簡介
鈽,原子序數94,是人工放射性元素,元素名仿照鈾、鎿以冥王星命名。鈽是繼鎿後第二個發現的超鈾元素,1940年末,美國科學家西博格、麥克米倫等在美國用60英寸回旋加速器加速的16兆電子伏特氘核轟擊鈾時發現鈽238,次年又發現了最重要的同位素鈽239。日本東京電力公司2011年3月28日晚宣布,福島第一核電站廠區採集的土壤樣本首次檢測出放射性元素鈽。
元素原子量:[244]
元素類型:金屬
發現人:西博格(G.T.Seaporg)、麥克米倫(E.M.McMillan)、沃爾(A.C.Wanl)和甘迺迪(J.Kcn
元素來源:自然界中僅鈾礦中含有痕量。可用鋇蒸氣還原三氟化鈽而製得。
元素用途:可作為核燃料和核武器的裂變劑。
元素輔助資料:緊接在鎿後面的第二個超鈾元素是94號元素,於是科學家們就用太陽系中緊挨著海王星外面的冥王星(pluto)來命名它為plutonium,元素符號是Pu。
發現過程
在1940年末至1941年初,美國化學家西博格領導的小組(麥克米倫、沃爾和甘迺迪等)發現鈽的同位素鈽238。已知鈽的同位素中壽命最長的是鈽244,半衰期是8.2×107年。金屬鈽是銀白色的,與氧氣、水蒸氣和酸作用,但不與鹼反應。它和鈾一樣用於核燃料和核武器。現在已經可以獲得成噸的鈽。1945年,西博格比較了鎿和鈽,認為它們與鈾的性質相似,同時又與稀土元素中釤相似,在1945年發表了他編排的元素周期表,建立了與鑭系元素相同的錒系元素,把它們一起放置在元素周期表的下方,成為今天形式的元素周期表,並留下94號元素以後一系列的空位留待發現。鈽為銀白色金屬,熔點640°C,沸點3234°C;從室溫到熔點之間有6種同素異形體,這是冶金學上很獨特的現象。鈽在空氣中的氧化速度於濕度有關,濕度高則氧化快,且有自燃的危險;鈽易溶於酸中,不過濃酸可能會引起鈍化。它也是一种放射性毒物,會於骨髓中富集。因此,操作、處理鈽元素具有一定的危險性。鈽239是易裂變核素,是重要的核燃料;鈽238可用於製作同位素電池,廣泛套用於宇宙飛船、人造衛星、極地氣象站等的能源。鈽屬於極毒元素。
理化性質
鈽和多數金屬一樣具銀灰色外表,又與鎳特別相似,但它在氧化後會迅速轉為暗灰色(有時呈黃色或橄欖綠)。鈽在室溫下以α型存在,是元素最普遍的結構型態(同素異形體),質地如鑄鐵般堅而易脆,但與其他金屬製成合金後又變得柔軟而富延展性。鈽和多數金屬不同,它不是熱和電的良好導體。它的熔點很低(640°C),而沸點異常的高(3327°C)。
鈽最普遍釋放的游離輻射類型是α粒子發射(即釋放出高能的氦原子核)。最典型的一種核子武器核心即是以5公斤(約12.5×10^24個)鈽原子構成。由於鈽的半衰期為24100年,故其每秒約有11.5×10^12個鈽原子產生衰變,發射出5.157MeV的α粒子,相當於9.68瓦特能量。α粒子的減速會釋放出熱能,使觸摸時感覺溫暖。
鈽在室溫時的電阻率比一般金屬高很多,而且鈽和多數金屬相反,其電阻率隨溫度降低而提高。但近期研究指出,當溫度降至100K以下時,鈽的電阻率會急遽降低。電阻率由於輻射損傷,會在20K之後逐漸提高,速率因同位素結構而異。
鈽具有自發輻射性質,使得晶體結構產生疲勞,即原有秩序的原子排列因為輻射而隨時間產生紊亂。然而,當溫度上升超過100K時,自發輻射也能導致退火,削弱疲勞現象。
鈽和多數金屬不同:它的密度在熔化時變大(約2.5%),但液態金屬的密度又隨溫度呈線性下降。另外,接近熔點時,鈽的液態金屬具有很高的黏性和表面張力(相較於其他金屬)。
