(zhǔn)自 1803 年，道爾頓以 H＝1 為基準(zhǔn)寫下第一張?jiān)恿勘?，?目前為止,，大致經(jīng)歷了三次的改革，見下表：
基準(zhǔn)建議人采用年代
H=1 道爾頓
180 3
O=100 貝采里烏斯
181 8
O=16 斯達(dá)
186 0 12
C1 =12 馬托赫
196 1

原子量是各種元素的原子質(zhì)量（嚴(yán)格講是各種同位素按其天然豐度）之間的相對(duì)比值,，并且是以某一特定元素作為這種比值的基準(zhǔn),。
　　早在 1803 年,，道爾頓就以 H＝l 為基準(zhǔn),，列出了 6 種元素的原子量，以 后他又?jǐn)鄶嗬m(xù)續(xù)地修訂擴(kuò)充到 20 種元素,。由于當(dāng)時(shí)條件所限,，各種化合物的 原子組成無法準(zhǔn)確確定，所以他列出的原子量很多是錯(cuò)誤的,。如水分子的組 成,，他誤認(rèn)為是 HO,，因而氧原子量被確定為 7。之后,，貝采里烏斯對(duì)元素的原子量進(jìn)行了認(rèn)真而較為準(zhǔn)確的測(cè)定,。他規(guī)定 O＝100 為基準(zhǔn)，這是由于氧化物是測(cè)定原子量的最主要化合物的緣故,。 他修訂的原子量表中共列有 33 種元素,，例如 Cl＝221.23，Ba＝865.88,，如果用現(xiàn)在 O＝16 來換算,，則得 Cl＝35.41（現(xiàn)在值為 35.457），Ba＝137.l（現(xiàn)在值為 137.36）,，已經(jīng)是相當(dāng)精確了,。但當(dāng)時(shí)他對(duì)原子價(jià)概念不清，所以對(duì)有些元素的原子量偏差較大,。建議用Ｏ＝16 為標(biāo)準(zhǔn)的,，是比利時(shí)化學(xué)家斯達(dá)。
　　他在 1857 至 1882 年間,，對(duì)原子量進(jìn)行了精密測(cè)定,，有些元素的原子竟準(zhǔn)確到第四位有效數(shù)字，幾乎接近現(xiàn)代的測(cè)定值,。例如Ｉ＝126.85（現(xiàn)值為126.91）,，Ag＝107.93（現(xiàn)值為 107.868）。
　　以 O＝16.0000 的原子量基準(zhǔn),，在化學(xué)領(lǐng)域沿用了近一個(gè)世紀(jì),。但是當(dāng)科學(xué)家深入到原子的微觀結(jié)構(gòu)，特別是發(fā)現(xiàn)了同位素,，制成了可以“稱量”單個(gè)原子的儀器—質(zhì)譜儀以后,，舊的原子量標(biāo)準(zhǔn)就不再適應(yīng)新的科學(xué)發(fā)展了。1927 年,，化學(xué)家阿斯頓正式提出 16O=16 做為核素原子量的基準(zhǔn),。 他用質(zhì)譜儀測(cè)定 1H 與 16O 的質(zhì)量比，得到 1H/16O＝1.00778/16.0000,。 到了 1929 年,，美國化學(xué)家吉奧克和江斯登，在天然的氧中發(fā)現(xiàn) O17 和 O18兩種同位素,，并且測(cè)得了在天然氧氣中,，其存在比 16O：17O：18O＝3150：l：5，天然氧氣的平均原子量為：16.0035,，它是 16.0000 的 1.00022 倍,。所以便出現(xiàn)了化學(xué)的原子量單位與物理的原子量單位的不一致,，化學(xué)單位比物理單位大，O 化學(xué)＝1.000275 O 物理 16,，也就是說,，各元素的化學(xué)原子量數(shù)值要比物理的原子量數(shù)值要略小一些。然而化學(xué)工作和物理工作是互相聯(lián)系的,，標(biāo)準(zhǔn)不同,，必然會(huì)引起某種麻煩和混亂。因此科學(xué)家們?cè)趦煞N標(biāo)準(zhǔn)并用了一段時(shí)間后,，越來越感到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的必要,。科學(xué)家們?yōu)榻y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，曾提出過不少方案：
　　前蘇聯(lián)科學(xué)家噶莫夫和美籍德國科學(xué)家貝提曾提出 4He＝4為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，因用化學(xué)方法測(cè)定氦的原子量很不方便，因而無人采納,。還有科學(xué)家提出以 19F＝19 作為標(biāo)準(zhǔn),，由于在用質(zhì)譜法測(cè)定原子量時(shí)，以 F 作為基準(zhǔn)也很不方便,，最終也被否定,。
　　在 1959 年，國際化學(xué)協(xié)會(huì)（IUPAC）在慕尼黑開會(huì),，根據(jù)德國科學(xué)家馬 托赫的建議,，決定改用 C12＝12 作為基準(zhǔn)，并提交國際物理協(xié)會(huì)（IUPAC）考慮,。
　　國際物理協(xié)會(huì)于次年接受了這項(xiàng)倡儀,。于是在 1961 年加拿大蒙特利爾召 開的國際化學(xué)會(huì)議上，決定正式采用 C12＝12 的原子量新基準(zhǔn)（請(qǐng)看下頁原子量新舊標(biāo)準(zhǔn)換算表）,。
　　新基準(zhǔn)采用后,，對(duì)化學(xué)原子量來說，只需將舊值減去百萬分之四十三,， 對(duì)大多數(shù)元素來說,，變動(dòng)不大，實(shí)際上除了氧以外,，只有 5 種元素（Ag,、Cl、 Br,、K,、Ar）的原子量需要改動(dòng),。
原子量新舊標(biāo)準(zhǔn)換算表
物理舊標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)舊標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一新標(biāo)準(zhǔn) 12
C
1 2.003816 ─ 12. 00000 基準(zhǔn) 16
O

