世界上最稳定的元素（世界上最不稳定的元素）

为什么铁是最稳定的金属？难道排在之后的金不比铁更稳定吗？

在上学时，我们常常会比较哪个元素更稳定。一直以来，有一个元素都显得格外的奇怪，这个元素就是：铁。有的人说它是最稳定的元素的，但分明原子序数比铁元素的金元素也很稳定，那它们到底谁更稳定？

这里其实就涉及到了一个“角度”问题，从不同的角度来看，结果可能就不太一样。今天，我们就来说一说两者都是在哪个方面“稳定”。

原子核层面的稳定

我们都知道，原子其实是原子核和核外电子构成的。而原子核内还有中子和质子。当然，我们还可以继续往下分，中子和质子其实都是夸克构成的。

而铁原子实际上并不稳定，自然界存在各种氧化铁，甚至可以说，铁原子的化学性质还很活泼。那化学元素和什么有关呢？

其实是和核外电子的排布有关，它很容易失去电子。而化学反应是以原子为基础的，说白了，就只在原子层面发生，反应前后的元素种类不会发生变化。

那铁到底是哪里稳定了？

如果我们再往深入一层，从原子核的角度来看，就会发现一些端倪。在宇宙当中，铁元素的丰度可以排到第六位。这不是没有原因的，实际上，铁元素在原子核的层面是最稳定的。

在宇宙大爆炸初期，宇宙逐渐形成了物质粒子，而一开始主要就是原子序数最靠前的元素，比如：氢和氦。这两个元素就占据到了宇宙总量的99%以上。后来，恒星在星云的引力坍缩下逐渐形成。

恒星一般占据整个恒星系绝大部分的质量，就拿太阳来说，太阳的质量是太阳系总质量的99.86%。由于质量巨大，恒星内核在引力的作用下，温度和压强飙升，但这并不足以点燃核聚变反应。又因为量子隧穿效应的存在，恒星就会被点燃，但不会像氢弹那样一下子全炸了，而是缓慢的燃烧着。此时就会发生氢原子核进行核聚变反应生成氦原子核。

当恒星内核的氢原子核消耗得差不多时，如果恒星的质量足够大，还会促发氦原子核的核聚变反应，生成碳原子核和氧原子核。然后再点燃碳原子核和氧原子核的核聚变反应，就这样沿着元素周期表核聚变下去。因此，我们说恒星是元素炼丹炉一点都不过分。

不过，最终大多数的恒星的核聚变反应都停留在铁元素之前，只有极少的一部分后来发生超新星爆炸，生成黑洞或者中子星。之所以会发生这样的事情完全就是因为铁原子核特别稳定。

或者我们也可以说是铁原子核的比结合能最高，在铁元素之前的原子核发生核聚变反应都会释放出大量的能量，而铁元素，包括比铁元素的原子序数更大的元素原子核，要发生核聚变反应则需要吸收大量的能量。只不过，铁原子核聚变所需的能量是最大的，也就是说，让它核聚变反应是最费劲的。

因此，我们说铁元素很稳定其实是在说，铁原子核很稳定，比结合能最大，不容易发生核聚变反应。

核外电子排布导致的稳定

你应该也能猜到金元素的稳定其实是化学性质稳定，也就是不容易发生化学反应。一般来说，如果要发生化学反应就会出现化学键的断裂以及形成。化学反应过程中并不会改变原子核内部的情况，只是核外电子云的相互作用。那为什么金元素会比铁化学性质更稳定呢？

要想理解这个问题，我们要从高中的化学说起，正如上文所说的，原子核外部有很多电子，它们会按照能量的高低进行排布，这个排布是遵守泡利不相容原理的。

而原子的最外层的电子的排布常常决定了原子的大部分的化学性质和物理性质。不过，金元素是比较奇葩的，它的原子核外一共有6层电子，在最内层的电子拥有高的能量，大概是以65%的光速在飞驰。这会有什么问题呢？

根据狭义相对论中质能等价部分的相关理论，当速度越接近于光速时，相对论的效应就越明显，说白了就是电子会变重。

这一变重，轨道就会缩小，最终的结果就导致最外层的电子轨道也发生了缩小。这就造成要让金原子参与化学反应，不仅需要失去最外层的电子，同时失去次外层的电子。如果要失去这些电子，就需要金原子吸收足够大的能量。所以，金元素要发生化学反应其实很难，这才使得它显得十分稳定。在大自然当中，金大多以单质的形式存在，极难发生化学反应。

而铁原子就不同的，铁元素的原子序数只有26，它并不像金元素的核外电子排布如此复杂。所以，它的化学性质远没有金元素稳定，极易与氧或者水发生反应，在自然界几乎找不到单质铁，基本都是以化合物的形式存在的。