鈽化合物三氟化鈽為藍紫色固體,熔點為1425±3℃;在沒有鋁或鋯離子存在時,很難溶於酸中。三氟化鈽可由鈽(IV)的硝酸鹽、氧化物、氫氧化物等化合物與無水氟化氫在550~600℃反應製得,也可在含鈽(III)的水溶液中加入氟離子沉澱而製得。三氟化鈽是還原法制金屬鈽的原料。
四氟化鈽為淡棕色(PuF4·2.5H2O為粉紅色),熔點為1037℃,沸點約1277℃;微溶於水,只能溶於含有硼酸、鋁(III)或鐵(III)的溶液中。四氟化鈽可由鈽(IV)的氧化物、硝酸鹽、草酸鹽等化合物在有氧氣存在的條件下與無水氟化氫進行高溫反應而製得。四氟化鈽也是還原法制金屬鈽的原料。
六氟化鈽在-180℃時是白色固體,液態和氣態呈棕色到紅棕色,熔點為51.59℃,沸點為62.16℃;六氟化鈽在熱力學上是不穩定的,它是一個很強的氧化劑;能與四氟化鈾、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳等反應生成四氟化鈽,與潮濕空氣或水發生非常激烈的反應;六氟化鈽由於α輻解而不斷生成四氟化鈽。六氟化鈽可由二氧化鈽或四氟化鈽在500~700℃高溫下與氟氣反應製得。鈽(VI)的其他氟化物有PuO2F2、M2PuO2F4·H2O和MPuO2F3·H2O(M為NH4、Na、K等)。
三氯化鈽是藍至綠色的固體,熔點為750℃,沸點為1767℃;易吸潮,易溶於酸和水。三氯化鈽可由多種方法製備,通常由二氧化鈽與光氣在高溫下反應而製得。在製備中,大多數其他元素生成揮發性的氯化物,而三氯化鈽不揮發,因而鈽的純度較高。三氯化鈽也是製備金屬鈽的一種化合物。
四氯化鈽是不穩定化合物,容易分解,不易製得。鈽(IV)的其他氯化物有M2PuCl6(M為Cs、Rb、K、Na等)。
其他已經製得的化合物還有:三溴化鈽,熔點約為681℃;三碘化鈽,熔點約777℃。氧化物二氧化鈽是綠棕色到黃棕色的固體,在氦氣中的熔點為2280±30℃,蒸氣壓很低;它的化學惰性很大,在鹽酸和硝酸中溶解極慢且不完全,在沸騰的氫溴酸中溶解較快,用硫酸氫鈉等熔劑在熔融條件下可溶解二氧化鈽;高溫下二氧化鈽可與氟化氫反應生成三氟化物,有氧氣存在時生成四氟化物;高溫下與氟作用生成六氟化鈽,與鋅鎂合金反應還原生成金屬鈽。由於二氧化鈽具有高熔點、輻照穩定、同金屬互容以及容易製備等特性,是核燃料的一種適用的組成形式。二氧化鈽可由金屬鈽或其化合物(磷酸鹽除外)在空氣中灼燒製得,也可由含氧化合物在真空或惰性氣氛中加熱到1000℃而製得。β-三氧化二鈽的熔點為2085±25℃;可由二氧化鈽與碳在氦中加熱到1625℃製得。α-三氧化二鈽可由在真空中加熱二氧化鈽到1650~1800℃而製得。α-三氧化二鈽由二氧化鈽熔化時損失氧而製得,其熔點為2360±20℃。
碳化物已知有二碳化三鈽、碳化鈽、三碳化二鈽和二碳化鈽。室溫下碳化鈽在空氣中穩定,但在400℃時則劇烈燃燒;不與冷水作用,但與熱水反應生成三價氫氧化物、氫和甲烷的混合物,以及少量的其他碳氫化合物;碳化鈽與冷硝酸作用很慢。三碳化二鈽的化學性質與碳化鈽略有不同,三碳化二鈽在高溫下的氧化作用及在酸和沸水中的水解作用都比碳化鈽弱。鈽的碳化物可由金屬鈽、二氧化鈽或氫化鈽在高溫下與石墨反應而製得。反應條件不同,可以製得不同組分的鈽的碳化物。鈽的碳化物由於具有較高的導熱性、低的蒸氣壓和較大的鈽密度,可以做核反應堆的燃料。