O 1 6.00000 （基準(zhǔn)）
─

1 6 （基準(zhǔn)）
15. 994915

15. 9994 Ag （例） ─
1 07.873
107 .865

舍棄了 O16＝16 的基準(zhǔn),，而采用 C12＝12 的基準(zhǔn),，其主要原因是由于測(cè)定原子量方法的改進(jìn)而引起的。現(xiàn)在用質(zhì)譜儀所測(cè)定原子量的值要比化學(xué)方法 準(zhǔn)確得多,。
　　現(xiàn)代質(zhì)譜儀測(cè)定原子量時(shí),，大多使用雙線法，用碳?xì)浠衔镒鳛殡p線中 的參考線,，是很方便的,。但是實(shí)際上，測(cè)定的元素原子量并非固定不變,，因此國際化學(xué)協(xié)會(huì)每?jī)赡晷抻喴淮卧恿勘怼?br>
最后說說原子能化學(xué)與原子能工業(yè),。 從發(fā)現(xiàn)放射性到利用原子能，只經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì),。原子能工業(yè)在其形
成后,，推動(dòng)了與它有關(guān)的其他科學(xué)的飛速發(fā)展，并由此形成了一些新的學(xué)科,， 如放射化學(xué),、輻射化學(xué)、同位素的分離與生產(chǎn)等,。
　　最早的放射化學(xué)工作方法,，可以說是居里夫婦建立的。他們通過放射性的測(cè)量,，發(fā)現(xiàn)了鈾的放射性強(qiáng)度和鈾的含量成正比,，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了釙、鐳等新的放射性元素,。以鐳為例：
　　“鐳”的拉丁文含有“光線”的意思,，在鐳的 7200000 個(gè)原子核里，每秒鐘有一個(gè)核要爆炸,，向四面八方投射出速度約為每秒 20000 公里的碎片來,。這種碎片盡管很渺小，速度卻快的驚人,，大炮炮彈的速度也不過是它初速度的萬分之一,。在每克鐳元素中，含有 267000 萬萬萬萬個(gè)原子,，因而每克元素的“射擊率”達(dá)到每秒 370 億個(gè),！向四面八方射出的核碎片就象光線一般?？茖W(xué)家們?cè)谘芯刻烊环派湫栽氐倪^程中,，不僅發(fā)現(xiàn)了蛻變規(guī)律，還總結(jié)出了放射性物質(zhì)的各種分離方法和規(guī)律。如 1934 年,，科學(xué)家們根據(jù)生成的放射性核的反沖效應(yīng)而引起的化學(xué)變化,，建立了“熱原子化學(xué)”這一新的學(xué)科。卻說鈾核裂變和鏈反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)也同放射化學(xué)的發(fā)展密切相關(guān),，尤其原子堆的建立,，把放射化學(xué)推向一個(gè)新的發(fā)展階段。大量核反應(yīng)堆裂變產(chǎn)物的分離,、處理和應(yīng)用核燃料的回收等,，都使放射化學(xué)的應(yīng)用邁向更廣泛的領(lǐng)域。卻說要建立原子反應(yīng)堆,，就需要大量具有特殊核性能的同位素,，如重水、B10 等,，這就提出了同位素分離和生產(chǎn)的任務(wù),。以生產(chǎn)原子彈為例：
　　1939 年，第二次世界大戰(zhàn)正處于白熾階段,，美國為了制造出原子彈,，建立了三座 UF。氣體擴(kuò)散工廠生產(chǎn) U235,，擴(kuò)散級(jí)數(shù)有幾干級(jí),，耗電量達(dá) 180 萬千瓦。
