歡慶國際化學元素週期表年，你知道元素週期表幾歲了嗎？

電子、質子和中子組成了原子，其中質子的數量代表了原子序，也就是上圖中元素左上的數字，因此從只有一個質子的氫為首，開始由左向右讀，元素的順序便是一 ... 001文字分享友善列印001Promo化學物語文明足跡透視科學歡慶國際化學元素週期表年，你知道元素週期表幾歲了嗎？行政院環境保護署毒物及化學物質局・2019/12/06・3978字・閱讀時間約8分鐘・SR值556・八年級＋追蹤本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局之推動化學物質綠色生活知識教育平臺計畫企劃，泛科學執行文／楊朝源說起元素週期表，大概是每位學生們念書時，最怕遇到的惡夢之一吧。

從氫鋰鈉鉀銣銫鍅，一路背到氦氖氬氪氙氡，除了元素常常名字看不懂，整個元素週期表的形狀還非常奇怪，讓記憶難度提高。

生吞活剝背完中文後，還有元素符號、原子序、等大魔王在後面摩拳擦掌，根本讓人背到懷疑人生。

國際化學元素週期表年。

圖：SIF雖然元素週期表很可怕，但你可知道今年，也就是西元2019年，正是元素週期表誕生的第150年，被聯合國設為國際化學元素週期表年！在這大喜之年，就讓我們放下以前的恩恩怨怨（？）了解一下元素週期表這150年來經歷的風風雨雨吧。

誕生於俄國科學家之手，北境永不遺忘元素（elements），也就是組成物質的基本單位，自古以來每個文明都有各自的敘述與想像來說明，例如古代中國的五行說（金木水火土），古希臘的四大元素（水火氣土）等等。

從這些學問中，不難想像古人對於物質的好奇。

然而究竟是什麼東西構成了我們的世界？在近代科學中，法國科學家拉瓦節（Antoine-LaurentdeLavoisier）跨出了第一步。

十八世紀末，被後世譽為「現代化學之父」的拉瓦節發起了一場革命，給予世人對於元素的新理解，而後十九世紀初有了英國科學家道爾吞（JohnDalton）的原子說，原子量成為分辨元素時的一大利器。

在這之後，各個元素開始陸陸續續地被發現，但是面對越來越多的元素種類，學者們試過各式各樣的排列方式，卻沒有一個令大家都信服的結果，來為這些元素分類與排序。

門德列夫。

圖／wikimediacommons就在所有科學家都摸不著頭緒的時候，俄國科學家門德列夫（DmitriIvanovichMendeleev）於1869年提出了他的元素週期表。

他將化學相似的元素分為七個家族（當時尚未發現第八族元素），按照原子量的大小進行排列，並且預測了四個元素的存在。

然而，門德列夫的元素週期表並沒有在發表時就一炮而紅，讓人們高喊元素週期表元年到來，而是成為眾多元素週期表中的其中一個，競爭正確答案的寶座。

之後過了六年，也就是1875年，法國科學家布瓦伯德朗（PaulÉmileLecoqdeBoisbaudran）從鋅礦中提煉出了一種新的元素，被命名為鎵（Ga）。

這個發現的驚人之處不僅僅是因為發現了新的元素，更因為鎵的原子量、化學性質以及比重等等特性，都與門德列夫的「類鋁」預測幾乎一致，這樣精準的預測結果讓世人開始注意到門德列夫的元素週期表。

接著科學家陸陸續續在1879年發現了鈧（Sc），1886年發現了鍺（Ge），更是讓世人對門德列夫的想法更加信服。

因為他的洞見，150年後，我們仍然敬佩這位俄國的科學家，他的貢獻將不會被世界所遺忘。

鎵可以被人的體溫融化。

圖／Newtondesk瞭解原子，揭開元素週期表的規則剛剛說到，元素週期表是為了讓科學家將元素排序所產生的，因此元素週期表的背後必然有一定規則存在，才能使各式各樣的元素按照規律排列。

而這些背後的祕密，卻是在門德列夫的元素週期表問世以後，才一點點的被揭開。

西元1897年，英國化學家湯姆森（JosephThomson）透過陰極射線發現電子，這個發現打破長期以來科學界認為原子不可分割的理論。

在1913與1932年，拉塞福（ErnestRutherford）和查兌克（JamesChadwick）分別發現了質子與中子，對於原子構造的認識終於有了初步的進展。