氮化物已知鈽的唯一氮化物為氮化鈽。氮化鈽在氬氣氛中熔點為2450±50℃;遇冷水緩慢水解並生成二氧化鈽,氮化鈽易溶於無機酸中;與氮化鈾能形成一系列固溶體。氮化鈽具備核燃料的鈽化合物的結晶體某些特性,如熔點高、鈽密度高和好的導熱性,但它的主要缺點是在高溫下揮發性較高和易分解。氮化鈽可由氫化鈽與氮在高於230℃時反應而製得。
草酸鹽鈽(III)的草酸鹽Pu2(C2O4)3·10H2O和鈽(IV)的Pu(C2O4)2·6H2O都是難溶性化合物,隨著加熱,它們逐漸失去其結晶水,隨後分解,最終產物為二氧化鈽。鈽的草酸鹽可由鈽的相應氧化態的鹽的稀酸溶液與草酸或草酸鈉沉澱而製得。
同位素
鈽是天然存在於自然界中的質量最重的元素。它最穩定的同位素是鈽-244,半衰期約為八千萬年,足夠使鈽以微量存在於自然環境中。
鈽最重要的同位素是鈽-239,半衰期為2.41萬年,常被用制核子武器。鈽-239和鈽-241都易於裂變,即它們的原子核可以在慢速熱中子撞擊下產生核分裂,釋放出能量、伽馬射線以及中子輻射,從而形成核連鎖反應,並套用在核武器與核反應爐上。
鈽-238的半衰期為88年,並放出α粒子。它是放射性同位素熱電機的熱量來源,常用於驅動太空船。
鈽-240自發裂變的比率很高,容易造成中子通量激增,因而影響了鈽作為核武及反應器燃料的適用性。
在一般情況下,鈽有六種同素異形體,並在高溫、限定壓力範圍下有第七
鈽因周圍壓力變化而有六種同素異形體
種(zeta,ζ)存在。[8]這些同素異形體的內能相近,但擁有截然不同的密度和晶體結構。因此鈽對溫度、壓力以及化學性質的變化十分敏感,各同素異形體的體積並隨相變而具有極大差異性。密度因同素異形體而異,範圍自16.00g/cm^3到19.86g/cm^3不等。
諸多同素異形體的存在,造成鈽的狀態易變,使鈽元素的製造變得非常困難。例如,α型存在於室溫的純鈽中。它和鑄鐵有許多相似加工後性質,但只要稍微提高溫度,便會轉成具有可塑性和可鍛造性的β型。造成鈽複雜相圖的背後因素迄今仍未被完整解惑。α型屬於低對稱性的單斜結構,因此促成它的易碎性、強度、壓縮性及低傳導性。
鈽有二十种放射性同位素。在自然界中只找到兩種鈽同位素,一種是從氟碳鈰鑭礦中找到的微量鈽-244,已知鈽的同位素中壽命最長的是鈽-244,半衰期是8.26×10^7年,它具有足夠長的半衰期,可能是地球上原始存在的。另一種是從含鈾礦物中找到的鈽-239,是鈾238吸收自然界裡的中子而形成的。其他鈽同位素都是通過人工核反應合成的。
同位素 | 豐度 | 半衰期 | 衰變模式 | 衰變能量MeV | 衰變產物 |
Pu-238 | 人造 | 87.74年 | 自發分裂 | 204.66 | - |
α衰變 | 5.5 | U-234 | |||
Pu-239 | 微量 | 24100年 | 自發分裂 | 207.06 | - |
α衰變 | 5.157 | U-235 | |||
Pu-240 | 人造 | 6500年 | 自發分裂 | 205.66 | - |
α衰變 | 5.256 | U-236 | |||
Pu-241 | 人造 | 14年 | 自發分裂 | 210.83 | - |
β衰變 | 0.02078 | Am-241 | |||
Pu-242 | 人造 | 373000年 | 自發分裂 | 209.47 | Kr-92,Ba-141,2箇中子 |
