你是否有过这种幻想?通过炼金术把铅转变成黄金但历史上的炼金术士从未成功过。现代科学是否能够完成这一化学壮举?事实上,并非不可能实现将铅等廉价的金属转化为黄金,但所得到的黄金量则是一个问题。
什么是元素?铅和金都是由原子核中的质子数和中子数所决定的元素,而电子数量并不重要。铅的原子序数为82,金的原子序数为79。为了将一种元素转化为另一种元素,唯一的方法是改变原子核中的质子数。如果仅改变原子核中的中子数,则会产生同位素,即相同元素的不同“味”。铅具有多种稳定同位素,其中3个同位素是较重元素的主要核衰变链的终点--所有原子序数高于铅(82)的元素都具有放射性。
元素的转变。质子和中子是亚原子级粒子,它们由强大的核力束缚在原子核中,为保持核稳定,需要消耗巨大的能量。从原子核中移除或添加亚原子粒子都会导致释放大量能量。但即便成功改变了原子核的组成,元素内部的力量平衡也会被扰乱,导致元素进入“身份危机”,开始释放亚原子粒子以达到更稳定状态,这与放射性衰变类似。
大型原子核会释放质子、中子、电子和电磁辐射以减轻额外重量。大部分铋后的元素都是放射性元素。然而,放射性衰变并不是制造黄金的理想方法。它需要数月,甚至数年、数千年才能衰变为普通元素,例如铀-的半衰期为年。此外,放射性衰变会导致癌症和甲状腺问题等疾病。最终,铀、钍和镭都将变成稳定元素铅,而我们只需要3个质子才能得到黄金是一个令人遗憾的事实。
除了放射性衰变,科学家还有其他方法可以将铅转化为金。然而,由于铅比金多3个质子,因此使用汞或铂可能更好。最早的实验始于年,研究者使用高电流将汞转变为黄金,但后来的实验结果是负面的。另一个方法是用亚原子粒子轰击汞或铂。例如,用快中子轰击汞可以将它转变为金和铂,而用氘核轰击铂可以使其转变为金。在年的实验中,研究人员用
铅成功地获得了黄金。
如果你想通过这种方法制造黄金致富,要幻想少点。首先,通过质子轰击方法得到的黄金大部分都具有放射性,意味着它可能会衰变。而且目前还没有任何化学方法可以将放射性金转化为普通金。其次,所有实验中获得的黄金质量都少于1毫克,价值几乎可以忽略不计。Miethe和Stammreich只获得了价值1美元的黄金,却花费了6万美元!所以,即使你从这些实验中得到了一些有价值的金子,你也会债台高筑。