而帶有負電的電子、帶正電的質子與不帶電的中子，正是瞭解元素週期表規則的起點。

元素週期表。

圖：Life生活化學，CCBY-NC-ND3.0，禁止使用商業用途、修改電子、質子和中子組成了原子，其中質子的數量代表了原子序，也就是上圖中元素左上的數字，因此從只有一個質子的氫為首，開始由左向右讀，元素的順序便是一氫二氦三鋰四鈹……，直到目前編號最後一個元素，也就是編號118的Og，擁有118個質子。

（編按：編號117的元素Ts（石田）以及編號118的元素Og（气奧）為新造字，多數電腦系統尚無法顯示這兩個字元，所以後面提到這兩個元素時一律以英文元素符號表示。

）為了保持原子的電中性，帶負電的電子必須要和帶正電的質子是相同的數量。

電子在原子核週圍環繞，其運動的位置被稱為軌域。

當目前的軌域被填滿後，電子就會排到下一層的軌域，也就是新的週期。

目前的元素週期表有七個週期，由上而下每個週期的元素數量分別是2,8,8,18,18,32,32。

在原子最外層的價電子，則大大決定了原子的化學性質。

因為當電子的數量可以填滿軌域的時候，原子就會趨於穩定，也就是不容易產生化學反應，反之原子為了填滿軌域，會進行化學反應來得失電子，以達到安定的狀態。

換句話說，具有相同價電子的元素，也就是在元素週期表上同一行（族）的元素，通常會具有類似的化學性質。

舉例來說，8A族的氦、氖、氬、氪、氙等元素，因為電子的數量剛好可以填滿電子軌域，故都是不容易起反應的穩定氣體，又被稱為惰性氣體。

而1A族的氫、鋰、鈉、鉀等元素，則是因為剛好多了這麼一顆價電子，所以容易失去價電子，反應後會成為少了一顆電子的帶正電離子，如鈉離子（Na+）。

2A族則有類似情形，只是會變成帶有正2價的離子，例如鈣離子（Ca2+）。

7A族的情形則反之，氟、氯、溴等元素需要獲得電子來滿足電子組態，因此常見帶一個負電的離子，如氯離子（Cl-）。

（編按：前述元素相關化合物的化學屬性，可上化學知識地圖查找資訊，如氰化銅、次氯酸鈉、全氟辛酸等。

）前述元素相關化合物的化學屬性，可上化學知識地圖查找資訊，如氰化銅、次氯酸鈉、全氟辛酸等。

最後來說說中文的符號有什麼玄機吧，事實上你可以看到中文的元素就只有四個部首，分別是金、石、水、气。

這四個部首就代表了該元素在常溫常壓下的狀態，若是固態金屬，就是金部，固態非金屬則用石部，液態的話就用水部，氣態當然就是气部。

說了這麼多，當你下次要記元素週期表的時候，想想這些背後的原因和規則，或許可以幫你省下不少功夫喔。

元素週期表的下一個150年，關於未知的新元素雖然今年已經是元素週期表發表後的第150年，但事實上，科學家到今天為止，仍然在嘗試找出新的元素。

2009年，元素週期表上的元素只有到第111號的錀（Rg），到了2010年，112號元素鎶（Cn）正式被命名，兩年後，編號114的鈇（Fl）和116的鉝（Lv）也加入。

最終在2016年，113鉨（Nh）、115鏌（Mc）、117（Ts）與118（Og）正式加入元素週期表，也就是元素週期表誕生第147年後，科學家們終於成功填滿了一到七週期中所有的空格了！十年之前，元素週期表上只有111個元素。

圖／修改自GDCH但是第七週期是找到所有元素的最後一塊拼圖嗎？德國化學家杜爾曼（ChristophEDüllmann）就說過：「我不知道任何懷疑元素119與120存在的人。

(Iknowofnobodywhodoubtsthatelements119and120canexist.)」也就是說，科學家們都相信第八週期元素的存在，只是目前為止尚未發現而已。