　　與此同時(shí),，納粹德國也加緊建立原子反應(yīng)堆,，并積極研制核裂變武器。他們侵占挪威后,，利用挪威的廉價(jià)水力發(fā)電,，建造了大型重水廠，但工廠很快被同盟國聯(lián)軍炸毀,。
　　美國科學(xué)家費(fèi)米,、威格納等意識(shí)到，一旦希特勒政府領(lǐng)導(dǎo)下的科學(xué)家們利用核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原理制造出原子彈,，那對(duì)人類命運(yùn)將是一種嚴(yán)重的威脅,。
　　于是科學(xué)家們聯(lián)合起草了一封信，遞交給當(dāng)時(shí)的美國總統(tǒng)羅斯福,，請(qǐng)他注意,。
　　美國科學(xué)家們也立即行動(dòng)起來了。終于在 1942 年,，在新墨西哥州山中,，以科學(xué)家奧本海默為首的研究小組開始了執(zhí)行制造原子彈的曼哈頓計(jì)劃,。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中建成了第一座鈾核反應(yīng)堆。并成功地完成了第一次鏈?zhǔn)胶朔磻?yīng),。他們也曾采用水蒸餾法和氫一水同位素交換法,，為生產(chǎn)钚的反應(yīng)堆提供重水。
　　1945 年 7 月,，他們成功地制造出了原子彈，并在新墨西哥州靠近阿拉莫戈的沙漠地區(qū)進(jìn)行了核爆炸實(shí)驗(yàn),。隨后,，又將另外兩顆原子彈在這年 8 月投在了日本的廣島和長(zhǎng)崎。
　　隨著科學(xué)的不斷發(fā)展,，科學(xué)家們研究出了很多分離與生產(chǎn)同位素的好方法,，這些方法更加經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便,，實(shí)用價(jià)值也更高,。
卻說輻射化學(xué)：X 線和放射線的發(fā)現(xiàn)就是輻射化學(xué)的開始——輻射使底片感光。
　　早在 1899 年,，居里夫人在研究鐳時(shí),，就發(fā)現(xiàn)在射線作用下空氣中有臭氧生成，并注意到射線使玻璃和瓷器等賦色,。
　　1900 年,，德國科學(xué)家吉澤爾觀察到，在放射性作用下堿金屬鹵化物也能賦色,。以及鐳化物的水溶液會(huì)產(chǎn)生爆鳴氣,，這是水的輻射分解。
　　1901 年,，貝克勒在研究β和γ射線時(shí),，也發(fā)現(xiàn)了輻射：在β和γ射線作用下，碘化鉀在水溶液中被氧化,，白磷變?yōu)槌嗔?。他把射線效應(yīng)和陽光進(jìn)行了對(duì)比。
　　后來又有很多科學(xué)家對(duì)氣體,、有機(jī)物的輻射效應(yīng)進(jìn)行了研究,，發(fā)現(xiàn)電離輻射能引起分解、氧化,、還原,、聚合等多種化學(xué)反應(yīng)。近些年來,，由于原子反應(yīng)堆和高能粒子加速器的建立,，提供了高能輻射源，使實(shí)驗(yàn)室中的輻射化學(xué)反應(yīng)變?yōu)楣I(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。如應(yīng)用高分子聚合和藥物生產(chǎn)等,。原子能工業(yè)發(fā)展前景極為廣闊,，它作為一門新的學(xué)科，必將推動(dòng)工業(yè)向更高的層次發(fā)展,。

欲知后事如何,，請(qǐng)聽下回分解。