電子分佈奇特 無法成為「貴族」
上次跟大家介紹了Oganesson（Og）這種新的元素。這種新元素並非天然地存在於大自然中：在2002年，Og才第一次在實驗室中被製造出來，並在2016年11月被正式命名。最穩定的Og原子核中共有中子176枚，質子118顆；這麼大數量的質子和中子令Og成為我們已知的元素中最重的。在正常情況下，這樣的原子核會被118粒電子包圍着，蔚為奇觀。
電子們跑得快
上次跟大家分享過，其他元素的電子都是如洋葱一般，一層一層地圍繞着中央的原子核的；然而Og的電子卻不遵從這個規則，像一團雲般相對地均勻分佈。作為現在最重的元素，Og的奇異之處絕對不止於此。今天就和大家分享一些Og與別不同的地方。
Og與別不同的原因有幾個，其中之一就是愛因斯坦著名的狹義相對論。原子核中的質子帶正電荷，牽引着周圍帶負電荷的電子，不讓他們輕易「離去」。
Og的原子核共有質子118顆，對附近電子的牽引特別強烈，因而令電子們高速地移動。狹義相對論專門探討物件在高速運動時的各種科學現象；這些相對論現象令Og的電子與其他元素的表現不同。
殼層已「滿座」 元素變「遲鈍」
之前在談及超導體現象的時候，有跟大家提過以美籍意大利物理學家費米（Enrico Fermi）命名的費米子（Fermion）。它們的特性是任何兩顆費米子不可能存在於完全相同的狀態之中的。如果將粒子比喻為住在旅館的旅客，那麼每一間房間中就只能住着一枚費米子，因為它們是絕對不會和同伴共享房間的。電子正好就是一種費米子。在電子殼層模型中，每一個殼層只有固定數量的「房間」，而電子們又不肯共享，因此當最外的一個殼層已經「滿座」，這種物料就會十分穩定，不喜歡參與化學作用了。
電子分佈奇特 導致不是貴族
在已知的元素中，有幾種就是因為「外層已經滿座」而「不愛交往」；正好它們都是氣體，所以被統稱為貴族氣體（noble gas）。Og原子的最外層也應該是「滿座」的， 因此簡單看來應該也是另一種貴族氣體。不過之前說過Og的電子並不完全遵從電子殼層模型，再加上相對論的特殊效果，Og的特性可能與它的「親戚」並不相類。誠然，科學家們利用電腦去計算Og的特徵，發覺其電子的奇特分佈，會容許它與其他元素（例如氟）產生化合物，因此Og看來並不貴族。而且Og原子之間容易產生較強的吸引力，在室溫之下，Og的原子可能並不會如氣體一般四處擴散，反而可能會處於固體的狀態。
小 結
Og的製成還是初步階段，被製造出來的Og原子其實也只是寥寥可數，因此距離直接觀察Og氣體或是固體還有很遠的距離。不過這些極端的狀況，每每在催促我們深入理解大自然的法則，發掘新的可能性。 ■張文彥博士
作者簡介：香港大學土木及結構工程學士。短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。
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