事實上，與其說是「發現」新元素，這些年倒不如說科學家「製造」出新元素還貼切一些，因為目前為止在自然界發現的元素只有約90幾種，其他的元素都是在實驗室裡面製造出來的。

尤其是那些原子量超過104的超重元素們（superheavyelements），幾乎都是使用加速器使輕元素相互碰撞後產生的。

說起來簡單，但做起來可是困難重重，先不說每次的碰撞實驗都需要花上幾個月的時間去準備，成功合成出想要的元素後，這些重元素又會很快就衰退消失成其他元素，壽命從千分之一秒至一兩秒都有，根本就是實驗室裡的煙火秀。

位於俄羅斯杜布納（Dubna）的超重元素研究室。

圖：JINR在這短暫的時間中，還要想辦法從各種粒子中找到並去確定新元素的性質，這就像是要幫閃電拍照一樣困難的任務！以元素114鈇（Fl）為例，當時部分的學者推測鈇是一個活性很低的元素，甚至與惰性氣態相近。

但又因為鈇在元素週期表的位置在鉛之下，所以照元素週期表的規則來說，鈇的化學性質應該類似於重金屬。

為了找出答案，科學家們設計了一場實驗：他們讓鈇原子通過一個狹窄的黃金隧道，隧道一開始是熱的，但出口端的溫度會低至攝氏-170度。

若鈇的性質與鉛相似，一開始就會被隧道所吸收，反之如果比較像惰性氣體，那就會移動到接近出口時才被吸收。

然而等到實驗結果出爐後，兩組研究人員卻得到了相反的結果，也意味著學者們仍需要更多的實驗，來了解鈇這個元素。

這個故事向我們展現了研究超重元素的困難，即便如此，科學家們仍會努力地去找出下一個新的元素。

在119號元素以後的元素週期表，會有哪些神奇的元素？會在何時結束？又是否會一直保有週期性呢？回首元素週期表誕生150周年，讓我們預祝下一個150年一樣充滿發現與驚喜。

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局之推動化學物質綠色生活知識教育平臺計畫企劃，泛科學執行參考資料Düllmann,C.E.(2019).118andCounting…ThePeriodicTableonits150thAnniversary.AngewandteChemieInternationalEdition,58(13),4070-4072.環保署化學局「化學知識地圖網站」—列管毒化物簡表延伸閱讀拉瓦節誕辰│科學史上的今天：8/26元素週期表的蛻變門得列夫與週期表：頑固就是戰鬥民族的浪漫 我要跟泛科學說「　　　」！參加泛科學網站體驗調查，提供意見還能拿禮卷！利用阿基米德浮力原理，當玻璃小球浮起時測量氣溫～伽利略溫度計交換禮物大賞！QUALY醉愛北極熊酒瓶塞廢材大作戰！科學實驗室EP5—手作神器如虎添翼數學好無聊、不實用，到底為什麼要學數學？給大人玩的理財桌遊，從此航向財富自由！交換禮物首選、推理迷必買！台灣推理作家協會20週年限定週邊相關標籤：化學元素表原子量超重元素門得列夫熱門標籤：量子電腦BNT疫苗珊瑚諾貝爾獎前列腺文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論行政院環境保護署毒物及化學物質局52篇文章・ 3位粉絲＋追蹤行政院環境保護署毒物及化學物質局，落實毒物及化學物質之源頭管理及勾稽查核，從源頭預防管控食安風險，追蹤有害化學物質，維護國民健康。