α衰變 | 4.984 | U-238 | |||
Pu-244 | 微量 | 8.08×10^7年 | α衰變 | 4.666 | U-240 |
鈽同位素的衰變熱:
同位素 | 衰變方式 | 半衰期年 | 衰變熱W/kg | 自發裂變中子1/(g·s) |
鈽-238 | α衰變成為鈾-234 | 87.74 | 560 | 2600 |
鈽-239 | α衰變成為鈾-235 | 24100 | 1.9 | 0.022 |
鈽-240 | α衰變成為鈾-236 | 6560 | 6.8 | 910 |
鈽-241 | β衰變成為鎇-241 | 14.4 | 4.2 | 0.049 |
鈽-242 | α衰變成為鈾-238 | 376000 | 0.1 | 1700 |
套用領域
同位素鈽-239是核武器中最重要的裂變成份。將鈽核置入反射體(質量1945年投於日本長崎市的核子彈內含一個鈽核1945年投於日本長崎市的核子彈內含一個鈽核數大的物質的反射層)中,能使逃逸的中子再反射回彈心,減少中子的損失,進而降低鈽達到臨界質量的標準量:從原需16公斤的鈽,可減少至10公斤,即一個直徑約10厘米的球體的量。它的臨界質量約僅有鈾-235的三分之一。
曼哈頓計畫期間製造的“胖子核子彈”型鈽彈,為了達到極高的密度而選擇使用易爆炸、壓縮的鈽,再結合中心中子源,以刺激反應進行、提高反應效率。因此,鈽彈只需6.2公斤鈽便可達到爆炸當量,相當於兩萬噸的三硝基甲苯(TNT)。在理想假設中,僅僅4公斤的鈽原料(甚至更少),只要搭配複雜的裝配設計,就可製造出一個核子彈。
核廢料:一般輕水反應爐所產生的核廢料中含有鈽,但為鈽-242、鈽-239和鈽-238的混合物。它的濃度不足以製作成核武器,不過可以改用作一次性的混氧燃料(MOXfuel)。在反應爐中以慢速熱中子放射線照射鈽時,會偶然發生中子俘獲,而增加鈽-242和鈽-240的量。因此反應進行到第二輪之後,鈽只能和快中子反應堆反應、消耗。在反應器中沒有快中子時(普遍情況下),剩餘的鈽通常會被遺棄,形成壽命長、處理棘手的核廢料。
毒性分析
毒性流言
鈽極其同位素因為其放射性而有一定危險性。鈽產生的α射線並不會穿透人體的皮膚而進入人體,但鈽可能被人體吸入或消化而進入人體從而對內臟造成不利影響。α射線會造成細胞的損傷、染色體的損傷,理論上可能導致癌症發病率的上升。但是這種影響並不會比其它能放出α射線的放射性物質危害更大。相比之下,鈽的半衰期很長,使得單位時間裡的輻射量相對要小,危害也就更小。在自然界廣泛存在的氡的放射危害就要比鈽大的多。鈽容易在人體的肝臟和骨骼中聚集,但該過程非常緩慢。
鈽是世界上最毒的物質。一片阿斯匹林大小的鈽,足以毒死2億人,5克的鈽足以毒死人類。鈽的毒性比砒霜大4.86億倍,它的威力勝過核武器。在20世紀四十年代,美國就有26名工作人員因核武器研究,受到了鈽的污染。但是在他們身上並沒有出現嚴重的健康影響,更沒有人因此而死亡。
毒性真相
對鈽毒性的誤解由來已久,關於它是劇毒的物質、“一丁點就能致人死亡”的說法在西方世界也同樣流傳廣泛。推測,鈽可能是受到了劇毒的釙的牽連。兩者的衰變類型相同,化學符號接近(Po、Pu),連中文寫法、讀音都那么那么的相近,也難怪不明真相的民眾們把他們的各類性質掰到一起去。
如果非要來說明鈽的化學毒性,人們相對熟悉的砒霜、氰化物的毒性都比鈽要大得多。單次過量攝入鈽而引發的死亡案例,至今都未出現。