总结

从原子核的角度来看，铁原子核是最稳定的元素原子核，这是因为它的比结合能最大；

从化学性质的角度来看，金元素要比铁元素稳定得多，这是因为金元素的核外电子存在相对论效应，导致参与化学反应时需要同时失去最外层和次外层电子，这就需要消耗大量能量，因此，不易发生化学反应。

最活泼的化学元素单质是什么，还有最稳定的元素单质

（li，cs，活泼型依次增强）

最稳定的元素单质是当然是氟（f）,铷,na,k，fr、如果说考虑稀有气体的话那么，那么稀有气体中的氦气最稳定了最活泼的金属元素为铯(fr)

最稳定的元素

说准确点是氦(He),其次是氖(Ne),然后是氩氪氙氡，因为后面几种已经有一堆化合物了，只有氦和氖目前没有。

哦哦哦刚看题铁到银之间应该是钌(Ru)。

为什么说铁是最稳定的元素，有怎样深层的原理？

铁是所有元素中最稳定的，说的是铁原子核的稳定性，并非化学性质。

物质的化学性质，由原子的核外电子数决定；而原子核的稳定性，由原子核中质子和中子的数量决定，本质上是电磁力与强力相互制衡的结果。

我们知道，原子核由中子和质子组成（氕核只有一个质子），质子带正电荷，于是质子之间会因为电磁力而相互排斥。

质子之间的排斥力是非常大的，我们假设2克纯质子组成的物质，分成相等的1克质子物质后相距一米，那么两块质子物质之间的电磁力，将和地球-月球之间的万有引力相当。

所以要把质子紧紧束缚在一起，必须得有一种比电磁力更强的力——强相互作用，强相互作用的强度是电磁力的100倍，但是作用范围小于10^-15米，与原子核尺度相当。

原子核中的中子起着“缓和剂”作用，能让原子核更加稳定，于是在原子核中，质子之间的电磁力和强力存在制衡：

（1）当原子序数较小时，质子数量不多，原子核半径小，强力起主导作用，而且强力在短距离内能叠加。

（2）随着原子序数的增加，质子数量增加，原子核半径增大，由于电磁力是长程力，所以质子间的排斥力会无限叠加。

（3）当质子数量较多时，原子核半径非常大，强力的叠加距离受限，较远质子之间排斥力终有超过强力的时候，此时原子核将不再稳定。

于是，随着原子序数的增加，原子核稳定性先增加再降低，转折点正是铁元素，所以铁-56的原子核是最稳定的；一般地，比铁轻的原子，聚变会释放能量，比铁重的原子，裂变会释放能量。

这和质能方程有关，铁最稳定意味着铁原子中携带的能量最低，也就是核子的平均质量最小；所以在恒星内部，从氢元素和氦元素开始聚变，一旦聚变到铁元素就停止了。

化学性质最稳定的元素是

化学性质最稳定的应该在稀有气体中找，即0族。

这里面以氦和氖稳定性最强，至今未能合成稳定化合物，其他几种都有。

稀有气体或惰性气体是指元素周期表上的18族元素（IUPAC新规定，即原来的0族）。在常温常压下，它们都是无色无味的单原子气体，很难进行化学反应。天然存在的稀有气体有六种，即氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和具放射性的氡（Rn）。而Uuo是以人工合成的稀有气体，原子核非常不稳定，半衰期很短。根据元素周期律，估计Uuo比氡更活泼。不过，理论计算显示，它可能会非常活泼，并不一定能称为惰性气体。然而，碳族元素鈇（Fl,原临时命名为Uuq）表现出与稀有气体相似的性质。

最稳定的是什么元素

惰性气体

我们在地球上所见到的一切东西都是由元素化合而成的.而有些元素与其他元素相比.显得不大愿意参与化合反应.然而.在1988年年初.一位名叫W·科克(W. Koch)的美国化学家证明.即使最不合群的元素也可以诱使它参与化合反应. 最不喜欢结合的元素是一组被称作[惰性气体"的元素([惰性"一词的英文原意是[高贵".英文中惰性气体为[inert gas"或[noble gas".[inert"意为[惰性的".而[noble"意为[高贵的".这些元素之所以被以此相称.是与它们孤傲.排他的特性有关).也称稀有气体(rare gas).因为在地壳和大气层中含量很少.除氡外都可作为工业气体由空气分离而制得.通常具有化学惰性.但近年来已能制得氙.氪.氡的一些具有一定稳定性的化合物.

惰性气体共有六种.按照原子量递增的顺序排列.依次是氦.氖.氩.氪.氙.氡.在通常情况下.它们不与其他元素化合.而仅以单个原子的形式存在.