網站：https://www.tcsb.gov.tw/RELATED相關文章控制近視有新招！研究證實特殊設計鏡片能減緩孩童度數增加守護飛航安全，如何避免鳥擊的危害地中海飲食：不只吃得健康，更吃得環保怎麼樣才能睡得舒服？除了室內溫度，也該注意床上平均溫度！TRENDING熱門討論即時熱門跟名偵探學習推理—回溯推理與貝氏定理分析（下）112小時前海上救援和逃生演習——和平號順利歸航│環球科學札記(58)112小時前眼皮長出如紫色眼影般的紅疹？——認識「皮肌炎」與肺纖維化112小時前研究資料亂到不行？你需要的是「資料管理方案」——淺談什麼是「開放科學」120小時前核廢料放我家？高階核廢料的危險性與處理方式84天前「恆水創電」聯手比利時Turbulent研發超低落差機組——力拼「微水力發電」扎根台灣！42021/12/15腸道炎會導致憂鬱症？——淺談體內的腸腦軸線，揭露腸道菌的「腦控」機制！42021/12/15人類是96%的大猩猩嗎？——《生命之鑰：一場對生命奧祕的美麗探索》32021/12/05040文字分享友善列印040Promo人體解析健康養生醫療健康控制近視有新招！研究證實特殊設計鏡片能減緩孩童度數增加鳥苷三磷酸(PanSciPromo)・2021/12/16・2093字・閱讀時間約4分鐘＋追蹤本文由近視管理專家贊助，泛科學獨立製作。

孩子總是皺眉瞇眼看不清楚、近視度數越來越深，到底該怎麼辦？根據2017年國民健康署的研究調查，小學6年級孩童近視盛行率為70.6%，平均每10人就有7人有近視問題；而9年級學生則幾乎是每10人就有9人近視，近視確實是大多數孩子與父母的健康困擾。

近視其實是一種疾病，但由於太過常見，不少人因此輕忽孩子近視的嚴重性，若不加以矯正控制，度數每年約會增加75～100度，隨著年紀極可能會發展為高度近視。

根據國健署調查，18歲青少年有超過3分之1都是近視度數500度以上的高度近視患者！未來罹患視網膜剝離、黃斑部病變等嚴重眼部疾病的機率會大幅增加，甚至失明。

台灣地狹人稠，孩子眼睛能看遠處放鬆的機會少，而激烈的學業競爭也讓孩子處於長期近距離用眼讀書的生活中。

Covid-19疫情更加重了這個情況，讓孩子得長時間用電腦、平板等3C產品線上學習，同時大幅減少戶外活動機會，讓孩子無法擁有更好的用眼環境。

在種種不利視力發展的條件之下，該如何幫助孩子在視力發展的黃金時期控制近視呢？孩子的近視如何控制？避免眼軸增長是關鍵一般來說，眼軸（眼球前後的長度）只要增長1mm，使得光線無法正常聚焦在視網膜上，相當於近視增加270度左右，這就是近視種類中的軸性近視，佔台灣近視者的95%。

要避免軸性近視加深，就必須盡可能減緩眼軸增長。

目前主流理論認為眼軸增長的誘發原因，與物像光線投影於視網膜後方有關。

使用一般近視矯正鏡片時，中心焦點會落在視網膜上使視野清晰，但由於視網膜並非平面而是弧形曲面，周邊焦點反而會偏離而落在視網膜後方，為了追趕視網膜後方的焦點，學齡孩童的眼球會自主調控，進而使眼軸容易過度增長。

眼軸增長是不可逆的，但是否我們能找到方法減緩眼軸增長的速度？以特殊鏡片創造「非聚焦光束帶」，減緩孩子的眼軸增長與近視度數增加近期研究發現若是將影像落於周邊視網膜前方，能延緩眼軸增長，為什麼呢？其實這也是眼球自主調控的結果，影像一直投射在視網膜後方，眼球會被誘發增加眼軸長度的增長速度，反之如果影像投射在視網膜前方，眼球也會配合影像做調整，自然就會減緩眼軸增長速度了。

2021年，一項以8至13歲華人學童為受試者的隨機雙盲研究指出，孩童配戴特殊設計的高非球面微透鏡近視眼鏡持續一年後，與配戴一般近視眼鏡的孩童相比，顯著減緩了近視度數及眼軸長度的增長，顯示此特殊設計的鏡片對於近視控制有很好的效果。

研究中使用的特殊鏡片設計與光線穿透方式示意圖。

圖／參考資料3研究中使用特殊設計的高非球面微透鏡，其原理是以上千個非球面微透鏡組成11圈的微透鏡星環，圍繞在鏡片上，配戴此鏡片時，光線會穿透鏡片正中央讓焦點落於視網膜上成像，做到正常矯正視力的功用，而微透鏡星環則輔助光線焦點落於視網膜前方，組成「非聚焦光束帶」（volumeofmyopicdefocus）形成大量近視離焦狀態，可減緩眼軸增長進而控制近視度數增加。