對於鈽危害的擔憂,更多的是來自於鈽的電離輻射能力。鈽衰變時會產生α射線。α射線的穿透能力非常弱,在空氣中前進幾厘米就將能量耗盡。對於環境中的鈽並不用太擔心。一旦鈽進入到人體內,形成的內照射會對人體有一定的影響。α射線會造成細胞的損傷、染色體的損傷,理論上可能導致癌症發病率的上升。但是這種影響並不會比其它能放出α射線的放射性物質危害更大。相比之下,鈽的半衰期很長,使得單位時間裡的輻射量相對要小,危害也就更小。在自然界廣泛存在的氡的放射危害就要比鈽大的多。
事實上,在上世紀四十年代,美國就有26名工作人員因核武器研究,受到了鈽的污染。但是在他們身上並沒有出現嚴重的健康影響,更沒有人因此而死亡。到上世紀九十年代,一批志願者甚至接受了注射或是吸入鈽的實驗,也沒有發現有任何明顯的傷害。這與之前大家對鈽毒性的過高估計大大不同。
而英國女王伊莉莎白二世訪問哈維爾核子實驗室時,就曾受邀觸摸了一塊以塑膠包裹的鈽環,以親自體會其溫暖的觸感。附贈八卦一則,鈽舔起來⋯還真的像金屬⋯⋯ 基於鈽本身的化學毒性並不那么大,電離輻射能力也不比其它放射性元素要來的特殊,加上鈾鈽混合燃料里鈽也只有7%,3號反應堆如果發生爆炸泄露,並不會比其它使用鈾燃料的反應堆要來的更危險。
謠言破解
鈽的毒性並沒有謠言描述的那么可怕,“5克的鈽足以毒死所有人類”純屬無稽之談。使用鈾鈽混合燃料的反應堆如果發生爆炸泄露,並不會比使用鈾燃料的傳統反應堆要來的更危險。對於鈽危害的擔憂,更多的是來自於鈽的電離輻射能力。鈽衰變時會產生α射線。α射線的穿透能力非常弱,在空氣中前進幾厘米就將能量耗盡。對於環境中的鈽並不用太擔心。一旦鈽進入到人體內,形成的內照射會對人體有一定的影響。
而英國女王伊莉莎白二世訪問哈維爾核子實驗室時,就曾受邀觸摸了一塊以塑膠包裹的鈽環,以親自體會其溫暖的觸感。基於鈽本身的化學毒性並不那么大,電離輻射能力也不比其它放射性元素要來的特殊,加上鈾鈽混合燃料里鈽也只有7%,3號反應堆如果發生爆炸泄露,並不會比其它使用鈾燃料的反應堆要來的更危險。
鈾鈽混合燃料
鈾鈽混合燃料,也就是MOX燃料,全稱為混合氧化物燃料。傳統的反應堆是以鈾235為燃料,通過用中子轟擊鈾235原子核,發生裂變反應的同時會產生大量的熱。但事實上,自然界鈾儲量的99.3%都是無法用於核電站發電的鈾238,鈾235僅為0.7%,難以滿足世界日益增長的核能需求。MOX燃料就是一種為了通過核反應來利用鈾238而設計的特種核燃料。
MOX燃料是由7%的鈽239氧化物和93%的鈾238氧化物混合製成的。設計的巧妙之處在於,將核廢料里的鈽以及自然儲備更多的鈾238給利用了起來。當鈾238吸收一個中子之後,會經過一些核反應轉變為鈽239,而鈽239也能發生核裂變反應,能夠用於核電站發電。使用了MOX燃料的核電站,在發電的過程中一部分鈾238會發生這個反應,就可以在消耗鈽239的同時,使部分鈾238轉化為鈽239。在最後剩下的核燃料裡面,還會有一定量的鈽239,可以提取出來,重新製作成核燃料。如果控制合理,這種燃料對鈾238的利用率將非常高。另一個優點就是為傳統的鈾燃料反應堆中鈾238轉化成的鈽239找到了新出路,也算是幫助解決了核廢料處理的一個難題。
重要事件
福島事故日本福島一號核電站2011年3月28日傳來新險情:救援人員在電站外邊土壤中發現了微量劇毒的鈽(核子彈材料)。原子能安全保全院發言人西山英彥說,測出鈽元素意味著核反應堆安全殼出現破裂,“形勢令人不安”。