事实上.这些原子对于它们自己同类中的其他原子的存在也漠不关心.甚至不愿互相靠近到可以形成液体的程度.因而在常温下.它们都不会液化.它们全是气体.存在于大气之中.

首先被发现的惰性气体是氩.1894年就被探测到.它也是最常见的惰性气体.占大气总量的1%.其他惰性气体几年之后才被发现.它们在地球上的含量很少.当一个原子向另一个原子转移电子或与另一个原子共享电子时.它们便相互化合了.惰性气体不愿这么做.其原因是它们的原子中的电子分布得非常匀称.要想改变其位置就需要输入很大的能量.这种情况是不大可能发生的.

较大的惰性气体原子.例如氡.它的最外层的电子(参与化合反应者)与原子核离得较远.因此.外层电子与原子核之间的吸引力相对来说比较弱.由于这一原因.氡是惰性气体中惰性最弱的.只要化学家创造出合适的条件.也最容易迫使氡参与化合反应.

较小的惰性气体原子.其最外层电子离原子核比较近.这些电子被抓得比较牢固.使其原子难以与其他原子发生化合反应.

事实上.化学家已经迫使原子比较大的惰性气体--氪.氙.氡.与氟和氧那样的原子进行化合.氟与氧特别喜欢接受其他原子的电子.原子更小一些的惰性气体--氦.氖.氩--已经小到惰性十足的程度.迄今为止任何化学家都无法使它们参与化合反应.

原子最小的惰性气体是氦.在所有各类元素中.它是最不喜欢参与化合反应的.也是惰性最强的元素.甚至氦原子本身之间也极不愿意结合.因而直到温度降到4K时.才能变成液态.液态氦是能够存在的温度最低的液体.它对于科学家研究低温是至关重要的.

氦在大气中只有微量的存在.不过当像铀与钍这样的放射性元素衰变时.也能生成氦.这种积聚过程发生在地下.因而在一些油井中能产生氦.这种资源很有限.不过至今尚未耗尽.

每个氦原子只有两个电子.它被氦原子核束缚得如此之紧.以至要想抓走其中的一个电子.比之任何其他原子而言.要付出更多的能量.面对这样紧的束缚.那么是否能使氦原子放弃一个电子.或与其他原子共享一个电子.从而产生化合反应呢?

为了计算电子的行为.化学家采用了一种被称为[量子力学"的数学体系.这是在20世纪20年代创立的.化学家科克把它的原理应用到对氦的研究中.比如.假设一个铍原子(有四个电子)与一个氧原子(有八个电子)进行化合反应.在化合过程中.铍原子交出两个电子给氧原子.从而使它们结合在一起.用量子力学进行计算的结果表明.铍原子中背对着氧原子的那一侧电子出现的几率非常小.

根据量子力学方程.如果一个氦原子参与进来.它就会与铍原子上电子出现几率非常小的那一侧共享两个电子.从而形成氦-铍-氧的化合物.

迄今为止.还没有其他原子化合反应能够产生俘获氦原子的条件.而且即便是氦-铍-氧.也只有在足以使空气液化的温度条件下.或许能结合在一起.现在对于化学家来说.必须对在极低温度条件下的物质进行研究.看看是否真能够通过实践证实理论.迫使氦参与化合反应.从而打垮这种惰性最强的元素!

惰性气体:又称钝气.稀有气体.贵重气体

1.钝气包括:氦(He).氖(Ne).氩(Ar).氪(Kr).氙(Xe).氡(Rn).均为无色.无臭.气态的单原子分子.周期表中为第18族(ⅧA族).外层电子已达饱和.活性极小.

2.一般通性:

(1)原子量.密度.熔点.沸点.原子半径随原子序增加而增加.

(2)游离能随原子序增加而减少.

3.用途:

(1)He:可用作安全气球或飞船.与氧混合供潜水用.可防止潜水夫病.

＊在油井中所产天然气含2%.为工业用的主要来源.

制备法:将天然气压缩及冷却而液化.He难液化而分离.

(2)Ne:在真空放电管中发生红色光.用於广告灯.

(3)Ar:填充灯泡保护钨丝.

(4)Kr.Xe:用在照相工业.Kr.Xe在真空放电管中.发出蓝色光.

(5)Rn:为放射性气体.自然界中几乎不存在.

4.钝气化合物

1962年加拿大巴勒特发现了第一种钝气化合物-Xe之氟化物.接著有数百种Kr.Xe的化合物相继合成成功(如XeF2.KrF2).而传统的"惰性气体不能形成化合物"的观念需加以修正.惰性气体只是不活泼而已