追蹤受試期間學童的近視度數與眼軸長度變化，如下表所示，使用特殊設計鏡片與一般鏡片，在6個月時即開始出現差異；而配戴一年後的近視度數變化（散瞳後等價球面度數）差異達0.54D，特殊設計鏡片組為-0.27±0.06D，一般鏡片組為-0.81±0.06D，使用特殊鏡片的近視度數增加顯著較少，近視控制效果達到67%；至於眼軸增長情形，特殊設計鏡片眼軸長度增長0.13±0.02mm，一般鏡片組增加0.36±0.02mm，兩者差異達到0.23mm，顯示出特殊鏡片可有效控制眼軸增長，控制效果達到64%。

同時研究也指出，使用特殊設計鏡片的孩童，最佳矯正視力（bestcorrectedvisualacuity，BCVA）和配戴適應性（adaptation）並不受影響。

及早控制孩子的近視問題，遠離高度近視隱憂學齡年紀是孩子視力發育的重要時期，因此家長如何控制孩子的近視問題，足以影響孩子一生的視力與眼部健康。

當孩子有近視問題時，選擇使用近視控制鏡片、減少孩子長時間近距離用眼、糾正錯誤用眼習慣，都能夠幫助孩子控制近視，避免成為高度近視族群，承受高度近視相關的嚴重眼疾風險。

目前市面上已經有運用高非球面微透鏡的近視控制鏡片，建議可由眼科醫生評估後，選擇適合孩子的近視控制鏡片。

參考資料衛福部國健署－106年調查「兒童青少年視力監測調查」當代眼鏡雜誌－【專業解析】近視防控鏡片發展Bao,Jinhua,etal.“One-yearmyopiacontrolefficacyofspectaclelenseswithasphericallenslets.”BritishJournalofOphthalmology(2021).SmithIII,EarlL.“TheCharlesF.Prenticeawardlecture2010:acaseforperipheralopticaltreatmentstrategiesformyopia.”OptometryandVisionScience88.9(2011):1029.臺北市學童高度近視防治網我要跟泛科學說「　　　」！參加泛科學網站體驗調查，提供意見還能拿禮卷！利用阿基米德浮力原理，當玻璃小球浮起時測量氣溫～伽利略溫度計交換禮物大賞！QUALY醉愛北極熊酒瓶塞廢材大作戰！科學實驗室EP5—手作神器如虎添翼數學好無聊、不實用，到底為什麼要學數學？給大人玩的理財桌遊，從此航向財富自由！交換禮物首選、推理迷必買！台灣推理作家協會20週年限定週邊相關標籤：眼軸眼軸增長近視近視控制高非球面鏡片熱門標籤：量子電腦BNT疫苗珊瑚諾貝爾獎前列腺所有討論 0登入與大家一起討論鳥苷三磷酸(PanSciPromo)25篇文章・ 6位粉絲＋追蹤充滿能量的泛科學品牌合作帳號！相關行銷合作請洽：[email protected]相關文章控制近視有新招！研究證實特殊設計鏡片能減緩孩童度數增加守護飛航安全，如何避免鳥擊的危害地中海飲食：不只吃得健康，更吃得環保怎麼樣才能睡得舒服？除了室內溫度，也該注意床上平均溫度！TRENDING熱門討論即時熱門跟名偵探學習推理—回溯推理與貝氏定理分析（下）112小時前海上救援和逃生演習——和平號順利歸航│環球科學札記(58)112小時前眼皮長出如紫色眼影般的紅疹？——認識「皮肌炎」與肺纖維化112小時前研究資料亂到不行？你需要的是「資料管理方案」——淺談什麼是「開放科學」120小時前核廢料放我家？高階核廢料的危險性與處理方式84天前「恆水創電」聯手比利時Turbulent研發超低落差機組——力拼「微水力發電」扎根台灣！42021/12/15腸道炎會導致憂鬱症？——淺談體內的腸腦軸線，揭露腸道菌的「腦控」機制！42021/12/15人類是96%的大猩猩嗎？——《生命之鑰：一場對生命奧祕的美麗探索》32021/12/05