福島第一核電站在“3·11”特大地震和海嘯發生後,一直處於“各種泄漏險情”不斷發生的狀態。因其中一座反應堆使用鈾和鈽的混合物做燃料,因此外界一直擔心,這兩種輻射超強的元素可能會泄漏到周邊環境中,給當地人乃至全球食物鏈造成重大污染。日本福島一號核電站擁有的六座核反應堆有個共同特點,那是其用過的燃料棒中都含有可用來製造核武器的原料鈽。同核燃料鈾相比,鈽的毒性更大。據悉,此次檢測出的是鈽的3種同位素鈽-238、鈽-239和鈽-240,土壤樣本採集於一周前。鈽在高溫下生成,且非常重,不會輕易飛散,因此土壤中檢測出鈽很可能與福島第一核電站1號至4號機組連續發生的氫氣爆炸和火災有關。
日本政府最新一份提交給國際原子能機構的報告顯示,截至2012年底,日本的鈽保有量總計達到44.2噸。日本在國外的反應堆約有35噸鈽,存在英國和法國,在國內有9.3噸。日本儲存有如此大量的鈽本身就是一個極大的隱患,更大的隱患是日本的後處理廠已經具備正式運行能力。一旦正式運行,每年將可以處理8噸鈽,可造1000枚核子彈。
日本實際持有45噸鈽由於在無核武國家中掌握最多數量鈽,因此日本一直接受國際社會嚴格監管。日本媒體指出,雖然日本政府表示並非故意少報,但確實未對可轉用於製造武器的鈽進行如實匯報。日本此前對外宣稱的鈽持有總量約為44噸,但實際上則有約45噸。
日本原子能委員會前副主席、長崎大學教授鈴木達治郎表示,日本確實忽視此事,應努力改進對報告做出彌補。
日本通過各種途徑大量存儲核材料,其中包括武器級豐度的放射性物質鈽和鈾。日本存儲的這些核材料里,有300多公斤武器級鈽是美國在冷戰期間交給日本的。日本原先強烈反對歸還這批鈽,理由是需要這批鈽用於快中子反應堆研究。美國在過去幾年裡多次提出要求,日本最終答應歸還,美國計畫於2014年3月在荷蘭參加核安全峰會期間與日本敲定歸還協定。日本還囤積了超過1.2噸高濃縮鈾(包括215公斤攻擊武器級高濃鈾)以及約44噸分離鈽。
漏報事件2014年年初,可以生產80枚核彈頭的640千克鈽在日本向國際原子能機構提供的報告中被蒸發。儘管日本政府給出並非故意漏報的說辭,但日本國內和國際社會的質疑與擔憂並未減弱。
日本保有大量敏感核材料一事就引發世人的擔心,這些敏感核材料甚至包括能夠直接用於製造核武器的武器級鈽和武器級鈾日本長期以來一直從核廢料中提取鈽,加上上面提到的640千克鈽,日本目前擁有45噸可用於生產核武器的鈽,共可生產約5500枚核彈頭。
日本已成為世界上唯一可以進行乏燃料後處理的無核武國家,擁有世界第一大後處理工廠。日本以和平利用核能的名號,大力開展核聚變、快中子增殖反應堆等尖端核技術研究,製作核聚變實驗裝置和核聚變反應堆,同時以民用核電需要為名,不遺餘力大量收購、儲存、提煉核原料。近來,日本加快了濃縮鈾製造“本土化”步伐,新建了離心法鈾濃縮工廠和雷射鈾濃縮工廠,其鈾原料的分離處理能力可達年產1500噸。
化學元素周期表
族→ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 電子層 | 0族電子數 | |
周期↓ | I A | 0 | |||||||||||||||||||
1 | 1 H 氫 | 2 He 氦 | K | 2 | |||||||||||||||||
II A | III A | IV A | V A | VI A | VII A | ||||||||||||||||
2 | 3 Li 鋰 | 4 Be 鈹 | 5 B 硼 | 6 C 碳 | 7 N 氮 | 8 O 氧 | 9 F 氟 | 10 Ne 氖 | L K | 8 2 | |||||||||||
3 | 11 Na 鈉 | 12 Mg 鎂 | 13 Al 鋁 | 14 Si 矽 | 15 P 磷 | 16 S 硫 | 17 Cl 氯 | 18 Ar 氬 | M L K | 8 8 2 | |||||||||||
III B | IV B | V B | VI B | VII B | VIII | I B | II B | ||||||||||||||
4 | 19 K 鉀 | 20 Ca 鈣 | 21 Sc 鈧 | 22 Ti 鈦 | 23 V 釩 | 24 Cr 鉻 | 25 Mn 錳 | 26 Fe 鐵 | 27 Co 鈷 | 28 Ni 鎳 | 29 Cu 銅 | 30 Zn 鋅 | 31 Ga 鎵 | 32 Ge 鍺 | 33 As 砷 | 34 Se 硒 | 35 Br 溴 | 36 Kr 氪 | N M L K | 8 18 8 2 | |
5 | 37 Rb 銣 | 38 Sr 鍶 | 39 Y 釔 | 40 Zr 鋯 | 41 Nb 鈮 | 42 Mo 鉬 | 43 Tc 鎝 | 44 Ru 釕 | 45 Rh 銠 | 46 Pd 鈀 | 47 Ag 銀 | 48 Cd 鎘 | 49 In 銦 | 50 Sn 錫 | 51 Sb 銻 | 52 Te 碲 | 53 I 碘 | 54 Xe 氙 | O N M L K | 8 18 18 8 2 | |
6 | 55 Cs 銫 | 56 Ba 鋇 | 57- 71 鑭系 | 72 Hf 鉿 | 73 Ta 鉭 | 74 W 鎢 | 75 Re 錸 | 76 Os 鋨 | 77 Ir 銥 | 78 Pt 鉑 | 79 Au 金 | 80 Hg 汞 | 81 Tl 鉈 | 82 Pb 鉛 | 83 Bi 鉍 | 84 Po 釙 | 85 At 砹 | 86 Rn 氡 | P O N M L K | 8 18 32 18 8 2 | |
7 | 87 Fr 鍅 | 88 Ra 鐳 | 89- 103 錒 | 104 Rf 鑪 | 105 Db | 106 Sg | 107 Bh | 108 Hs | 109 Mt | 110 Ds 鐽 | 111 Rg 錀 | 112 Uub | 113 Uut | 114 Uuq | 115 Uup | 116 Uuh | 117 Uus | 118 Uuo | |||
鑭系元 素 | 57 La 鑭 | 58 Ce 鈰 | 59 Pr 鐠 | 60 Nd 釹 | 61 Pm 鉕 | 62 Sm 釤 | 63 Eu 銪 | 64 Gd 釓 | 65 Tb 鋱 | 66 Dy 鏑 | 67 Ho 鈥 | 68 Er 鉺 | 69 Tm 銩 | 70 Yb 鐿 | 71 Lu 鑥 | ||||||
錒系元 素 | 89 Ac 錒 | 90 Th 釷 | 91 Pa 鏷 | 92 U 鈾 | 93 Np 鎿 | 94 Pu 鈽 | 95 Am 鎇 | 96 Cm 鋦 | 97 Bk 錇 | 98 Cf 鐦 | 99 Es 鑀 | 100 Fm 鐨 | 101 Md 鍆 | 102 No 鍩 | 103 Lr 鐒 |